【适用于少人或无人工作面的采煤机自动截割控制技术研究与应用】 该项目由西安重工装备制造集团有限公司等4单位王增强等11人承担完成。项目综合运用自动化控制技术、现场总线技术等多学科技术，解决了采煤机的位置定位、姿态定位、 自动导航、记忆截割、采煤机远程通讯抗干扰等技术难点，通过软件控制算法，实现了采煤机全工作面自动化运行。采煤机在自动模式下，能够自主完成全工作面的各项割煤工序，并具有完善的故障自诊断功能，实现设备运行状态参数的检测和远程监控；辅以电液控系统的自动推移刮板运输机， 自动移动液压支架， 自动伸缩护帮板以及工作面集中自动化控制系统；最终实现综采工作面长期少人、短期无人值守。项目技术特点：①采煤机各传感器数据采集采用CAN总线方式。②采煤机高精度的位置定位及其姿态定位系统保证了采煤机进行精确、稳定的自动化割煤。③采用“象限”的控制方法论，对采煤机在自动模式下进行自动化控制。④采煤机先进的记忆截割软件，可实现全工作面自动化割煤，包括中部直线段、端头自动斜切进刀、割三角煤、清浮煤等所有割煤流程。⑤自动割煤技术通过“菜单”方式，对多“象限”进行管理并可实现自由切换。⑥自动化操作的人性化设计；提高了人机对话的高效性。⑦电气系统的关键输出控制采用冗余设计且无缝切换，有效地保证采煤机智能化运行的可靠性。项目获授权专利11件，其中发明专利1件、实用新型专利10件；获软件著作权1件；发表论文22篇。项目成果为企业增加销售额10039万元。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。
（成果处）
【黄土沟壑区煤油气共生矿井耦合灾害防治关键技术】 该项目由陕西煤业化工集团有限责任公司等5单位王双明等11人承担完成。项目主要创新点：①建立了黄土沟壑区致灾地质因素综合探查技术体系：揭示了巨厚黄土层的地震响应特征，确定了“沟底激发，塬面接收”获取有效波的技术途径，提出了“沿沟弯线+多方位塬面直线”的地震特殊观测系统，揭示了巨厚黄土层的电性特征，集成创新了巨厚黄土覆盖区含水层富水性探测技术，发明了矿井巷道顺层直流超前探测技术等。②研发了反向排水建井和顶板水害超前疏放技术。针对斜井井筒穿越巨厚松软含水层时水岩耦合导致井壁垮塌，无法维护的问题，提出了在井田内选择弱富水区先行施工通风立井，形成了斜井施工、钻孔导水、风井排水的建井技术。针对煤层顶板之上冲刷充填型富水区，采用井下定向定点钻探技术，施工定向高精度疏水钻孔，实现超前疏放。③揭示了煤油气共生矿井瓦斯与煤层自燃耦合致灾机理，开发了耦合灾害协同防控预警系统。通过实验确定了煤油气共生矿井瓦斯（油气）成分、燃爆范围以及煤层自燃的变化规律。创立了煤油气共生矿井耦合灾害防治新理念，建立了以防火为核心技术的协同防控技术体系，研发了矿井多源信息融合的无线自组网监测预警系统。④针对巨厚黄土载荷层、沟壑纵横地貌、透镜状砾岩、巨厚松软含水层组合状态下，矿压变化大，规律性差的特点，建立了高强稳定型锚网支护、棚索协同支护、“控帮+卸压槽”综合控底、“底反拱+底板锚索”控底技术体系。项目推广应用后，建成16个安全高效矿井，累计安全产煤1.58亿吨，直接经济效益295.8亿元，百万吨死亡率由6.65降至0.03。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。
（成果处）
