依靠科技进步加大自主创新

1、依靠科技进步 加大自主创新为煤矿安全高效开采提供强大技术支撑河南煤业化工集团安全科技创新经验交流材料河南煤业化工集团有限责任公司（以下简称“河南煤化集团” ）是一家集煤炭、化工、有色金属、装备制造、建筑矿建、物流贸易、金融服务等产业相关多元发展的特大型能源化工企业集团，2011 年位居世界企业 500 强第 446 位、中国企业 500 强第 58 位，连续 2 年位居中国煤炭企业 100 强第 2 位，连续 3 年位居中国煤炭行业效益十佳企业第 1 位。河南煤化集团重组成立 3 年来，煤炭产量增长 90% 、营业收入增长 120% 、利税增长 73% 。今年前5 个月生产煤炭2933.45

2、万吨，实现营业收入767.03 亿元、利润12.35 亿元，完成项目投资45.43 亿元。 企业整体呈现持续向好的发展趋势、态势和气势，较好地在中原经济区建设中发挥了重要支撑作用。河南煤化集团始终高度重视安全生产工作，坚定不移地从政治、组织、管理、技术、责任、投入六个方面作为“一号工程”强力推进。目前集团现有矿井180 余对，矿井开采条件非常复杂，瓦斯、煤尘、水、火、顶板五大自然灾害俱全。面对严重的自然灾害和艰巨的安全管理任务，我们在省委、省政府的正确领导下，在河南煤矿安全监察局的大力支持下，切实把加强煤矿安全管理作为确保安全工作的重中之重，充分利用自主创新研发平台，深入开展科技市场运作，加大

3、自主创新研究力度，推广应用新技术、新工艺、新设备，在煤矿安全生产技术发展和科技创新方面开展了大量工作，取得了显著成绩，为煤矿安全高效开采提供了强大技术支撑。我们的主要做法是：一、积极构建科技创新支撑体系按照“统一技术研发”的管理要求，提出了“构体系、建机制、搭平台、明抓手、造氛围”的科技创新工作方针，建立了以总工程师为首的科技创新管理体系，积极构建了一把手亲自抓、总工程师具体抓、集团研究院集中解决高精尖技术难题、各级技术管理人员和广大员工积极参与技术研究的管理体系，制定了科技创新项目管理办法 、科技市场管理办法 等 11 项科技创新管理制度。逐步构建完善了以科技创新技术委员会为决策层、专家委员

4、会为咨询层、 研究院 (院士工作站、 博士后科研工作站等 )为研发层、成员企业技术中心 (工程技术研究中心 )为推广层、基层单位为实施层的“五层”科技研发体系。营造了“鼓励创新、支持创新、全员创新”的良好氛围，以科技创新“可知、可行、可创、可攀”和群众创新“无大小、无先后、无禁区、无止境”为主要内容的“四可四无”创新理念已深入人心。坚持管理和技术创新“双轮驱动” ，成立了各级科技创新委员会和管理小组，将创新组织机构延伸至车间、班组。同时通过成立“科技工作者之家”，开展“讲科学、讲创新、讲道德、比贡献”等活动，充分调动员工参与科技创新的积极性、主动性。二、高度重视自主创新研发平台和人才队伍建设河

5、南煤化集团拥有 30 个研发机构， 其中在煤炭板块拥有国家级企业技术中心 1 个、省级企业技术中心 2 个、博士后科研工作站 1 个、博士后研发基地 1 个、工程技术研究中心 1 个。集团研究院注册资金 3 亿元，下设瓦斯防治、化工、有色金属、新兴战略、防治水、空分、轴承、新型工业化八个专业研究所，重点解决煤炭的瓦斯综合治理和利用、煤矿水防治和利用、煤炭高效开采等方面技术问题，促进煤矿安全高效生产和可持续发展。同时，河南煤化集团还与中国矿业大学（北京）彭苏萍院士合作组建了“河南省绿色开采地质保障技术院士工作站”，与中国矿业大学刘炯天院士合作组建了“河南省低品质矿产资源开发与综合利用院士工作站”

