充填条带开采申报书.doc

山东省技术创新项目申报书 项 目 名 称:充填条带开采技术在三下复杂地质条件下的研发与应用起 止 时 间：2014年1月2014年12月项目申请单位（盖章）: 肥城曹庄煤矿有限公司项目合作单位（盖章）: 青岛理工大学山东省经济和信息化委员会2014年修订填写说明山东省技术创新项目申报书是山东省技术创新项目评审的基本基础文件和主要依据，请严格按照规定的格式、栏目要求客观、准确、全面填写。一、项目简介项目简介是可以公开宣传、介绍本项目的资料，须按栏目要求作简明、扼要的介绍。二、项目详细内容1、项目意义与必要性：综合阐述国内外发展现状及趋势、对社会经济发展以及国家安全的重要作用、对相关产业的带动性等。2、项目技术基础：（1）奖励情况：其中奖励级别：国家级 、省（部）级 奖励等级：特等、一等、二等、三等（2）知识产权情况：专利类别：发明、实用新型、外观 其他知识产权情况：1、软件著作权2、技术秘密3、集成电路布图设计权 4、动植物新品种审定 5、新药证书6、农药证书7、兽药证书8、医疗器械注册证书9、食品或饲料添加剂10、其他（3）对项目已有技术基础的描述。要明晰知识产权的权属；项目所处阶段要有明确的表征及附件说明。3、项目技术、产品与国内外同类技术、产品的比较。指与本项目相关的国内外同类技术、产品的比较。4、项目产品市场分析。分析预测要有充分依据。5、项目实施方案。要突出阐述成果转化过程中需要解决的关键技术问题，具体技术方案和实施步骤，预期取得的自主创新成果等；说明项目实施产业化的目标、任务及实现方案。6、项目投资估算与资金来源。叙述资金筹措渠道，项目支出预算按研发工作、产业化工作分项表达，以及项目研发经费支出预算表。7、企业情况。要从企业基本情况、技术基础设施及开发能力、配套设施情况、产学研合作情况、资产经营及财务状况、企业管理情况等方面简单扼要地介绍。8、预期经济、社会效益。经济效益情况表栏中填写的数字应以单位财务部门核准的数额为基本依据。各栏目的计算依据，应就生产或应用该项目后产生的直接累计净增效益以及提高产品质量、提高劳动生产率等作出简要说明，并具体列出表所填各项效益额的计算方法和计算依据。三、附件附件是申报项目的证明文件和辅助补充材料，其他证明系指与实施本项目直接相关的证明文件，联合开发的项目要有双方的合作协议或合同。目 录一、项目简介二、项目详细内容1、项目意义与必要性2、项目技术基础3、项目技术、产品与国内外同类技术、产品的比较4、项目目标产品市场分析5、项目实施方案6、项目投资预算与资金来源7、企业情况8、预期经济、社会效益三、附件一、项目简介肥城煤田曹庄煤矿1965年投产，已生产48年，属于老矿井，上组煤资源匮乏，到2014年已没有生产采区，剩余可采储量在工业广场煤柱范围内，属建筑物下压煤，距地表较近，且上组煤一层、三层顶板破碎，一般垮落采煤法对地表破坏严重，目前无法回采。因此，必须研究新型回采工艺，减少开采沉陷，解放三下压煤。充填条带开采是解决建筑物下采煤的主要技术途径，普通条带开采虽然可以减缓开采沉陷，但资源回收率太低，一般小于50%，造成资源极大浪费，采用充填条带开采技术将煤矸石、粉煤灰等为主要充填材料充填到井下，一方面可以减少矸石等废物排放，另一方面可以减缓开采沉陷，实现建筑物下压煤开采，同时用充填体置换条带开采的煤柱，可以大大提高资源回收率，符合煤炭循环经济和绿色开采的要求。在工业广场煤柱范围内一层煤1802工作面作为充填条带开采研究试验的首采面，工作面布置成短壁条带开采，隔1 个工作面充填1个工作面，充填体凝固后，作为下一条带工作面的支撑帮，继续开采下一条带工作面，如此循环开采，可实现无煤柱开采，完全回收煤炭资源。利用现有的充填站设备、充填技术，与青岛理工大学合作进一步研究适合条带开采和复杂地质条件下的充填方案、工艺、配比参数，做出充填开采设计，更好的适合条带开采充填。条带开采期间，在留设煤柱内和充填体内安装压力传感器，采用高强度、可伸缩式结构设计，测量采空区填充后顶、底板移近量变化及围岩应力变化情况，监测煤矿采空区的填充效果，与填充体应力传感器配套使用，两者进行比较，结合垮落采煤法地表沉陷规律，探索研究一套数值模拟系统，预测地表沉陷量，同时地表加强沉陷量观测，掌握地表沉陷规律，同时反馈指导充填配方及方案，达到最佳治理地表沉陷效果。此项技术试验成功，即可推广应用到三层开采，仅工业广场就可解放煤量400万吨，进而解放其他村庄及建筑物下压煤，既延长了矿井开采时间，又带来巨大的经济效益。