【 榆神府矿区小煤窑采空区突发性垮塌灾害成套防治技术】 该项目由中煤科工集团西安研究院有限公司刘天林等11人承担完成。项目主要内容：①提出在地质及采矿情况调查的基础上，宏观圈定小煤窑采空区的三维空间分布特征，对疑似区采用电磁法、浅层地震法勘探，再对物探异常区和采空区的关键部位布置适量钻孔探查与验证的勘察技术路线，减少物探及钻探工程量，取得了良好的勘察效果，使采空区勘察费用降低40%以上。②研究了小煤窑采空区“整体切冒式破坏”的失稳模式；揭示了“单煤柱破坏触发煤柱群失稳”的致灾机理；提出了利用现场测试的岩体波速值快速估算采动煤（岩）力学强度及变形参数的方法。③研发了“以风积沙为主材，粉煤灰、水泥及石膏为辅材”的采空区快速充填低成本注浆材料，创新研发了“浆液为载体、风积沙为主料的孔内混合”注浆投沙施工工艺，解决了堵孔、结实率低、强度不高、浆液损失量大等技术难题。注浆体强度由2.5MPa提高至7.3MPa，注浆体结实率由75%提高至90%，注浆单价由240元/m3降低至156元/m3，节省了工程成本。项目成果已在榆林—神木高速公路、榆林—绥德高速公路、锦界工业园区等11个建设项目中推广应用。该项目获2014年度陕西省科学技术奖一等奖。
（成果处）
【庙哈孤矿区顶板分类分区与巷道支护技术研究】该项目由陕西涌鑫矿业有限责任公司等2单位侯恩科等9人承担完成。项目主要创新点：①提出了浅埋煤层巷道顶板围岩分类的指标和方法。在现有的巷道顶板围岩松动圈分类方法中引入了未风化基岩厚度指标，提出了以围岩松动圈分类指标为主，综合考虑未风化基岩厚度指标的分类方法。②建立了浅埋煤层巷道顶板围岩类型的预测模型和预测方法。该模型的关键是建立了松动圈大小与基载比和围岩强度之间的拟合关系。利用该模型，可以根据勘探钻孔等资料，进行煤层巷道顶板围岩类型的分区预测。③建立了浅埋煤层直接顶分类预测模型和预测方法。该模型的关键是建立了直接顶初次来压步距与直接顶抗压强度、基载比和冒采比之间的拟合关系。利用该模型，可以根据勘探钻孔等资料，进行煤层直接顶类型的分区预测。④建立了浅埋煤层基本顶级别预测模型和预测方法。该模型的关键是建立了基本顶初次来压步距与基本顶抗压强度与基本顶载荷比、直接顶充填系数之间的拟合关系。利用该模型，可以根据勘探钻孔等资料，进行基本级别的分区预测。⑤提出了浅埋煤层巷道不同类型顶板的基本支护形式和支护方案。该方案丰富了煤层顶板分类与巷道支护技术和方法，为浅埋煤层顶板类型分区预测和支护管理提供了技术依据。项目获得发明专利2件，实用新型专利2件，发表期刊论文5篇，培养硕士研究生2名。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。
（成果处）
【动水大通道突水钻孔控制注浆高效封堵成套技术】该项目由中煤科工集团西安研究院有限公司朱明诚等9人承担完成。该技术主要应用于煤矿大型水害事故应急抢险工程。创造性的提出了钻孔控制注浆技术，系统地研究了钻孔控制注浆工艺、钻孔控制注浆设备配套、钻孔控制注浆材料、袋囊材料及制作工艺，并研制出钻孔控制注浆专用钻具。主要创新成果：①首次提出了在高水压、大水量、大通道突水条件下应用钻孔控制注浆封堵突水通道的技术思路，开发出一套利用钻具进行钻孔控制注浆的新工艺、技术方法及配套设备。②研制出钻孔控制注浆专用钻具，利用该钻具可在注浆堵水过程中，形成可控制范围和固结质量的注浆固结体，达到快速、高效封堵过水通道的目的。③配制出适合钻孔控制注浆技术的注浆材料，浆液的初凝时间及结石体抗压强度完全满足固结体性能要求，并研制出可用于保浆的袋囊材料。该技术成果在陕北榆卜界煤矿和四川华蓥山龙滩煤电有限公司龙滩矿井的水害治理工程中进行了应用，堵水效果极其显著。在陕北榆卜界煤矿大型水害事故应急抢险工程中，仅用时18天，注浆量850m3，即成功封堵突水量达3000～4000m3/h的火烧区突水通道，堵水体仅占用原巷道不足50m，堵水率100%，较常规注浆方法节省时间3～4个月，节省费用2.34亿元；在四川华蓥山龙滩煤电有限责任公司龙滩矿井主平硐4600m水害治理工程中，成功封堵了最大突水量达1800m3/h的岩溶水害，仅用钻孔进尺243.75m，注浆量384.01m3。“具有钻孔控制注浆装置的组合式钻具”获得国家发明专利授权。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。
（成果处）