6、，被九三学社中央列为首家推动自主创新试点单位。围绕加强科技人才队伍建设，大力实施“ H ”型双通道人才发展战略，建立科技创新人才培养激励机制和技术人员创新绩效积分考核机制，为技术人员量身打造职业生涯发展规划，充分调动和激发了科技人才的工作热情。同时，与清华大学、中国矿业大学、河南理工大学等高校建立合作关系，作为硕、博士高学历人才培养基地和专升本学历人才培养基地，形成了科学的人才队伍建设体系。目前河南煤化集团拥有大专及以上学历人员34285人，其中博士48人、硕士656 人，引进中国工程院院士2 人、外籍专家2 人、留学人员 16 人、国务院津贴专家5 人、省级学术带头人3 人、行业17撑。三、

7、持续规范内部科技市场化运作河南煤化集团坚持把市场化理念引入科技创新工作，建立了内部科技市场，以市场化、产业化和商品化为主要标准，加大科技成果收购奖励力度。设立专项资金，对科技人员的创新成果实行层层收购，大力实施科技成果推广转化效益提成制，对外部转化或转让的科技成果，有功人员可以按第一年净收益的10% 一次性提成奖励。建立科技市场考核制度，并将其作为考核各单位领导绩效的一项重要内容。建立科技成果评价体系、科技成果推广体系和推广成果验收结算体系三个子体系，各基层单位按工资总额的 3% 提取奖励基金， 用于科技创新奖励和成果收购，额度从几十元到万元不等。同时，坚持每年对科技创新市场考核办法进行修订完

8、善，不断细化考核程序，扩大考核范围。通过科技市场运作，使技术人员得到了实惠，其中仅 2010 年就完成收购科技成果7366 项，投入收购资金2200 余万元，有效提升了技术人员和广大员工自主创新的热情和动力。四、不断加大安全科技投入坚持做到科学投入、节约投入、有效投入，提高科技项目实施效果，切实支撑安全生产，提升经济运行质量，坚决杜绝投入浪费。坚持对实施的创新项目进行审核论证，按照有利于安全生产和提高效益的原则，组织有关技术和经济专家对项目的可行性、必要性、成熟度、技术路线、技术经济目标等进行充分研究和讨论。河南煤化集团成立以来，共列入河南煤炭安全生产科技计划132 项，数量居河南煤炭企业之首

9、；三年来自主立项重大安全科技项目 207 项，其中煤炭安全科技项目65 项，下属三煤业公司自主立项重点安全科技项目103 项。建立了安全科技研发经费保障机制和安全科技投入稳定增长机制，制定了科技经费使用管理办法，建立和完善了基层单位科技投入体系，加大科技投入力度，加强科技专项资金管理和控制，科技研发费用按照营业收入的3%掌握使用，为安全科技创新提供了可靠的资金保障。其中，河南煤化集团2009 年投入科技经费13.74 亿元， 2010 年投入科技经费 19.56 亿元， 2011 年投入科技经费 24.19 亿元，科技投入资金逐年增加，确保了科技项目的顺利实施，为煤矿安全生产提供了强有力的技术

10、支撑。五、全面实施产学研项目合作围绕加快经济发展方式转变和自主创新，河南煤化集团不断加大产学研合作力度，先后与中国煤科总院、中国矿大、河南理工大学等研究院所和高等院校建立了长期合作关系，共同研发绿色低碳、环保节能、科技含量高、经济附加值高的项目、技术和产品。把制约企业发展的矸石充填采煤、煤尘与瓦斯以及水的防治等关键技术作为科研的重点环节加以突破。通过产学研合作，增强了科技研发水平和创新能力，提高了科技创新对企业发展的贡献率。目前，河南煤化集团正在开展的重大科技项目有：（一）与中国矿业大学（北京）彭苏萍院士合作的“绿色开采地质保障技术”项目。 采用最优的方案和对策， 针对“高分辨和高信噪比”的地

