山东科技大学矿山类科技成果汇编

部分科研成果近景目标三维测量技术成果简介本技术是国家863项目的科研成果。该成果面向数字城市的需求，建立全方位可量测的三维城市模型；面向矿山工程测量需求，建立复杂形状堆积物的高精度三维量测的表面模型。在此基础上研制开发了车载和固定站点式相结合的近景目标三维信息获取系统。本系统作为空对地观测的一种必要的技术补充，解决了城市高层建筑遮挡区、多层建筑物的复杂构造，以及城市和众多工程建设所需的高速度、高精度的三维测量问题。它集成了诸如激光扫描仪、全球卫星定位系统、CCD像机等高技术手段，并开发了多元信息复合处理软件，构成了综合、快速、灵活的工程实用系统车载和固定站点式相结合的近景目标三维信息获取系统。合作方式 技术服务、技术咨询。现代化生产矿井综采、综放地质条件评价成果简介 我国已有不少矿井实现了综合机械化采煤生产（简称综采）和现代化管理，在综采基础发展起来的综放技术在现代化煤矿生产中收到了良好的效益。各种型号的采掘机械及其配套设备，都是按一定的地质条件设计的，如果地质条件适应于综采设备的技术特性，机械设备的优势就能充分发挥，并显示出高产、高效、经济、安全、劳动强度低和回采率高的优点，反之则可能事与愿违。因此，积极有效地开展综采、综放地质条件综合指标评价，建立实用的评价指标体系和分析系统，在此基础上研究各项指标的相关性及其与生产技术条件的适应性，为综采、综放设计、资源开发、现代化大型矿井的总体规划和管理提供大量信息，是本项目的主要任务。本项目主要针对综采、综放对地质条件的特殊要求，首先建立综采、综放地质条件评价指标体系，主要包括煤层条件、构造条件、工程地质条件，水文地质条件及其它条件等的全方位信息。在此基础上提出综采、综放地质条件分析系统，主要包括数据库系统和管理模块。本项目采用的评价方法仍然为单项（单因素）评价和综合（多因素）评价两种，但其精度要大大高于煤矿地质条件评价结果，且以现代计算机分析和管理为主体。综采、综放地质条件分析系统是地质保障系统的主体部分，评价方法采用专用程序和计算机成图。还可以与地质信息系统和管理系统结合起来，构成具有特色的现代化煤矿开采技术系统。合作方式 技术服务、技术咨询。各类矿井地质报告编制成果简介 矿井地质报告是指导煤矿采掘生产的最重要、最基础的地质资料，根据矿井地质规程和国家有关部门的规定，生产矿井必须8-10年修改地质报告，以便总结经验、综合和归纳地质规律，为今后生产提供较为正确的地质依据，保证煤矿生产正常、安全进行。地质报告在质量上除应达到相应生产报告编制规程规定的要求外，还应达到煤矿质量标准化的要求，做到内容、图件、附表齐全、正确。编制地质报告虽然在地质研究深度上有一定的局限性，但在精度要求上则是非常高的，必须满足生产设计要求。根据生产和补充勘探阶段不同，地质报告可分为下列几种类型：1.生产地质报告；2.生产矿井精查（补充）地质报告；3.生产矿井水文地质补充勘探报告；4.建井地质报告。矿井地质报告的编制已经完全实现计算机自动化，从图件编辑、数据采集、建立数据库，到成图，完成整个报告的编制或修改，由专门的软件和系统完成。图件的输出可以是彩色成图，也可以是聚脂薄膜成图。其质量完全按照煤矿地质图件的国家质量标准提交。合作方式 技术服务、技术咨询。遥感技术与快速成图成果简介 遥感技术是当今资源调查的高新技术，是地理信息系统的重要信息源。它是以卫星或飞机作为平台，借助传感器来获取地物信息，具有整体性和宏观性的特点；可对同一地区重复观测，以了解地物的动态变化；与计算机技术结合，可快速成图；在地质矿产调查、土地利用状况、城市规划、环境监测等方面已得到广泛的应用，并收到了良好的效果。山东科技大学图象处理中心，在国土资源调查、成矿及控矿地质背景分析、含油气盆地研究、矿区与城市环境检测、城市规划、城市占地趋势分析等方面开展广泛研究，已获取省部级科技进步奖3项，完成中德合作项目1项。中心与国内外遥感机构有密切的合作关系，拥有先进的大容量数据处理、输入输出设计及软件平台，可直接快速成图。合作方式 技术服务、技术咨询。沉积盆地分析和能源预测成果简介 沉积盆地是岩石圈上层客观存在的一种整体系统，沉积盆地分析则是认识和研究这一系统的理论和方法。盆地分析概括为下列四个方面：盆地的整体分析、古环境和古构造分析、盆地地演化分析、盆地背景分析。盆地的整体分析就是把盆地作为一个整体进行研究，而不是孤立地研究盆地的局部或进行若干个剖面的垂向层序分析。盆地古环境和古构造结合分析是盆地分析的基本内容，在盆地范围内古环境和古构造是控制煤聚积、油气聚积作用的两个基本因素，其它因素如植物演化、古气候条件等在同一盆地、同一含煤岩系、生储盖组合中往往没有显著变化。由于沉积环境直接决定着有利于形成泥炭沼泽的部位，或有利形成生油岩系的部位，所以，盆地分析的大量工作是盆地古环境的重建。盆地演化分析是近代盆地分析的一个明显特色，主要包括恢复整个盆地的发展史（沉积史、构造史、有机物热演化史等）。盆地背景分析就是把盆地本身的演化与区域大地构造、古气候、海陆分布和海平面变化等因素相联系，从区域的地质背景着眼，研究和分析盆地的地质发展。背景分析更为主要的目的还在于发现新的含煤、含油气盆地，以进行新区预测。主要技术内容 1.沉积盆地的三维几何形态和规模；2.