【岩层变形光纤传感检测方法】 该项目由西安科技大学柴敬等9人承担完成。项目研究内容：①由光纤Bragg光栅多点传感理论和信号分辨因子，研究了由光源带宽决定的岩层变形检测的系统最大实际复用能力，设计光纤Bragg光栅传感中心波长。②设计光纤Bragg光栅传感器结构，构建岩层变形检测的网络系统。③水泥砂浆试件室内测试实验，研究光纤Bragg光栅传感器与水泥砂浆的耦合问题。④构建光栅—传感器结构—水泥砂浆—岩层的应变传递系统，研究钻孔埋入式光纤Bragg光栅检测的应变传递，建立岩层应变与光纤Bragg光栅中心波长的关系。⑤研究钻孔施工工艺及光纤Bragg光栅传感器埋入方法，就钻孔的施工、封堵、光纤光栅传感器植入工艺进行研究，以及施工过程对光纤Bragg光栅传感器性能影响分析。⑥研究光纤Bragg光栅多点监测方法的应用，国内第一次将光纤光栅技术应用于煤矿，在济三煤矿、鲍店煤矿、东滩煤矿对井筒松散层应变进行实时监测，以及地面注水治理地层沉降的监测，开发适合松散地层沉降变形光纤光栅监测软硬件系统。技术性能指标：适用岩层变形范围，0～40mm；岩层变形检测的光纤光栅传感器的光栅波长动态范围取士3～4nm，相邻两个光纤光栅的波长带宽为6～8nm。系统复用能力为6～8个传感光栅；实现岩层变形的多点实时监测。项目研究成果为松散地层沉降观测提供了良好的借鉴作用。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。
（成果处）
【高瓦斯突出煤层群瓦斯灾害治理关键技术研究】该项目由陕西陕煤韩城矿业有限公司等2单位林柏泉等9人承担完成。项目研究内容：①研究了煤层采场三维应力的分布和演化规律，建立“三维应力—裂隙—三维渗透率”的本构模型，提出了基于瓦斯三维流动富集规律的煤层采场时空分布模型，揭示了三维采动裂隙场的分布和卸压瓦斯流动规律，发现了保护层一维卸压带和二维卸压带分布规律，从力学角度进行远近距离煤层群划分，为煤层群区域瓦斯治理奠定理论基础。②发明了近距离煤层群条件下采动区强扰动抽采钻孔护孔技术和瓦斯分源治理技术，创立的“泵注柔膜”技术实现了高效沿空留巷“Y”型通风无煤柱开采，杜绝了上隅角瓦斯超限，首创的采动区强扰动抽采钻孔护孔技术提高了钻孔抗采动破坏能力，实现了采动区分源瓦斯协同抽采，钻孔完好率由30%提高到80%以上，瓦斯抽采率达85%。③开创了基于应力方向的区域防突设计方法，通过优化协调采掘巷道布置和应力方向特征，将突出煤层巷道沿平行于最大应力方向布置，消除掘进头应力集中，降低突出危险性。④发明了强渗透、高粘结、 自适应钻孔裂隙动态变化的柔性膨胀封孔材料，首创了封隔一体主动式组合封孔方法，开发了配套封孔设备，攻克了瓦斯抽采钻孔裂隙多、易漏气的封孔技术难题，瓦斯抽采平均浓度从低于20%提高至60%以上。项目获国家授权专利16件，其中发明专利7件、实用新型专利9件；出版专著3部，发表论文被SCI和EI收录74篇，他引2402次。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。【大采高开采围岩灾害动力学与控制基础研究】该项目由西安科技大学来兴平等5人承担完成。项目以大采高围岩灾害动力学与控制为目标，开展特厚煤层6.0m大采高开采工艺的应用研究，根据工作面实际情况合理确定工艺技术参数，确保大采高综采成功应用。提出适用于矿山动力灾害预报的声震波力指标，基于变形、应力、声发射、微震、地质雷达、光学扫描和钻孔摄像等多元监测指标信息辨识，分析了煤岩体结构与强度损伤演化特性；通过大型三维物理模拟、数值计算和开采技术参数动态调控，揭示了高应力—强卸荷—结构控制性大变形演化致灾机制；建立面向资源环境属性的灾害动态调控工艺过程模型及其技术体系，形成灾害时空预测与动态调控方法及理论，有效保障了陕西省重点煤矿区安全开采与高效建设。项目共获授权国家发明专利3件、实用新型专利4件；发表论文被SCI收录10篇，被EI收录56篇；出版著作1部；获省部级一等奖3项、二等奖3项，省级发明奖1项。该项目获2014年度陕西省科学技术奖二等奖。