11、震采集要求，在永城地区第一次采用全数字三维地震仪，照顾了深部煤层反射波的信噪比、分辨率等要求，采集了高质量的原始数据，提高了勘探精度，为针对性采取防治水措施提供了依据，为煤矿安全生产和提高回采率提供了技术支撑。（二）与中煤科工集团重庆研究院合作的“瓦斯灾害防治实验室建设项目”。该项目于 2011 年 10 月 10 日通过结题验收，目前正在继续加强对瓦斯灾害防治实验室和现场操作培训工作。该项目的研发成功，通过实验装备和现场有机结合，可满足现场瓦斯灾害防治需要，提高矿井安全生产能力，提升周边矿井煤与瓦斯突出防治能力，减少周边煤矿瓦斯灾害事故。（三）与河南理工大学合作的“井下瓦斯抽采系列关键技术及

12、装备研究与应用”项目。该项目将采用新的打钻工艺，分别从“钻、封、联、控”瓦斯抽采的 4 个环节开展技术攻关、工艺创新和装备器材创新，可有效杜绝打钻期间一氧化碳中毒、钻杆烧断等事故发生，可使难钻区域钻孔深度在原工艺基础上提高 50% 以上，整体提升煤矿瓦斯抽采水平，为区域瓦斯治理提供全面系统的技术支持。研发的新型封孔装置、封孔材料和封孔设备，可有效提高封孔效率和质量，形成三位一体的成套封孔技术，同时降低打钻粉尘浓度，改善作业环境。研发的瓦斯抽采参数自动化调控预警系统，可把抽采管路内的瓦斯浓度调控到爆炸上限，并可及时对一氧化碳超标和管路损坏等情况进行预警。（四）深孔水力增透抽采技术研究。采用膨胀胶

13、囊自动封孔器封孔，深孔压裂期间煤壁有明显位移现象，同时巷道瓦斯涌出量增加，掘进期间突出危险性降低，具有较好的卸压防突作用。六、加大安全科技成果推广应用力度河南煤化集团始终高度重视并不断加大安全科技成果推广力度，每年均申报一批安全科技成果列入河南煤矿安全监察局的推广项目，其中 2012 年列了 15 项，切实让安全科技成果转化为实实在在的经济效益。（一）“煤矿井下水力压裂关键技术及示范”已经通过省科技厅鉴定，技术达到国际领先水平。 “瓦斯灾害防治实验室”已建成并投入使用，为瓦斯治理提供技术参数。采用囊袋式注浆封孔器封孔法，有效提高了封孔效果和整个矿井的抽放效率及浓度。（二） 2011 年 6 月

14、 10 日，“基于微地震监测的大水矿区厚煤层围岩破裂特征研究及应用”和“超前预注超长化学浆体锚杆防治片帮技术研究”两项科研成果通过了中煤协会组织的有关专家的鉴定。“基于微地震监测的大水矿区厚煤层围岩破裂特征研究及应用”由赵固一矿与北京科技大学合作完成，该项目成果及所应用的高精度微地震监控手段，对矿井后续采全高工作面开采具有显著的示范作用，研究成果总体达到国际先进水平，在实时监测围岩破坏动态和预警突水危险方面， 达到国际领先水平。 “超前预注超长化学浆体锚杆防治片帮技术研究”由赵固一矿与河南理工大学合作完成，并在赵固一矿得到成功应用，实现了回采工作面高产高效，技术经济效益显著，研究成果达到国际先

15、进水平。（三）“煤与瓦斯突出综合预警技术研究及应用示范”项目通过了河南省科技厅鉴定，技术达到国内领先水平。已在焦煤演马庄矿、鹤煤八矿、鑫龙龙山煤矿使用。（四）强力推广岩巷钻爆快速掘进“4+2 ”综合技术。“4+2 ”即4项施工技术加2 项管理技术。 4 项施工技术包括中深孔掏槽钻爆技术、分步支护技术、复杂条件下适应性技术和安全保障技术，2项管理技术包括设备合理选型和大小循环作业方式。通过实施该技术，有效提高了岩巷施工速度，演马庄矿岩巷月单进超过120米，中马村矿岩巷月单进达到140 米，提升了岩巷单进水平，缓解了采掘接替的紧张局面。用。永煤龙王庄煤业井下煤层与永华能源同属“三软”煤层， 龙王庄