沉积盆地的地层格架，即盆地内部几何形态，由组成盆地的岩性地层单元的形态和相互关系所决定，包括古构造运动面研究；3.盆地充填分析，包括充填的岩性和相分析、最高级别的垂向沉积序列，巨层序、超层序（或构造层序）、层序、准层序组和准层序的划分和对比；4.沉积体系或沉积体系域的空间配置，进行沉积体系、体系域的重建；5.盆地的构造格架，主要进行控制盆地发育、演化和成矿的盆地构造分析，识别和确定高级别层序的界面并进行全盆地对比。主要内容有：盆地的基底构造、盆地内古构造运动面识别和构造层序划分，恢复盆地沉降史和盆地内部沉降特征的差异、分阶段研究构造类型、样式和配套，并由此恢复各阶段的古构造应力场，区分构造形成期次，研究构造的叠加与反转，盆地变化过程中的构造序列；6.低级同生构造的类型和配置，以及与之有密切关系的体系域单元的配置和分析；7.源岩特征分析，包括煤体形态、生油源岩产状，源岩在盆地中的分布、厚度；8.镜质体反射率的测定与盆地热演化史分析；9.盆地岩浆活动；10.盆地煤聚积规律、富煤带分布及迁移规律；生储盖组合分析及有利区选择。沉积体系分析是盆地分析的重要组成部分，在含能源沉积盆地中进行高精度的沉积体系分析，对于提高有源预测准确性具有非常重要的实际意义。沉积体系和体系域的重建已成为高精度沉积盆地古地理编图的基础，而且主要强调沉积体三维形态与共生关系的研究。沉积体系是相的三维组合，研究工作中要求进行三维追索，其难度与工作量比单一的垂向层序为主的研究大得多，但对研究煤聚积，油气生、储、盖分布的规律，预测矿产分布和进行勘探布置更具实用性。主要研究内容包括：沉积体系类型、相类型及成因特点、相的三维形态和分布、相和沉积体系在测井曲线上的响应、生物演化与生物地层、煤聚积规律、油气生储盖组合与体系配置的关系等。主要技术指标 1沉积体系的三维空间配置、几何形态；2沉积体系类型；3沉积体系发育，发展及废弃的全过程；4相序特征，相的三维空间配置；5砂分散体系，砂体形态和分布；6砂岩孔隙度；7源岩分布规律、厚度；8生、储、盖组合及沉积序列；9沉积组合内部构成和地球化学指标；10沉积体系古流型式；11.镜质体反射率测定；12煤聚积及富煤系中，油气聚集有利耙区选择。合作方式 技术服务、技术咨询。煤层气资源评价成果简介 研究煤层气的生成、鉴别标志、聚散演化、气藏形成和分布规律等，研究目标是作出资源评价，提出有利地区，指导找气勘探。把煤层气的地化特征、成烃机理和运移聚散的研究，与盆地或地区的具体地质条件和地史发展紧密结合起来。在煤层气资源评价中，过细地分析和研究地质问题，采集多方面参数进行科学评价。分别计算煤、炭质页岩和含有机质泥岩的生气量；研究处于高变质阶段的含煤地层，计算在变质阶段产生的液态烃转化的气；研究煤的显微组分的含量，进行资源量计算时不仅要考虑煤阶，还要确定显微组分的含量；研究地史中各沉积间断和侵蚀面，确定其发育层面、发生时期、经历时间、侵蚀幅度、分布面积、侵蚀面至含煤地层的距离、当时构造运动和古构造情况，侵蚀面与含煤地层间的岩性等，对煤层气的古散失量作出定性分析和定量估算；研究煤层气产生的煤化作用阶段；进行深入的地质评价，对盆地（或地区）的沉积史、构造史、地热史作系统的研究，具体分析煤层气的生成、运移、聚集和散失情况，配合圈闭条件，研究气藏形成与分布规律，最终指出找气有利地区，指导勘探、开发。为了有效地进行煤层气评价，配合下列分析和测试项目：煤的工业分析、元素分析、X一衍射分析、氯仿抽提；煤抽提物的紫外、红外、饱和烃色谱分析；煤的热解、干酪根、色质、化学动力学研究；煤岩学研究中的镜质体反射率测定、显微组分鉴定、煤样荧光定量观察、抽提物荧光定量观测、热解油荧光定量测试、煤岩组分分离；煤体孔隙度测定、压汞试验、电镜观测、煤光片和薄片鉴定等；吸附实验；煤和泥岩热模拟实验（原煤样、煤岩组分分离、暗色泥岩样等）；煤层甲烷碳同位素测定、解吸实验的气含量测定、气组份分分析等。合作方式 技术服务、技术咨询。地下工程围岩中的“危石”预报方法成果简介 利用概率论、集合论、拓扑学、极限平衡理论研究地下工程围岩中的“危石”形成机理、产生滑移的几何条件和力学条件及其分布概率，建立了“危石”的预报模型、推出了计算方法，编成了微机操作程序。只要输入基本参数：岩体层面、断层、节理等主要构造的产状和分布特征参数，开挖工程的形状大小和走向等。本方法就能够完成如下工作： 对未开挖面上的“危石”的方位、位移方向、滑动力的大小做出预测预报，为工程提供最佳支护方案； 预测地下工程冒落体的高度和体积，为工程提供安全预报；在可能允许的范围内，调整地下工程的轴线方向，使开挖面上“危石”分布最少，工程维护费用最低。合作方式 技术服务、技术咨询、技术转让。采矿空间信息可视化集成系统成果简介 采矿空间信息可视化集成系统针对煤炭采矿业现代信息集成制造未有成形模式和经验，各自开发的子系统关联性、规范性较差，特别是实际技术系统的控制功能不足，不能实现统一的综合调度管理和动态监测监控等问题，建立了矿井（矿区）的CIMS模式，提供了规范化的采矿生产安全信息现代集成制造总体方案设计和关键技术的解决方案，把采矿空间生产安全的复杂、多元海量信息数据、图形、图像综合集成在统一的背景调度环境中，实现矿井（矿区）综合数字化信息共享、调度与监测监控指挥并载入局域网络。