（成果处）
（成果处）
【陕西彬长胡家河矿业有限公司胡家河矿井建井地质报告】 该项目由陕西省煤田地质局勘察研究院完成。报告在分析矿井地质资料的基础上，对建井过程中的地质构造、煤层、煤质、水文地质、开采技术条件、资源储量、探采对比、矿山环境状况、地质灾害等情况进行了系统的分析研究，对矿井各地质要素进行归纳和全面总结。明确矿井地质构造属于Ⅰ类，资源勘探对井田大型地质构造及煤层底板高程控制程度基本可靠，但对中小型断层对煤矿生产的影响控制不足；主要可采四号煤层属特厚稳定煤层；主采煤层属自燃煤层、煤尘有爆炸危险性、矿井属低瓦斯矿井的结论可靠，可以作为生产地质工作的依据。经该报告核实，胡家河矿井资源总量91598万吨，可建设生产能力5.0Mt/a的矿井。该报告获2014年陕西省地质学会第七届优秀地质成果一等奖。
（陈培成）
【一种TA型钻塔的整体底座】该实用新型专利（专利号：ZL201320531545.6）由陕西省煤田地质局一三一队俱养社等5人承担完成。该TA型钻塔的整体底座包括钢结构框架以及铺设在钢结构框架上表面的防滑钢板。钢结构框架包括钻塔左底座、钻机底座、钻塔右底座、柴油机底座及泥浆泵底座。泥浆泵底座的前端与柴油机底座后端固定连接，钻塔右底座的后端、钻机底座的后端及钻塔左底座的后端分别与柴油机底座的前端固定连接，钻机底座的左右两侧分别与钻塔左底座及钻塔右底座固定连接；钻机底座上预留有用于钻机施工的钻孔。通过该实用新型设备可以有效提高底座设备的稳定性，且使用方便、安全。(www.xing528.com)
（陈培成）
【集束式反井气动潜孔锤】 该实用新型专利（专利号：ZL201320574291.6）由陕西省煤田地质局一三九队刘文革等9人承担完成。该潜孔锤包括围裙套管以及设置在围裙套管顶部的空气室，围裙套管内设置有底部用于与钻杆柱相连的中心管；围裙套管和中心管之间至少设置一层组合子锤，且每层组合子锤由若干均匀设置在中心管周向上的潜孔锤组成；每个潜孔锤中的活塞气缸与空气室相连通，围裙套管底部设置有套在中心管和潜孔锤上的底唇护板。从中心管道引入的高压空气在空气室中聚集能量后，均匀的将高压空气分配到各个潜孔锤的活塞缸体中对活塞做功，实现若干潜孔锤同时冲击做功，快速反井钻进成孔的目的，提高了钻进效率，缩短施工周期，无需泥浆材料，降低了成本。
（陈培成）
【集束式正循环气动潜孔锤】 该实用新型专利（专利号：ZL201320573891.0）由陕西省煤田地质局一三九队刘春明等9人承担完成。该潜孔锤包括配气室、桶式围裙以及顶部用于与钻杆柱相连的中心管，中心管依次贯穿配气室和桶式围裙；桶式围裙和中心管之间至少设置一层组合子锤，且每层组合子锤由若干均匀设置在中心管周向上的潜孔锤组成；中心管通过其管壁上开设的进气孔与配气室连通，配气室与每个潜孔锤中的活塞气缸连通，桶式围裙底部设置有套在中心管和潜孔锤上的底唇板。潜孔锤的配气室分别与活塞缸体连通，因此，各个潜孔锤的冲击做功是同时进行的，相比较常规泥浆组合牙轮、滚刀钻进工艺，该潜孔锤由多个冲击器集成，无需分级扩孔，一次性冲击钻进完成施工任务，提高了施工效率，降低了成本，能够实现正循环钻进。
（陈培成）
【集束式反循环气动潜孔锤】 该实用新型专利（专利号：ZL201320574406.1）由陕西省煤田地质局一三九队曹继玉等9人承担完成。该潜孔锤包括配气室、筒体围裙以及贯穿配气室和筒体围裙的中心管；筒体围裙和中心管之间至少设置一层组合子锤，且组合子锤由若干设置在中心管周向上的潜孔锤组成；中心管通过管壁上的进气孔与配气室相连通；配气室分别与潜孔锤中的活塞气缸与相连通；筒体围裙底部设有套在中心管和潜孔锤上的底唇挡板，其上设有若干吸渣口，吸渣口通过吸渣管与中心管相连通，中心管内设有内管，且内管的两端与中心管相连通。该潜孔锤能够同时冲击作功，高效钻进，实现反循环钻进，适用于大口径含水层的空气高效钻进，克服了正循环钻进在遇到含水层时，钻进过程中循环介质携带岩粉能力差，孔内存在安全隐患，无法快速钻进的缺陷。