16、煤业运用永华能源偃龙矿区“ 三软煤层耦合卸压支护机理与技术研究”（已通过河南省科技厅鉴定）成果技术，改进并制作松绑钻孔用钻头，使井巷支护效果发生显著变化，从原先一条巷道需返修数十次到改进后的无需返修，节省了人财物消耗，降低了吨煤成本，理顺了采掘关系，增强了盈利能力。永华能源“ 三软低透气性高瓦斯煤层瓦斯综合治理研究项目”已通过省科技厅鉴定，其研究成果达到国内领先水平。（六）“河南第一掘”圆满结束工业性试验。2011 年 7 月 15 日，由永煤机电制修厂制造的“河南第一掘” EBZ132 型掘进机， 在车集煤矿圆满结束 3 个月的工业性试验， 共掘进巷道 1200 米，达到各项设计指标。工业性

17、试验结果表明， EBZ132 掘进机具有切割头破岩能力较强、卧底量更大、维护比较方便、故障率较低且便于判断和解决等优点，适合在工况复杂的巷道使用，整机性能达到同类机型的先进水平。（七）由焦煤公司完成的“煤与瓦斯突出综合防护技术研究”成果达到国际先进水平， 2009 年获中煤协会科学技术二等奖。该项目以煤与瓦斯突出灾害发生与破坏运动机理为基础，确定了煤与瓦斯突出矿井合理的巷道布置方式、提出了煤巷掘进本质安全型防突措施和矿井瓦斯综合防治理念，建立了突出矿井立体安全防护综合体系，防突栅栏、防逆风装置等安全装置的应用，对于控制突出灾害强度扩大发挥了重要作用。（八）“焦作矿区煤与瓦斯突出综合预警技术”于

18、 2009 年获河南省科技进步三等奖。该项目开发研制了煤与瓦斯突出电磁辐射连续监测预警软件系统； 掘进速度提高 50% 以上，达到 100m/ 月，掘进能力达到 160m/ 月；确定了电磁辐射法预测煤与瓦斯突出的规范性测试方法，开发研制了煤与瓦斯突出危险性多指标融合预警软件系统，提高了预测的准确性和提前了超前预警时间。该技术在焦煤演马庄矿27111 运输巷应用，效果明显，产生直接经济效益 4963.58 万元。（九）鹤煤公司坚持以大力发展采掘机械化为方向，在有条件的矿井上马了综合机械化设备，努力做到减人提效；坚持开展瓦斯区域综合治理，探寻瓦斯治理的治本之策；深入研究井下抽放工艺的优化技术，提高

19、抽放效果；认真总结防治水成功经验，健全防治水安全保障体系；坚持煤炭深加工技术研究，提高煤炭加工转化的深度和附加值；建立完善的促进循环经济发展的技术创新体系，始终把创新推先作为矿井增产增效和保证安全生产的主要手段。通过瓦斯治理、回采工艺、机电运输及一系列创新活动的开展，在关键技术攻关、小改小革、五小成果及新技术新工艺的推广应用等方面均取得了较大的提高。（十）永煤城郊煤矿加强科技攻关研究，为安全生产提供科技支撑。沿空送巷锚网梁与桁架联合支护的应用与研究，巷道受动压的影响能够有效控制巷道围岩的变形。针对井下反向风门不能自动关闭的重大隐患，自行成功研发反向风门自动关闭装置并在井下全面推广。 实现矿自主