采矿CIMS技术的推广应用，可大大的提升矿井（矿区）数字化水平，实现采矿生产、安全指挥的现代化和准确的灾害预测预报，提高生产效益。合作方式 技术服务、技术转让。微地震技术监测采动空间周围岩体破裂及矿井灾害预报成果简介 通过监测岩体破裂过程中的微震事件，对岩体破裂位置及强度进行定位，从而诊断岩体灾害发生的可能性，是近来在国际上进行岩体破裂监测的新手段。课题组目前承担着国家自然科学基金重大国际合作项目和中国-澳大利亚政府间科技合作项目，研究开发了国际上第一套井下微震监测系统。该项技术能在空间范围内监测岩体的破裂，现场试验的结果表明：该技术对研究岩体破裂与采场应力场的关系、底板突水、瓦斯突出、冲击地压、导水裂隙带高度等有很大的实用价值。适用企业：煤矿及其他矿山，隧道及边坡监测。合作方式 技术服务、技术咨询。三维高分辨地震勘探成果简介 三维高分辨地震勘探是最近几年应用于煤田地质勘探的一项重要技术。地下煤层、断裂构造等本身是一个三维实体，用三维方法观察地下，才能得到符合客观实际的整体认识。经过三维偏移，各类地质体得到正确成像归位，从而使信噪比大大提高，反映出真实、清晰的地质现象。三维地震采集是高密度采集，信息量非常丰富，可细致地反映各种地质现象的变化动态。三维高分辨地震勘探主要解决以下地质问题：1查明煤层中落差大于5m的断层，平面摆动范围小于15m；2查明煤层中幅度大于5m的褶曲，煤层底板深度误差小于1；3圈定煤层中直径大于20m的陷落柱，无煤带，火成岩侵入体等地质异常体；4提供主采煤层lm间距的煤厚等值线平面图。合作方式 技术服务、技术咨询。工作面电磁波CT成像高精度探测技术成果简介 自行研制开发的无线电波CT成像技术在构造、煤厚变化解释精度方面较传统方法服较大提高。通过对二十余个工作面的坑透实践，在探测小构造、煤层厚度等方面均取得了较好的地质效果。该系统主要功能：1、数据编辑系统：仪器存贮数据转换生成系统目标数据文件：实测数据输入、编辑、统计分析；生成观测系统图；回归计算，生成单测线回归曲线、综合透视曲线；2、CT成像计算系统：层析成像计算(二阶阻尼SIRT算法、Dijkstra最佳路径实现曲线成像)，成像数据图像处理，图像显示及输出；3、绘图系统：屏幕显示实时打印输出：成像结果可直接用色谱图(彩色或黑白)、二维等值线、三维表面立体图方式输出，出图比例可任意调整。主要技术指标 1、抗干扰能力强，分辨力高；2、探测隐伏构造，准确圈定落差大于1/3煤厚的断层位置及延伸范围，平面摆动小于测点距的一半(一般5m)；能识别落差小于16煤厚的小断层；3、准确圈定煤层厚度相对变化大于05m的煤厚相对变化区段；4、准确圈定煤层破碎区、变薄区、冲蚀区、火成岩侵入体、陷落柱等不良地质体和构造现象。该成果鉴定水平为国际先进，获山东省科技进步二等奖。合作方式 技术服务、技术咨询。冲击地压预测新技术成果简介 随着煤矿开采向深部的转移，冲击地压、矿震等一系列灾害越来越突出，如何实现可靠预测，已经成为煤矿开采幸全中的重要问题。目前，所采用的预测方法，大都基于经典的弹塑性力学的观点。事实上，不同围岩条件和应力环境下的冲击地压预测是有尺度的，即可预测尺度问题。以往的研究大都没有注意到如何评价既定条件下冲击地压可预测尺度这样一个决定着预测成败的前提问题，只注重所谓预测方法的研究。该技术成果，是在对既定条件下冲击地压可预测尺度评价的基础上，通过现场监测，建立相应的在有效时空尺度内的反演预测模型，以实现对冲击地压的预测。该项技术成果获得了国家自然科学基金委和山东省自然科学基金委的资助，是国际前沿领域的新技术，具有广阔的推广应用前景。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。高产高效综放开采设计与应用研究成果简介 能根据提供的综放开采地质条件，预测顶煤冒放性程度，为开采决策提供技术基础服务。顶煤冒落形态预计，并能针对不同冒落形态制定出相应的放煤参数及工艺。工艺优化及生产能力确定。根据地质及生产条件，提出最大的生产能力及最优的劳动组织。提高顶煤冒放性措施。通过本项目研究成果，已先后在不同地质条件下提出五种技术措施，实践证明，不同措施在不同条件下应用效果差异明显。极不稳定煤层最低采放比确定。支架适应性分析。通过项板(煤)管理，矿压显现规律分析，月单产与回收率综合提出支架适应性。提供综放工艺、顶煤活动的相似材料模拟，Ball数值仿真计算研究。该项目成果在多个矿区得到应用，如鲍店矿网下综放开采、柴里含夹矸综放开采、济宁二号井极不稳定综放开采、兴隆庄高产高效综放开采等，均取得较好的经济效益与社会效益。总之，从开采设计组织生产放煤效果检验技术改进提供一整套完整服务中，许多研究成果已编制成相应软件并得到现场验证。合作方式 技术转让、技术咨询。综采放顶煤开采成套技术成果简介 经过20多年的发展，综采放顶煤开采已成为目前我国厚煤层开采的有效方法，具有掘进率低，生产效率高等特点，尤其能适应厚度变化的煤层条件。目前，综放工作面的年产量已达600700万t，工作面回采率达80%85%，国内已具有拥有自主知识产权的综放成套装备。