（陈培成）
【一种全液压车钻自动换杆机】 该实用新型专利（专利号：ZL201320555288.X）由陕西省煤田地质局一九四队徐群英等6人承担完成。该自动换杆机包括机架、机架上安装有一端与机架铰接连接的大臂，大臂上通过滑轮机构安装有与夹紧机构保持水平的管槽，管槽通过送进油缸与大臂铰接连接，管槽一侧安装有驱动其沿周向翻转的翻转油缸；机架旁边设置有与机架连接的上管机构，上管托板通过上管滚轮安装于上管轨道上，上管轨道两侧设置有上止点钢板，上管托板上连接有下止点钢板，下止点钢板碰到上止点钢板上管托板停止向上移动，上管托板在上管油缸推动下向排管架横梁一侧翻转；通过上管托板移动和翻转，将钻具放置到排管架横梁上，钻具提升过程中不需要人工直接参与，换杆工作安全、快速，只需要2～3分钟，2人同时作业即可，且能保证工人的劳动安全。
（陈培成）
【一种矿山大口径钻孔套管安装装置】 该实用新型专利（专利号：ZL201420034903.7）由陕西天地地质有限责任公司张廷会等4人承担完成。该装置包括卷扬机、导向滑轮、钢丝绳、滑轮组、大口径钢管或钢管组及地锚，卷扬机和导向滑轮固定于地面底盘钢架之上；滑轮组焊接在大口径钢管或钢管组下端，钢丝绳一端连接在卷扬机上，另一端由地锚固定于井口另一侧地面底盘钢架上。实用新型装置安装简单，使用方便，可以确保大口径钢管或钢管组顺利安装；该装置拆卸方便，便于组装；方便大口径套管安装，节省人力，降低施工成本。
（陈培成）
【一种高边坡支护材料运输装置】 该实用新型专利（专利号：ZL201420034904.1）由陕西天地地质有限责任公司张廷会等承担完成。该运输装置包括滑轮组提升装备主卷扬机、材料提升装备副卷扬机、提升塔架、滑轮组及吊装材料，主卷扬机和副卷扬机由地锚固定于高边坡顶部，提升塔架上部固定两个定滑轮，滑轮组通过钢丝绳连接到主卷扬机，所吊装材料通过钢丝绳连接到副卷扬机，提升塔架通过钢丝绳与地锚相连。该装置安装简单，使用方便，可以保证材料在高边坡施工过程中方便运输；该装置拆卸方便，便于运输，可重复使用，加快了材料运输能力，可以提高工作效率、节省人力，降低施工成本。
（陈培成）
【一种垂直救生救援系统】 该实用新型专利（专利号：ZL201420154950.5）由陕西煤田地质机械制造有限公司宋宽强等5人承担完成。该救援系统包括底座、塔架、救生舱、起落塔油缸、操作控制箱、配电箱、液压阀组、导绳轮、液压绞车、电动机和滑轮检测装置等。其中，操作控制箱、配电箱、液压阀组、导绳轮、液压绞车和电动机均固定在底座上，塔架为具有中空腔体的门型结构，其底部铰接在底座上，起落塔油缸的一端铰接在底座上，其另一端铰接在塔架上，滑轮检测装置固定在塔架的顶端，救生舱放置在塔架的腔体内，液压绞车上的绳索依次通过导绳轮及滑轮检测装置与救生舱相连接。该系统用于矿井发生事故后，矿工被困井下，由地面打通一个垂直救援通道，将救生舱降入井下，被困矿工进入救生舱，由提升系统将救生舱安全提升至地面，实现垂直救援。
（陈培成）
【一种垂直救援救生舱】 该实用新型专利（专利号：ZL201420155250.8）由陕西煤田地质机械制造有限公司宋宽强等5人承担完成。该救生舱包括：从下至上依次设置的下部舱体、中部舱体和上部舱体。其中，下部舱体通过下脱离机构与中部舱体相连接，其周向均匀设置有4个导向减震轮；中部舱体通过上脱离机构与上部舱体相连接，其周向开设有舱门，内部设置有供氧设备、通话设备和逃生降落装置；上部舱体的周向均匀设置有4个导向减震轮，上部舱体内壁的顶端焊接有顶板，顶板的中心上开设有通孔，顶板上焊接有与其通孔相贯通的第一支撑管，且支撑管底部出口与中部舱体相贯通。
（陈培成）
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