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“深厚富水软岩大直径立井及毗邻硐室冻结法开凿关键技术”项目公示

来源:6165金沙总站 作者: 2019-05-30 12:10:26

 

 

      根据《2019年度内蒙古自治区科学技术奖的通知》相关要求,现对我单位参与完成的“深厚富水软岩大直径立井及毗邻硐室冻结法开凿关键技术”项目公示如下。公示期:2019年5月21日至2019年5月30日。
      一、成果名称:
      深厚富水软岩大直径立井及毗邻硐室冻结法开凿关键技术
      二、完成单位及排序:
      第一完成单位:兖州煤业鄂尔多斯能化有限公司
     第二完成单位:中国矿业大学
     第三完成单位:金沙澳门官网官方网站有限公司
     第四完成单位:兖州煤业股份有限公司
     第五完成单位:通用技术集团工程设计有限公司(原“煤炭工业济南设计研究院有限公司”)
      三、项目完成人及排序:

 

序号

姓名

性别

出生

年月

技术

职称

文化

程度

工作单位

对成果创造性贡献

1

孟祥军

1963.12

研究员

博士

金沙澳门官网官方网站

有限公司

项目负责人,方案制定,组织实施。

2

杨维好

1965.12

教授

博士

中国矿业大学

项目负责人,方案制定,组织实施。负责冻结壁与围岩骨架、孔隙水相互作用规律及含水岩层中冻结壁设计理论、内层井壁开裂漏水机理研究。

3

吴向前

1966.02

研究员

博士

兖州煤业股份

有限公司

负责基岩冻结壁解冻规律以及井壁夹层注浆、壁后注浆合理时机的确定方法研究。

4

张驰

1983.12

助理

研究员

博士

中国矿业大学

负责大厚度内壁开裂漏水机理与高强钢纤维混凝土防裂技术研究。

5

刘心广

1965.04

研究员

研究生

兖州煤业鄂尔多斯能化有限公司

负责复杂岩层中深大冻结井筒掘砌信息化施工。

6

王衍森

1973.01

研究员

博士

中国矿业大学

负责复杂岩层冻结法凿井冻结孔固管充填关键技术研究。

7

韩涛

1981.02

讲师

博士

中国矿业大学

参与冻结壁与围岩骨架、孔隙水相互作用规律以及含水岩层中冻结壁设计理论研究。

8

王富奇

1964.05

研究员

硕士

兖州煤业股份

有限公司

负责复杂岩层中井筒及毗邻硐室整体冻结方案优化设计研究。

9

张涛

1980.06

讲师

博士

中国矿业大学

参与外层井壁—基岩冻结壁—围岩相互作用规律及岩层中外层冻结井壁设计理论研究。

 

      四、项目简介:
      煤炭一直并仍将长期是我国的主体能源。约65%的煤炭资源(3.58万亿吨)深埋于复杂岩层之下。因浅埋资源日趋枯竭,近年来我国主要开发西部地区深厚富水软岩下的煤炭资源,其首要挑战是深井凿井技术。先期十余个井筒采用“普通法+注浆法”凿井的失败教训证明,在上述深厚复杂岩层中必须采用冻结法开凿大直径深井井筒。冻结法的核心是冻结壁和井壁的设计理论及施工技术,其难度随深度和掘进半径剧增。
      尽管我国深厚表土冻结法凿井技术居世界领先水平,但将其延用于富水软岩中深大井筒凿井却遇到了诸多重大难题,例如:基岩中水平地应力场不均匀,孔(裂)隙水的荷载作用机理与规律不明,无适合的冻结壁设计理论;基岩段外层井壁(简称“外壁”)外载取值缺乏依据,凭经验设计且安全经济性差;内层井壁(简称“内壁”)厚度大且开裂漏水严重(高达110m3/h),危及井筒安全;基岩冻结孔导水,严重威胁井下硐室乃至整个矿井的安全,已导致十余个矿井被淹,损失巨大;因孔隙含水岩层注浆堵水效果差,井筒毗邻硐室普通法开挖过程中顶水作业,掘砌速度慢,质量和工期难以保证;等等。因此,亟需开发深厚富水软岩大直径立井及毗邻硐室冻结法开凿关键技术。历经建设、科研、设计和施工单位的多年联合攻关,项目取得如下创新成果:
      创新点1:首次考虑初始水平地应力场不均匀性和径向开挖卸载工况,建立了冻结壁与围岩骨架、孔隙水相互作用模型并求得解析解,创建并成功应用基岩冻结壁设计新理论,将基岩冻结壁成功减薄近30%。
      创新点2:首次建立初始不均匀地应力场中外层井壁—基岩冻结壁—含水围岩相互作用力学模型,探明了外层井壁外荷载随各影响因素的变化规律,建立并成功应用初始不均匀岩层地应力场条件下外层井壁设计新理论,将示范工程外层井壁厚度减薄近30%。
      创新点3:研究获得内层井壁—塑料板夹层界面、塑料板夹层自身的剪切特性和抗剪强度指标;揭示了自生温度应力导致大厚度内层井壁开裂漏水的新机理;掌握了钢纤维混凝土内层井壁的力学特性,研发并成功应用基于钢纤维高强混凝土的内层井壁防裂技术,示范工程井筒解冻后涌水量均小于5m3/h。
      创新点4:研发了长时缓凝、耐高温的固管浆液材料,浆液结石体冻融后具有良好的封水性能;提出冻结管下沉安全性判别方法,形成了冻结孔缓凝水泥浆固管封水工法,根除了冻结孔导水淹井灾害。
      创新点5:创造性地提出兼顾井筒及其毗邻硐室施工的“马蹄形”基岩全深冻结方案,掌握了其冻结温度场的发展规律,在国内外首例实现井筒及其毗邻硐室冻结法联合开凿,保障了软弱富水岩层中井筒及其毗邻硐室的安全、高效施工。
      项目成果成功应用于石拉乌素煤矿和营盘壕煤矿的6个深大井筒,创造了冻结孔固管充填高度300m的世界纪录和冻结基岩井筒采用钢纤维高强混凝土支护深度849.5m的世界纪录!使我国复杂岩层中冻结法凿井技术总体处于国际领先水平。
      公示期内,任何单位或个人对有关内容持有异议的,须于2019年5月30日前以书面形式向我单位反映,并提供必要的证明材料。以单位名义反映情况的须在材料上加盖单位公章;以个人名义反映情况的须署名并留下联系方式,以便核实和反馈。匿名异议不予受理。
      联系人:金沙澳门官网官方网站有限公司技术质量中心  左金忠
      联系电话:13563797050


编辑:技术中心
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