综采放顶煤开采成套技术主要包含下列方面：（1）顶煤可放性的综合评价方法，含顶煤块度监测技术；（2）影响顶煤回收和矿压控制的顶煤（板）冒放结构实测技术；（3）决定放顶步距和方式的实验室平面和主体相似材料模拟研究；（4）保证高产高效综放开采和采放平行作业的工艺理论设计方法与技术；（5）综放回采率实测和控制技术；（6）综放提高开采上限技术；（7）条带开采综放技术；（8）综放围岩稳定性定量判别和顺槽煤巷锚杆支护技术；（9）综放开采冲击地压防治技术；（10）综放工作面主要设备选型和配套；（11）综放工作面瓦斯及火灾防治方法和技术；（12）综放开采技术经济分析。我校自20世纪80年代开始，紧扣放顶煤技术的生产实践，与我国山东省兖州矿区、枣庄矿区、龙口矿区、泰安矿区；与河南平顶山矿区、郑州矿区；河北开滦矿区；安徽淮南矿区；山西大同矿区；中国神华集团矿区等几十个矿井合作从事放顶煤开采的成套技术研究。研究涉及三软煤层、坚硬煤层和缓倾斜特厚煤层等各种特点的煤层条件综放技术，为上述矿区的综放开采贡献了我们的力量。投资规模和经济效益分析 按照工作面长180m作为计算依据，配套采煤机、支架、前后刮板运输机、转载机、破碎机和皮带输送机等主要设备，约需投资30008000万元。与分层综采相比，年平均增收节支800010000万元。推广应用情况 综放开采属成熟的技术和设备配套，在厚煤层开采中具有广阔的推广应用前景。合作方式 技术服务、技术咨询。区段煤柱尺寸确定的理论和实测技术成果简介 区段煤柱是指走向长壁工作面之间留设的保护煤柱。煤柱留设的主要目的是为了保证回采工作面的安全，避开采动支承压力峰值作用范围和时间是煤柱尺寸留设和沿空巷道掘进时空关系选择的主要理论依据。按照采场支承压力分布及发展变化规律的理论，可以采用在煤体内埋设钻孔应力计和掘侧巷进行动态观测等矿压显现现场实测方法，并根据上覆岩层运动和支承压力显现的定量关系研究结论，得到煤柱尺寸和掘巷时间。本成果技术和实施要点如下：（1）煤层开采后必然会引起上覆岩层的运动和破断，并引起附近围岩内支承压力显现；由于岩层运动较难观测，通过较易实测得到的支承压力显现特征可以推断上覆岩层运动和破断规律，采用岩层动态观测法可以实现。（2）通过矿压观测可以得到岩层侧向破断的尺度和时间，其中岩层伸入煤壁断裂的距离大体为支承压力峰值距开采边界的距离，小煤柱护巷应在断裂线之内，大煤柱护巷应在断裂线外侧。断裂线附近是支承压力峰值位置，不要布置巷道；另外，侧向顶板断裂和支承压力稳定后进行沿空掘巷。我校长期以来从事区段煤柱尺寸的留设和沿空顺槽的支护技术研究。近20多年来，在山东兖州矿区、枣庄矿区、新汶矿区；河南平顶山矿区、义马矿区；河北尉县矿区、开滦矿区；江苏徐州矿区、大屯矿区等重要煤炭开采矿区从事相关技术研究，达到煤柱尺寸2.55.0m的技术效果，沿空顺槽能保证巷道整体性，顶底板和两帮移近量控制在30%以内。投资规模和经济效益分析 确定煤柱尺寸的现场实测研究仪器和相关分析需投资40万元。按煤厚3.0m计算，原设煤柱7.0m缩减至4.0m，工作面走向长度2000m工作面，吨煤利润200元计算，项目实施后一个回采工作面可增收约468.0万元。推广应用情况 小煤柱护巷在我国属成熟的理论和技术，山东科技大学拥有自主知识产权的实测技术和理论分析方法。项目成果可推广到薄煤层至厚煤层回采工作面巷道的煤柱留设。合作方式 技术服务、技术咨询。难采近水平极薄煤层无人工作面开采技术研究成果简介 本研究针对近水平极薄煤层(小于05m)的开采困难，探索新的落煤方式及适应无人工作面开采的工作面装运系统，以最低的投资，最小的人力和物力，在保证安全的前提下经济合理地开采极薄煤层。本研究课题主要取得如下成果：深孔爆破技术成功地解决了近水平极薄煤层无人工作面开采的落煤问题，将工人从仅045m左右极其艰苦的工作环境中彻底解放出来，工人不进工作面作业，取消了采场支护，减少了坑木消耗，也彻底实现了工作面的安全生产，意义重大。螺旋式输送机与弧形挡煤板的配套使用，成功地实现了近水平极薄煤层工作面装运系统机械化，解决了极薄煤层开采的关键技术问题，是近水平极薄煤层回采工艺的一次重大突破，该设备在国内属首创。近水平极薄煤层无人工作面的成功开采，不仅解决了平衡表外储量的安全开采问题，而且扩大了煤炭资源，也延长了现有矿井的服务年限，充分利用现有井巷工程设施，经济效益十分显著。本项目的组织实施，大幅度地降低了吨煤成本，提效增值，效益显著。万t坑木消耗由原来的120m3万t，下降为l0m3万t，下降了917：炸药消耗量由原来860kg千t，下降至460kg千t，下降了465，雷管由原来的3290发千t下降至60发千t降低了982。吨煤可降低直接成本6.69元，回采工效由原来的142t，提高到6.32t，工效提高445倍。该采煤方法在枣庄市乃至全省、全国同类矿层条件下推广应用，将产生更加显著的社会经济效益。该成果鉴定水平为国内首创，达到领先水平，1995年获山东科委三等奖。获国家发明专利（专利号：ZL.6）。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。村庄等建筑物下条带开采设计成果简介 村庄下压煤开采是每个煤矿都面临的重大技术课题。采取村庄搬迁的办法，会遇到搬迁费用高，新村址选择困难等诸多问题。条带开采是一项十分成熟的技术，它具有地表下沉量小，方法简单，经济效益突出等优点，特别适用于华东平原矿区应用。