二、项目详细内容1、项目意义与必要性我国国有重点煤矿“三下”压煤的可采储量137.9亿吨，其中建筑物压煤可采量达到87.6亿吨，而村庄压煤占建筑物压煤的60%。大量的资源呆滞，不仅影响了煤炭企业对资源的开发利用，而且增加了开发难度，开采布局不合理，缩短了矿井服务年限，严重制约了煤炭资源的可持续发展，甚至影响了某些煤炭企业的生存。因此，合理的解决“三下”采煤问题，对缓解能源紧张，提高矿井的服务年限以及发展地方经济都具有重大意义。条带开采与充填开采是解决建筑物下采煤的主要技术途径。目前我国条带开采技术应用较多,其缺点是:煤炭采出率偏低,一般小于50%。煤矿膏体充填作为煤矿绿色开采技术体系之一，是21世纪解决“三下”采煤最具发展前途的核心技术。此项技术的出现将有力缓解老矿井资源开采受限，提高煤炭资源采出率，改善矿山安全生产条件，实现不搬迁采煤，解放村庄建筑物下、铁路下、水体上下煤炭资源，同时又将资源开采和环境保护融为一体，是煤炭工业贯彻落实科学发展观、实现绿色采矿的重要举措。从理论上来说,采用充填开采技术将煤矸石等固体废弃物作为主要充填材料充填到井下,一方面可以减少矸石等废物排放,另一方面可以减缓开采沉陷,实现建筑物下压煤开采,符合煤炭循环经济和绿色开采的要求。但如何发展适合煤矿特点与要求的充填开采技术的问题仍有待解决,其中如何降低充填开采成本,是煤矿充填开采技术需要解决的关键问题，为此就要形成一种使资源与环境相互协调的开采技术。条带充填开采方法是矿区绿色开采技术中的重要组成部分，是一种比较新颖的开采方法。对于消除地面矸石山、解放建筑物下压煤，提高煤炭资源回收率、实现矿区资源与环境协调发展具有重要的意义。2、项目技术基础（1）奖励情况表所获奖励项目名称奖励级别奖励名称奖励等级（2）专利情况表专利名称类别申请号专利号国别（3）其它知识产权情况表名称类别证书编号（4）项目已有技术基础情况成果来源，技术依托，知识产权状况及权属，关键技术内容及创新点，项目实施所处阶段，获奖情况，国家、省部计划支持情况等，限3000字。3、项目技术、产品与国内外同类技术、产品的比较（限1000字）4、项目目标产品市场分析国内外市场应用现状、未来市场预测，国内外市场竞争力分析等，限1000字。5、项目实施方案（1）总体目标（包括实施期限、计划投资、预期规模与能力等，限1000字）。项目实施期限：1年项目计划投资：70万元预期规模：第一年试验生产上组煤10万吨，成功后生产上组煤30万吨/年。（2）主要研发工作与目标（包括技术路线、研发内容、创新目标、技术质量指标等，限3000字）。技术路线：与青岛理工大学合作进一步研究适合条带开采和复杂地质条件下的充填方案、工艺、配比参数，做出充填开采设计。按充填条带开采设计1802工作面，施工完成工作面巷道。根据充填方案设计，安装工作面充填管路。工作面回采，条带采空区充填。在留设煤柱内和充填体内安装压力传感器，测量顶板及围岩应力变化情况，两者进行比较，结合垮落采煤法地表沉陷规律，探索研究一套数值模拟系统，预测地表沉陷量，同时地表加强沉陷量观测，掌握地表沉陷规律，反馈指导充填配方及方案。根据试验成果，编制技术报告，推广应用。研发内容：充填条带开采技术：研究适合条带开采和复杂地质条件下的充填方案、工艺、配比参数，做出充填开采设计，更好的适合条带开采充填。采用充填条带开采技术将煤矸石、粉煤灰等为主要充填材料充填到井下，一方面可以减少矸石等废物排放，另一方面可以减缓开采沉陷，实现建筑物下压煤开采，同时用充填体置换条带开采的煤柱，可以大大提高资源回收率，符合煤炭循环经济和绿色开采的要求。地表沉陷规律：在留设煤柱内和充填体内安装压力传感器，测量顶底板及围岩应力变化情况，两者进行比较，结合垮落采煤法地表沉陷规律，探索研究一套数值模拟系统，预测地表沉陷量，同时地表加强沉陷量观测，掌握地表沉陷规律。创新目标：采用条带开采、交替似膏体充填，实现工业广场建筑物下上组煤无煤柱开采，提高煤炭资源回收率和煤炭质量，提高经济效益，延长矿井服务年限，矸石回填，绿色环保开采。探索数值模拟系统，预测地表沉陷量，掌握地表沉陷规律，确保地表沉陷对工业广场建筑物无影响。技术质量指标：研究制定科学的适应充填条带开采的充填方案设计，参数选取合理、科学，可操作性强。似膏体充填脱模时间控制在20小时以内，支撑强度在2.0MPa以上。首采面1802工作面年底安全回采完毕，资源回收率在95%以上。