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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

煤矿矿井建设技术与装备70余年创新发展及推广实践

2024-02-29



本论文创新点



(1)文章比较全面地总结了新中国成立70余年来,我国煤矿矿井建设技术从引进吸收、自主发展到再创新的历程,以及在基础研究、工艺创新、技术突破、装备研制和成果转化方面取得的重大进展和应用效果,涉及钻爆法、冻结法、注浆法、钻井法、沉井法等凿井技术以及煤矿岩巷掘进技术。

(2)文章结合典型工程案例,介绍了从煤矿领域发展起来的矿井建设工艺、技术、装备和取得的成功经验,在水力发电、市政轨道交通、山岭交通隧道、引水隧道等地下工程领域的推广实践情况。

(3)现阶段矿井建设技术发展与创新将面向深地建井、智能化建井这两大主流方向,基于井巷结构特征、地质条件和功能属性,梳理了矿井建设技术与装备70余年来的发展脉络,剖析了现有技术存在的问题及发展方向,为未来矿井建设技术迭代升级和产业变革提供了攻关思路。

题 目



煤矿矿井建设技术与装备70余年创新发展及推广实践

作 者



刘志强1,2,宋朝阳1,2,程守业1,2,荆国业1,2,高伟1,2,李生生1,2
单 位


1. 北京中煤矿山工程有限公司

2. 矿山深井建设技术国家工程研究中心


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摘   要



比较全面地总结了新中国成立70余年来,我国煤矿矿井建设技术从引进吸收、自主发展到再创新的历程,以及在基础研究、工艺创新、技术突破、装备研制和成果转化方面取得的重要成果,涉及钻爆法、冻结法、注浆法、钻井法、沉井法等凿井技术以及煤矿岩巷掘进技术。目前,以钻爆破岩为主的凿井配套装备机械化、自动化水平显著提高,煤矿千米级深井短段掘砌综合凿井技术趋于成熟,竖井凿井最大深度达到1341.6m。冻结法、注浆法等凿井地质保障技术水平显著提升,逐步代替了帷幕法、板桩法和降水法等凿井技术,竖井最大冻结深度达990m,斜井最大冻结段斜长达681m,采用工作面注浆建成煤矿最长斜井为5875m,竖井地面预注浆加固深度达1355m。机械破岩井巷掘进技术取得突破性进展,反井钻机最大钻井直径达6m,最大钻井深度达562m;竖井钻机钻井法实现了最大钻井直径10.8m,最大钻井深度660m,且应用范围逐步扩大;竖井掘进机钻井法实现了零的突破,为煤矿竖井智能化凿井奠定了基础;煤矿岩巷机掘法作业线已经形成,岩巷全断面掘进机平均成巷速度超400m/月。综上,70余年来我国煤矿矿井建设技术与装备创新发展,显著提升了煤矿井巷掘进作业环境、施工效率和安全水平,实现了井巷掘进工作面无人、自动化、全机械化作业,解决了我国煤炭开发各阶段井巷建设的难题,保障了煤矿基础建设及开采接续建设。同时,从煤矿矿井建设发展起来的技术装备和取得的成功经验,在水力发电、市政轨道交通、山岭交通隧道、引水隧道等地下工程领域得到了推广实践,为国家重点工程建设和国民经济发展做出了贡献。









作者简介





    
刘志强
研究员
博士生导师
刘志强,男,1962年11月生,研究员,博士生导师,现任中国煤炭科工集团有限公司一级首席科学家,北京中煤矿山工程有限公司高级顾问,矿山深井建设技术国家工程研究中心副主任,中国煤炭学会煤矿建设与岩土工程专业委员会主任委员,中国科协智能化建井技术与装备决策咨询专家。荣获全国优秀科技工作者、杰出工程师、孙越崎能源大奖人等多项荣誉。




研究方向




煤矿特殊凿井技术、机械破岩大直径井筒钻井技术与装备

主要成果


致力于非爆破机械破岩技术及装备研究,主持了科技部科研院专项资金、国家科技攻关、“863”计划等系列科研项目30余项,以及上百项钻井工程,创新发展了3类大直径井筒钻井工艺,提出了8项钻井技术,研制出10种不同类型钻井装备,建立了大直径钻井技术、工艺、装备和标准体系,变革了千百年来工人必须在危险艰苦的井筒内作业的生产方式,解决了不同时期煤炭开发井筒建设难题,并成功应用在非煤矿山、水力发电、隧道及国防等国家重大工程中,避免了重大安全事故。创造了反向钻井凿井新工艺,研制出国内最大型BMC600型反井钻机,首创了反井钻机钻进大倾角压力管道井施工方法,实现地下工程深长斜井建设技术的突破;提出并突破了“一扩成井”和“一钻成井”竖井钻机钻井法凿井技术工艺,加快了钻井法凿井成井速度。研制了国内首台套硬岩竖井掘进机,完成竖井掘进机工程示范应用,实现了井筒施工技术变革和几代人机械凿井梦想,促进建井技术发展进步。获得国家科技进步二等奖1项、省部级特等奖和一等奖18项,,主持制修订国标/行标5项,授权发明专利60余项,发表论文120余篇,出版了《矿井建设》《反井钻机》《竖井掘进机》等8部著作。


引用格式





刘志强,宋朝阳,程守业,等. 煤矿矿井建设技术与装备70余年创新发展及推广实践[J]. 煤炭科学技术,2024,52(1):65−83. 

LIU Zhiqiang,SONG Zhaoyang,CHENG Shouye,et al. Seventy years innovation development and popularization practice of coal mineconstruction technology and equipment in China[J]. Coal Science and Technology,2024,52(1):65−83.



END

责任编辑:朱恩光

设计排版:冯春晖

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