矿压所最近几年来先后为徐州、大屯等矿区的五个煤矿进行了村庄下开采可行性论证和条带开采设计，可以进行采宽、留宽设计，煤柱稳定性验算，地表变形预计，经济效益等研究工作。合作方式 技术咨询、技术服务。水体及含水冲积层下压煤开采技术成果简介 受地表水体和第四系含水冲积层威胁往往造成煤层浅部大量煤炭资源难以开采，合理提高开采上限，安全稳妥地缩小防水煤柱，对煤矿生产具有重大意义。近年来，分别与兖州矿业(集团)公司、济宁崔庄煤矿、徐州煤炭设计院、龙口矿务局等合作，先后进行了第四系含水冲积层下、微山湖水体下、渤海水体下压煤开采的研究。在现场进行了采场上覆岩层导水裂隙带高度观测，根据钻孔资料进行第四系冲积层的含隔水性能分析，以导高和冲积层的含隔水性能为依据，准确确定开采上限，解放水体下压煤。合作方式 技术咨询、技术服务。矿井通风系统优化研究成果简介 该研究成果主要是：对矿井通风系统进行了分类，依据矿井瓦斯，煤层自然和高温等自然条件对矿井通风系统的要求和特点，将矿井通风系统分为一般型、降温型、防火型，排放瓦斯型、防火及降温型等八种类型、排放瓦斯及降温型、排放瓦斯与防火及排放瓦斯型、防火及降温型等八个类型；确定了矿井通风系统方案优化的指标及权值，采用了“征集专家评分”的方法，确定了矿井通风系统方案优化的指标利用相对重要性序列矩阵法，通过比较分析确定了各指标的权值；确定了矿井通风系统优化的方法，根据矿井通风系统评判指标之间存在的不可公度性、矛盾性和模糊性，确定了矿井通风系统优化的最高积分方法、加权相对偏差值最小法，模糊综合评判法和层次分析法等的步骤、指标值的计算及评价值的计算；建立了风道最优断面的计算式。该研究成果居国内领先水平。矿井通风系统的分类，使矿井通风系统设计规范化，提高了矿井通风的管理水平和抗灾能力。矿井通风系统的评判指标及其权值，确切地反映了矿井通风系统的状况。矿井通风系统优化的方法，保证所确定的矿井通风系统方案技术先进、经济合理和安全可靠。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。矿井通风系统可靠性理论与方法成果简介 近年来，我国煤矿的重、特大事故时有发生，特别是瓦斯、煤尘爆炸事故，给国家和社会造成了巨大的危害。为了杜绝煤矿重、特大伤亡事故的发生，国家煤矿安全监察局要求各矿严格遵守“先抽后采、监测监控、以风定产”十二字方针，因此，必须加强煤矿的通风管理，合理、稳定、可靠通风系统不但能够提高矿井的抗灾能力，而且是煤矿安全生产的基本保障。该方向研究的内容主要包括：矿井通风阻力测定与风机鉴定、矿井风量计算、矿井通风设计、矿井通风系统改造、通风网络解算、矿井通风能力核定、利用计算机进行矿井通风优化设计、通风技术管理、事故时期通风状态的模拟与预测、矿井风量自动调节、矿井通风测压理论、矿井通风可靠性理论与分析技术等。投资规模及效益评价 矿井的通风系统优化，根据矿井的具体情况进行投资，一般可以降低20%左右的通风管理费用。通过矿井通风系统的可靠性分析，一方面，可以提高有效风量的利用率，降低了通风费用，取得了良好的经济效益，另一方面，可以使井下的通风系统进一步优化，使风网与风机相互匹配，提高矿井的通风管理水平，实现安全生产。推广和应用情况 该方向的研究成果，已经应用于山东、安徽、江苏、河北省的煤矿进行了应用，特别是在兖矿集团、淄矿、枣矿集团的得到了广泛的应用，提高了矿井的抗灾性，确保了矿井的安全生产，具有重要的应用价值和推广价值。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。矿井水害综合防治技术成果简介 矿井水害是多年来威胁煤矿安全生产的一个重大技术难题，尤其是近几年来，随着煤矿开采在深度和广度上的不断增加，资源开采受水威胁更趋严重。该项成果结合近几年来我校在矿井水防治方面的特色工作和地球物理探测新技术，吸收国内知名专家防治水害的经验和方法，建立矿井水害预测、评价与防治系统以及矿井突水灾害综合监测系统。主要内容：(1)矿井水文工程地质条件探测、评价；(2)水体下采煤可行性论证与方案设计；(3)顶板岩层富水性分区与涌水量预测；(4)覆岩冒裂带的探测研究；(5)底板“下三带”的高精度探测；(6)隔水层阻水能力水力压裂试验；(7)带压开采安全性评价与方案设计；(8) 矿井水害综合防治技术体系建立。推广应用情况 该项技术已在邯郸矿业集团、新汶矿业集团、永城矿业集团、皖北矿务局、枣庄矿业集团等十几个矿推广应用，取得了显著的经济效益和社会效益。合作方式 技术咨询、技术服务。填石注浆法恢复大水石膏矿区突水淹井的研究成果简介 该研究针对盐类沉积矿床承压水下开采的特点，在深部突水淹井的情况下，分析众多可行技术方案的基础上提出的一种新方法。该方法的实质是在突水淹井中，按照水头压力大小填入一定厚度的石子，通过预埋注浆管将注浆浆液送入井下，并均匀地在石子中渗透扩散，直到充满浆液为止，待一定时期的凝固达到要求的止水垫强度后，方可排水、注浆封堵导水通道，达到恢复生产的目的。