20、研发项目“旋转喷雾洒水装置”产业化运作，批量生产的“旋转喷雾洒水装置”已投入到井下各单位使用，解决了井下喷雾不能雾化全断面的安全技术难题。在全矿范围内推广了 KZP- 型触控式喷雾洒水装置、风动轨道钻孔机和风动射钉固定装置，效果良好。综采工作面上下超前出口推广使用自己发明的型梁托梁器，大大提高了操作人员的安全保障程度。七、安全科技创新工作取得显著成效河南煤化集团成立三年来共获国家科技进步二等奖1 项，获省部级科技进步奖63 项，其中煤炭主业获奖46 项，分别为河南省科技进步奖7 项、中煤协会科技奖26 项、国家安监总局8 项、国家能源局5 项。今年共获河南煤矿第五届安全生产科技进步奖29 项，

21、其中一等奖8 项、二等奖7 项、三等奖14 项，还获得优秀推广项目15 项。现将主要成果介绍如下：（一）“中国煤矿瓦斯地质规律与应用研究”成果由河南煤化集团和河南理工大学合作完成， 2010 年通过鉴定，成果水平为国际领先水平， 2011 年获国家科技进步二等奖。（二）“主动预防安全管理体系的建立与应用研究”成果， 2011 年获中煤协会科学技术一等奖。主要研究成果和创新点：依据现代事故致因理论和系统化安全管理理论建立了适合河南煤化集团企业的主动预防型安全管理体系的基本框架，由安全文化建设方法、组织结构、安全方法三大组成部分（模块），其安全文化、安全管理方法分别以“零理念”、正激励为主要特色，

22、能够满足其子公司、生产企业、班组及员工个人的自我安全管理的需要，形成了“012345 ”主动预防型安全管理模式，牢固树立安全“零”理念和“事故可防可控”的理念，全面落实“抓系统、系统抓”的工作要求和“管生产、管业务必须同时管安全”的原则，深化落实“两个主体”责任，强化“双基”建设，推进主动预防和自主管理，构建安全生产长效机制，有效防范和遏制各类事故。（三）“大埋深复杂水文地质条件工作面防治水技术研究”成果技术水平处于国际领先水平， 2011 年获中煤协会科学技术一等奖，获 2012 年河南煤矿第五届安全生产科技进步奖一等奖。 主要研究成果和创新点： 赵固二矿二 1 煤层开采过程中具有埋深大、

23、水压大、构造多、裂隙发育、含水层多、突水系数高等复杂水文地质条件，研究和探索了工作面综合防治水关键技术，实施了断层预加固防水技术，形成了断层突水的综放防治技术。建立了水灾辅助防范系列措施，发明了顺槽防冲防倒装置，采用了可缩高强闭合支护，建立了成套的防淹井措施，保障了建井时期的安全，起到了减灾、降灾的保障作用。（四）“千米矿井水灾害抢救关键技术与装备研究”由焦作神华重型机械制造有限责任公司参与完成，技术水平处于国际领先水平，成果于 2011 年获河南省科技进步一等奖。 主要研究成果和创新点：在电机大容量、单级扬程、高压水下绝缘和水力轴承等研制方面有显著创新，成功研制出的 ZQ-500/90 系列

24、潜水电泵和成套救援排水技术，既可用于抢险救灾排水，又可用于抗灾性生产排水等优点（优于德国同类产品） ，为解决我国矿山面临的水患威胁提供了科技支撑。（五）“高应力大断面破碎围岩巷道复合支护技术研究与应用”成果由焦作煤业 （集团）新乡能源有限公司联合中国矿业大学 （北京）共同完成，技术水平处于国际领先水平， 于 2011 年获中煤协会科学技术二等奖。主要研究成果和创新点：针对赵固二矿具体条件，进行了物理力学测试和现场矿压显现规律研究，应用一次主动支护与二次高强支护配合，刚性支护与柔性支护相结合的新型复合支护形式，有效控制了围岩变形。开发了“单体液压支柱防倒装置”，增强了支架的整体稳定性，研究开发了

