科创中国

建筑业,土木工程建筑业

煤炭是我国的主体能源，随着浅层煤炭资源的日益枯竭，深部化和大型化成为煤炭开采的必然趋势。在立井开采中，提煤箕斗是将煤炭资源从煤矿井下运输到地面的关键装备。立项前，提煤箕斗主要面向浅部矿井（井深<800m）设计，箕斗自重载重比较大、装卸载效率较低；与其配套的导向系统难以适应深井高速重载工况；以人工为主的检测方式智能化水平低、隐患多，无法满足深井提煤箕斗及其运行系统的日常运维需求。上述问题已严重制约了我国深井提升系统的高效运行和矿山大型化发展。此项目通过自主创新和联合攻关，面向井深>800m的深部矿井，开展了大吨位提煤箕斗高效运行关键技术研发，突破了深井大吨位箕斗轻量化设计、高速重载可靠导向、深井环境参数感知等技术难题。

揭示了深部地层所处的强压缩、自蓄能等深部地层状态及其赋存特征及其与突水、高地温热害、环境腐蚀、岩爆等深竖井工程风险之间的相关性，研发出深部破碎富水地层超高压注浆改性、低震高效控制爆破、大直径超前卸压与爆破自由面钻凿机具、卸压释能围岩控制以及高效掘进机械化配套装备，研发出高韧性、低冲击、强抗渗新型井壁混凝土材料以及地层-井壁协同自适应井壁结构，初步形成了深竖井掘进与支护技术体系与工艺装备配套。

马天兵，教授，博士生导师，国家重点实验室副主任，中国煤炭工业技术委员会委员，教育部高等学校仪器类专业教学指导委员会委员，安徽省机械工程学会理事，安徽省青年拔尖人才、国家一流课程负责人，安徽省品牌专业和教学团队负责人，安徽省教学名师。长期从事煤矿智能掘进机器人智能检测与控制技术的教学与科研工作。主持国家自然科学基金项目1项、安徽省高校协同创新项目1项、安徽省重点研究与开发计划1项，企业合作项目10余项。第一/通讯作者发表SCI/EI期刊论文28篇，第一发明人授权发明专利12件。获安徽省科学技术进步一等奖1项（R2），安徽省教学成果奖特等奖1项（R6）、一等奖3项（R1、R2、R5）。培养硕士研究生32名。