主要技术路线为： 填石前先下注浆管，注浆管直径5075mm，端部封死并带有25mm的支叉管，支叉管伸出15m左右，要保证各部孔隙都能注到； 注浆管下入的深度按支管底部离工作面05m控制；所下石子直径为2530mm，石子下完并检查表面平整后，向石子中定量注入水灰比为0506的水泥浆； 浆液可加速凝剂，一般氯化钙的加入量为水泥重的35，但不要超过5，若采用三乙醇胺和氯化钠的混合液，其加入量分别以水泥重的00505为宜； 水泥浆的用量约占石子的50，注浆凝固七天后即可恢复排水。经现场工程实践，封堵突水效果十分好，做到滴水不漏。该研究成果成功地解决了大水盐类沉积矿床的突水淹井问题，其成功经验可为同类条件下的矿井建设提供借鉴。与其它方法相比，该方法具有投资少、系统简单、工期短、安全可靠等优点，具有很大推广应用价值。该成果鉴定水平为国内领先，获国家发明专利（专利号：ZL.0）。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。矿井降温与空调成果简介 随着矿井开采深度的增加，由于各种热源(岩石冷却、空气压缩、机械设备做功、运输中的煤炭和矸石散热、氧化过程)的放热作用、扩散过程和其它原因，高温矿井的数目已日益增多，而且危害程度也日趋严重。这不仅严重威胁了矿井工人的生理、心理健康、工作效率和人身安全，而且，井下高温还会使机电设备散热困难，或绝缘受损，或设备温升过高而损坏，造成生产效率降低，容易出现安全和设备事故。因此，研究一套针对高温矿井的热力分析、温度预测方法与空调降温措施，从而进一步改善井下高温状况和提高矿工的工作环境就显得极为迫切和具有重要的现实意义。根据我国煤矿的矿井高温现状，主要研究了矿井地面气候状况及其对井下的影响、井下气象参数观测与热害分析、矿井地温及地温梯度的测定、矿井热源的调查与分析、矿工热舒适度的观测与评估及其与气候环境的相互关系、井下风流的热力参数预测、矿井极限开采深度的确定以及矿井空调降温措施。开发了相应的矿井风流温湿度的预测计算机程序；研制了掘进面的降温设备。投资规模及效益评价 矿井降温与空调技术的投资规模视矿井的治理规模而定，通过科研成果在井下生产现场的实施，能保证了井下职工的人身安全和身心健康，提高了劳动生产率，巩固了劳动成果，使原煤产量得以持续、快速地增长；最大限度地开采、利用了国家的煤炭资源；建立了安全可靠、稳定合理的降温管理机制。合理地进行矿井空气热力分析，科学地对采区温度进行预测，推行高温防治的规范化管理。该技术不仅保护了矿工的身心健康和安全，避免了由井下高温而导致的安全和设备事故，而且创造了井下适宜的工作环境，保证了矿井安全生产的顺利进行。既保护了矿井环境，又节约了资源。推广和应用情况 矿井降温与空调项目科研成果的实施，使所研究矿井在综合治理矿井热害方面所采取的一系列技术措施和科学管理，达到了一定的高度。同时，该项科研项目的研究，对高温矿井的防治热害工作都具有重要的指导意义和推广应用价值。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。矿井综合防灭火技术成果简介 矿井开采过程中，煤体破碎，大量煤炭被暴露在空气中，煤氧接触，发生复合反应，煤氧复合放出的热量可能使煤温上升最终引起煤层自燃。随着综放开采技术的兴起，煤层自燃火灾的发生更加频繁，经常迫使工作面封闭，一般每次煤炭自燃给企业造成的直接经济损失都在100万元以上，因此防灭火技术的研究有着非常重要的实际意义。该方向主要研究：近期煤巷易氧化区域和自燃红外探测与煤巷近距离自燃高温点的反演技术、自动均压技术、气体指标法的改进、火源探测技术、新型阻燃灭火材料、矿井火灾时期风流控制装备与技术、火灾过程模拟仿真与虚拟现实、火灾风险评估、火灾扑救优化控制理论等。投资规模及效益评价 煤层自燃综合防火技术的项目费用主要是用来购买防火材料和设备以及技术研究费用，项目投资根据矿自身情况而定，主要是避免煤炭自燃的发生，实现煤炭自然的早期预测预报，确保煤矿的安全生产，有着明显的社会效益和经济效益。推广和应用情况 经过在兖矿集团，济宁，枣庄，肥城等煤矿的现场实践，已经逐渐探索出一套防治煤层自燃的综合防灭火技术。在现场实践中，主要对建立健全监测系统、落实注氮、注浆措施、绘制气体变化图掌握各回采面气体的变化、绘制探测曲线和等势图进行横向和纵向比较、合理分配风量减少采空区漏风、压注凝胶和高分子材料、红外线火源探测等方面进行应用，研究成果对于防治煤层自燃效果显著。矿井综合防灭火技术研究成果集中了各种防治自燃技术的优势，扩大了技术的适用条件，在具有自燃危险的矿井有着广泛的推广前景。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。矿井安全评估方法研究成果简介 本研究应用安全系统工程的基本原理和基本方法，在对煤矿安全生产特点和传统安全管理方法进行深入分析的基础上，提出了一个有效的、配套完善的煤矿安全管理新方法：用“安全检查表检查、指数法评估及安全对策管理”三步安全评价法进行矿井安全评估工作。实际工作中，将煤矿生产系统分为采煤、掘进、机电、运输和通防五个子系统，分别编制出安全评估表，由安监员对煤矿生产现场实施安全评估工作：安监员升井后，将现场评估记录(评估表)交安全信息中心，用计算机进行评估结果的计算、分析和处理。安全评估表主要由检查项目及其基础分数值组成，基础分数值采用层次分析法计算确定；各生产场所每日的安全度分数值用时间序列法中的预测公式进持计算，作为次日安全管理工作的决策依据，便于进行事故的预测、预防和预控。