地表沉陷控制在10mm以下，保证地面建筑不受影响。创建地面沉陷预测数值模拟理论。（3）主要产业化工作与目标（包括生产方案、人才队伍、管理机制及其它问题解决方案，经济社会发展目标，限2000字）。生产方案：工作面采用倾斜长壁条带布置回采，条带宽度10m，煤柱10m，每回采8m对采空区进行1次似膏体充填，充填体凝固期间，隔开煤柱开采回采另一条带，交替开采和充填。条带回采充填完毕，将充填体作为支撑，再交替回采、充填煤柱，实现无煤柱开采。似膏体配比充填方案：干料配比：胶固料：矸石粉：粉煤灰=1:4:4，似膏体浆液浓度：71%73%。充填方案：似膏体无动力自流充填。人才队伍：项目组人员及职责：姓名性别出生年月职称/职务工作单位项目中分工参加月/年崔建忠男1967.07高级工程师/总工程师肥城曹庄煤矿有限公司方案审定/组织实施01/14尚亚平男1971.08高级工程师/副总工程师肥城曹庄煤矿有限公司方案设计/组织实施01/14段法坦男1971.03助理工程师/副科长肥城曹庄煤矿有限公司组织实施01/14宋海峰男1983.10助理工程师/技术员肥城曹庄煤矿有限公司组织实施/报告修编01/14李华冲男1986.04助理工程师/技术员肥城曹庄煤矿有限公司组织实施/资料收集01/14李 洋男1987.07助理工程师/技术员肥城曹庄煤矿有限公司组织实施/资料收集01/14单 峰男1980.07助理工程师/技术员肥城曹庄煤矿有限公司组织实施/资料收集01/14刘 东男1982.07助理工程师/技术员肥城曹庄煤矿有限公司组织实施/资料收集01/14生产队伍及职责：采煤队：负责工作面条带回采及充填挡浆帘、挡浆墙制作和维护。防治水工区：负责充填管路及充填支管的安装、巡查及充填观察。地面充填站：负责矸石破碎、配料搅拌充填。供应科：负责粉煤灰、胶固料的供应。管理机制：条带充填开采由矿生产矿长统一指挥，总工程师及技术科负责条带充填开采设计，防治水副总分管充填业务，地质测量科负责地表沉陷观测，调度室综合协调各部门有序组织生产。6、项目投资估算与资金来源（1）项目研发经费来源说明（限500字）。项目研发经费来源:由山东能源集团提供科研资金，材料费用由曹庄煤矿自筹。（2）项目研发经费支出预算表单位：万元资金支出预算金额1、人员费2、设备费153、材料费304、燃料及动力费5、试验外协费156、基本建设费7、差旅费18、会议费29、管理费210、其他费用5合计707、企业情况企业基本情况、技术基础设施及开发能力、配套设施情况、产学研合作情况、资产经营及财务状况、企业管理情况，限2000字矿井现有采煤技术、队伍及设备能满足条带开采需要。条带开采技术是比较成熟的煤炭开采技术，能有效降低地面沉降量。目前曹庄煤矿充填站设备系统正在使用中，只需投入部分管路及配件即可进行充填，材料配比、充填工艺、技术比较稳定成熟，通过81006、81012、81014工作面充填开采，地面沉陷量在510mm，对地表没产生影响。充填专业技术人员充足，有一定的充填经验和处理突发事件的能力，再与青岛理工大学合作，有强硬的技术支持后盾。地面沉陷有一定的预测经验理论。8、预期经济、社会效益（1） 预期经济效益表单位：万元项目总投资额 70回收期（年） 1栏目年份新增销售收入新增利润新增税收创汇（万美元）项目实施期内总效益600010001020 分年度效益第一年600010001020 第二年1800030003060 第三年1800030003060 （2）经济效益额的计算依据与分析（限1000字）效益分析：肥城煤田曹庄煤矿1965年投产，已生产48年，属于老矿井，上组煤资源匮乏，到2014年已没有生产采区，剩余可采储量在工业广场煤柱范围内，属建筑物下压煤，距地表较近，且上组煤一层、三层顶板破碎，一般垮落采煤法对地表破坏严重，目前无法回采。因此采用条带充填开采，可把目前无法回采的煤炭资源变为可采资源，既增加优质煤产量又提高矿井服务年限，必将产生巨大的经济效益和社会效益。计算依据：第一年：生产上组煤10万吨，按600元/吨计算，可实现销售收入6000万元。第一年试验成功后生产上组煤30万吨/年，可实现销售收入18000万元/年。（3）社会效益（包括新增就业、节能、环保、农民增收等，限500字）。肥城矿区老区矿井都面临上组煤资源枯竭、三下压煤的问题，新区矿井则面临村庄压煤，搬迁困难，采用普通条带开采资源浪费极大，充填条带开采技术如果实验成功，既可以延长老