矿井安全评估方法使煤矿安全管理工作由定性管理向定量管理迈出了一大步，该方法实现了煤矿全员、全方位、全过程的综合安全管理，变事故后处理为超前预测、预防，变静态管理为动态管理，是煤矿安全管理方法的一个变革。矿井安全评估方法的研究应用，不但使项目研究单位的安全管理水平跃上了一个新台阶，也促进了全国煤矿安全管理水平的提高，取得了显著的社会效益。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。矿山生产调度高速监测监控网络系统 成果简介 该项目是1998年山东技术创新第四批项目，1999年8月首次在曲阜市单家村煤矿正式投入工业运行。2001年11月通过了由山东省经济贸易委员会组织的科技成果鉴定。经专家鉴定认为：该系统设计合理、技术先进、运行稳定可靠。采用了现场总线中先进的、有发展前途的CAN总线，且传输速率达5000bit，达到了国内领先水平。近三年的工业运行证明，本系统运行稳定，工作可靠，是保证矿山安全生产的一种新的、先进的、有发展前景的矿山安全监测监控系统。生产条件 一般电子生产厂家的设备和厂房，具有中级以上技术人员和工人。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。锚杆支护巷道围岩稳定性仿真评价系统成果简介 针对矿山及其它地下工程的特点，充分利用有限元与边界元各自的优点，开发了锚杆支护巷道围岩稳定性评价的PBEM耦合仿真分析系统软件，其具有如下特点：能自适应划分网格，做到网格数量省、精度高；能方便的处理锚杆、锚索等支护结构；具有库仑莫尔准则、胡克一布朗准则等本构关系，能够对不同支护参数下的巷道围岩破坏区域、形状等进行可靠仿真，进而实现对支护方案合理性进行评价；具有丰富的图形功能，能够绘出应力分布、位移分布、破坏区等彩色或黑白图形。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。高边坡路堑爆破开挖综合技术成果简介 该技术主要应用于山区道路建设、露天矿藏开采及边坡稳定性处理。主要内容包括：运用爆破动力学理论和岩石爆破块度理论，按爆块度要求确定了合理的炮孔直径与台阶高度；根据岩体地质条件的复杂性，应用损伤力学理论和应力波传播理论，给出了各种地质构造条件下爆破参数，实现了精确设计、精确控制效果的目的；运用分形几何理论，讨论了快速、高效、经济的准光爆、准预裂技术，发展了传统的光爆、预裂技术，使边坡稳定、成形好、成本低、速度快、实用；深化研究了微差爆破下不同起爆方式的爆堆形状，并根据爆堆形状提出了不同的机械配置方式和石方机械化快速施工技术措施。该技术在济南市历城区002线改建工程中应用，保证了边坡稳定，改善了支护方式就节资200多万元，且施工速度快，具有广泛的前景。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。超千米深立井地压计算及其井壁结构设计成果简介 利用空间轴对称弹塑性极限平衡理论，根据围岩支护结构共同作用原理，对超深立井围岩的压力（简称地压）进行了分析，推出了其计算公式。又经过两个深立井为期八年的、全深度、多层位、多方向的井壁压力和变形的长期监测，及其测试数据的整理分析，对前期提出的理论计算公式进行了修正和简化。使计算公式既便于工程应用，又保持了理论上的严密性，准确性和可靠性，正如本成果鉴定结论上所说“首次在国内、外从理论上解决了深立井地压计算问题”。在山东新汶矿区、兖州矿区、江西曲江矿区等10多眼千米左右深的立井的地压计算与井壁结构设计中得到成功的应用。采用该理论计算地压、设计井壁，千米深立井的井壁平均厚度可控制在0.5米左右。 合作方式 技术转让、技术服务。SD-2A型钻井法凿井测井仪成果简介 SD-2A型钻井法凿井测井仪属国家“七五“科技攻关项目“钻井法凿井”的子项,该仪器采用超声测距,陀螺定向,微机数据采集和处理,可对井壁进行连续扫描,也可对任意水平进行横向扫描,给出井筒竖直剖面、水平断面、井筒有效断面、井筒偏斜距离等技术资料。本系统采用单电缆吊挂自身定向，无需定向钢丝绳,可实现不提钻测井。测井结果可由计算机屏幕直接显示,也可由绘图仪打印机给出,使用灵活方便。根据实测表明:该仪器比国内现用的测井仪有许多重要技术突破和改进,使我国大直径钻井技术更加完善,达到国内外先进水平,可定型生产,为满足钻井施工需要,并能实现车载化。该仪器广泛应用于大直径钻井工程:桩基孔、帷幕、沉井、盐水深开采的井下深腔测量等。该仪器测量范围广,使用灵活方便,可用于各种井筒及地下工程充水,垌室的空间形状和任何尺寸的测量。采用本仪器测井,可防止井筒偏斜,减少施工周期,加快施工进度,确保工程质量,间接经济效益明显,社会效益非常显著。该成果获煤炭部科技进步三等奖。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。网络化智能测硫仪成果简介 网络化智能测硫仪是一种新型的煤炭和其它物料中含硫量的测定仪器，具有二十世纪九十年代水平。该仪器与现有的含硫量测定仪器相比较，具有测量速度快、自动化和智能化程度高、可以联网、操作简单方便等优点。生产条件 具有机械加工设备和电器安装调试条件和100M2的厂房，对水电无特殊要求。市场预测 随着我国经济的发展和对环境保护的重视，对SO2排放的要求越来越严格，因此，对测量各类燃料的含硫量提出了新的要求。同时，人们要求测量仪器要具有联网功能，以便实现远程测量。可以预见，网络化智能测硫仪的市场需求会越来越大。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。干式量热仪成果简介 干式量热仪是一种新型的煤炭等各类燃料发热量和各类食品热量的测定仪器，具有二十世纪九十年代水平。该仪器与现有的发热量测定仪器相比较，具有结构简单、测量速度快、自动化和智能化程度高、操作简单等优点。生产条件及市场预测 生产条件：具有机械加工设备和电器安装调试条件和150M2的厂房，对水电无特殊要求。市场预测：随着我国经济的发展和人们生活质量的提高，对能源的需求越来越多，因此，对测量各类燃料的发热量提出了新的要求。同时，人们为了防止肥胖症，对食品的热量的要求也越来越严格，迫切希望快速测量食品的热量，以控制热量的摄取。可以预见，干式量热仪的市场需求会越来越大。合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。高压电网电流、电压参量的光学测量装置成果简介 该成果于2001年9月获山东省科技进步三等奖。它由两项科技成果“光测高压系统的研制”和“磁光大电流传感器”（均于2000年6月由省科委组织鉴定）组成。可用于高压电网的电流、电压监测，具有电流电压有效值、各次谐波、功率因数等的测量功能。由光学传感器获取测量信号，光纤实现信号传输，由精密电子线路实现信号的转换与放大、处理。有两种可选择的信号处理方式：A）系统机直接数字处理，图文显示，界面友好，应用方便；B）单片机变送方式，结构简单，便携。该成果以感测技术为核心，综合利用材料科学、光纤技术、电子技术和计算机技术，与传统的电流电压互感器相比，具有绝缘彻底，功能强大齐全，高度安全，抗电磁干扰等优点。不存在电磁式二次仪表显示非线性和读数慢的问题。其一次谐波和功率因数测量精度达0.5%。生产条件和前景预测 投资约60万元，有一支具备计算机应用能力和电子线路调试能力的技术队伍，有进行精密机械装配的协作单位。合作方式 技术转让、技术服务。等离子喷焊超厚耐磨蚀涂层技术的研究成果简介 该技术在工艺上采用特殊的等离子熔覆（PTA）工艺方法制备一般工艺方法达不到的超厚超硬低冲淡率涂层，与基体结合力强；采用低成本铁基合金，在涂层中突破过去的粒度限制，加大硬质点化合物的粒度，使耐磨性能大大提高。用高硬度高耐磨粒子高结合强度超厚度的综合方法提高其耐磨蚀寿命。该技术所获得的超厚耐磨涂层可以适应矿山等环境的特殊工况条件下的磨粒磨损、冲蚀磨损，甚至像无球磨机衬板既要耐热又要耐高速冲击的磨粒磨损。技术特点 等离子喷焊工艺获得铁基合金超厚高耐磨耐蚀涂层；涂层的硬度达到6268HRc；涂层厚度可以在0。640mm范围内调整；涂层表面平整，无裂纹。技术经济指标及适用范围 该项技术可广泛的应用于矿山、煤矿、冶金、电力、水利、农机、机械、热动力、石油、汽车、阀门、模具等行业的特殊环境中的关键耐磨耐蚀部件。具有广阔的产业化前景。本项目获得直接经济效益8750万元。已广泛应用于煤矿井下溜煤道底部衬板、无球磨机（新专利产品）耐磨衬板、定量仓衬板、采煤机中部槽、采煤机高效滚筒、冶金炉送料槽、泥浆泵缸套、磨煤板和磨煤辊、电厂引风机排风轮、耐磨热电偶保护套管、内燃机车、汽车、船舶内燃机气门阀口、阀门、石油化工反应器、工模具、破碎机刀具、农用机耕犁等各行业的不同领域，可使工件寿命提高2倍以上，不但经济效益显著，而且还可以节约大量的钢材，增产煤炭，提高生产效率，其社会效益亦十分巨大。本项目荣获山东省科技进步二等奖合作方式 技术转让、技术咨询、技术服务。轴流式主通风机技术改造成果简介 主要对2K60系列、KZS系列、70B2系列等主通风机进行技术改造，以使其达到节能、降噪、安全运行及抗喘振等目的。对于2K60系列通风机，通过技术改造：(1)用新动叶片代替旧动叶片，消除了原动叶片存在的共振状况，保证了通风机的安全运行。(2)提高通风机的额定效率，按矿井实际通风网路等积孔转移通风机高效区的位置，使新风叶的高效区特性与通风网路特性相匹配，从而使新风叶具有较高的效率。（3）用新导叶片代替旧导叶片，新型导叶片采用固定结构，反风时不需改动风机任何部位即可直接反转进行反风，反风量56%，满足煤矿安全规程规定的要求。新型导叶使用寿命长，日常不需要维修。（4）改造后的风机与原风机相比，降低噪声4至10dB(A)。对于KZS系列通风机，通过技术改造：（1）用新动叶片代替旧动叶片，新动叶片重量大幅度减轻：以KZS28型为例，原动叶平均重量为46.5kg，而新动叶片的平均重量为33.2kg。按此可计算出通风机转子动叶片的离心力减少了N，有利于通风机的起动并极大地提高了通风机工作的安全性。重量的减轻也有利于动叶片的安装与维护。（2）用新导叶片代替旧导叶片，新型导叶片为空间扭曲型，采用焊接方式固定于风筒内部。反风时不需改动风机的任何部件，可直接反转反风，缩短了反风时间，提高了反风的可靠性。原导叶片钢板厚度为2.5毫米，新型