25、 “ 多轴联动井下喷浆料搅拌机 ” ，提高了喷射高强高性能混凝土的效率和质量。将研究成果应用于现场工程实践，巷道掘进速度提高了一半以上。（六）“轻放开采在中硬厚煤层中型煤矿应用关键问题研究”成果由河南煤化永煤安阳鑫龙公司与河南理工大学共同完成，技术水平处于国际领先水平， 于 2011 年获河南省科技进步二等奖。 主要研究成果和创新点：本研究以安阳红岭煤矿的地质和开采条件为基础，研究煤层厚度、采深等参数对放顶煤工作面矿压显现的影响程度。推动数值模拟技术在放顶煤开采顶板岩层控制研究中的应用，为轻放开采在我国中型煤矿中的应用提供一个可以直接借鉴和参考的模式。（七）“矿区安全高效环网供电技术研究”由永

26、煤公司完成，获2012 年河南煤矿第五届安全生产科技进步奖一等奖。主要研究成果和创新点：根据矿区供电系统目前的运行环境和供电质量，设计出符合矿区供电安全高可靠运行条件的环形供电网络工程：各矿井变电站组成一个环形网络，在一个电源点出现故障时，另一个电源点自动或手动投入运行。这种供电系统的主要特点是线路的起点和终点都是电源，可以来自不同的变电站，环网线路的主保护为纵差保护。这种供电系统不论是供电质量，供电可靠性，损耗等各项指标，都是比较先进的，也解决了永夏矿区雷电影响安全供电的技术难题，在矿区供电系统具有示范性意义。（八）“大水、高突、厚硬顶板矿井底板突水的微震监测预警技术”由焦煤公司完成，获 2

27、012 年河南煤矿第五届安全生产科技进步奖一等奖。主要研究成果和创新点：建立顶板深孔爆破与底板破裂深度的力学模型和数值模型，提出了应用微震技术监测底板注浆效果的方法，利用微地震技术监测得到了底板破裂深度、顶板爆破对底板的影响程度等基础数据。对指导实施监测的工作面防治水工作提供了有力的科学依据，对焦作矿区其他类似大水矿井的防治水工作具有借鉴和推广价值，具有很高的社会、经济效益。（九）“薄基岩突水威胁煤层围岩破坏规律与开采技术研究”由焦煤公司完成， 获 2011 年国家能源科技进步奖二等奖。主要研究成果和创新点：初步摸清了顶底板水害的发育规律，通过建立地质保障体系，实施底板注浆改造及断层带加固工程

28、，全覆盖科学布孔、高压注浆，有效治理矿井水患，实现了回采工作面的安全高效开采；项目研究降低了防水防砂煤岩柱高度，提高了开采上限，对矿井最大限度地解放煤炭资源、提高资源回收率，保证安全生产具有重要意义。（十）推行“安全股票”管理机制，该成果获得中国煤炭协会2010 年度管理创新成果一等奖。主要研究成果和创新点：安全股票是陈四楼煤矿继“安全伙伴”在安全管理方面又一新的管理方法。本着安全共管、风险共担、投资自愿的原则，对所有区队的井下工作人员发行了安全股票。具体做法是所有区队的井下工作人员自愿购买安全股票， 每人每月限购一股。 在员工做到出勤 21班以上、无事故、做到“三不伤害”的情况下，矿再向该员

29、工配送一股。如果发生“三违”，则当月股票沉淀；如发生事故，则自事故当月起之前全部股票沉淀；在年底如全矿完成安全任务指标，则再向全体员工赠送一股，股票年底结算。安全股票的发行，让员工从做好安全中得到了实实在在的实惠；有效地将个人安全目标与整体安全目标结合起来；调动员工搞好安全的自觉性；有效提高了员工的出勤率和降低了三违率；建立了安全激励长效机制。截至 2011年底，河南煤化集团拥有自主知识产权专利526项，其中发明专利42 项。承担国家重大专项 1 项：“煤矿区煤层气高效抽采、 集输技术与装备研制 （二期）”，国家支撑计划项目1 项：“煤矿瓦斯、火灾与顶板重大灾害防治关键技术研究” 。2011年 3月永城煤电控股集团有限公司被科学技术部、国务院国资委、中华全国总工会三部委联合命名为第三批创新型企业。河南煤化集团建立了科技经费投入台帐并进行科学归集，充分享受研发费用税前加计扣除政策， 其中抵扣税金 2010 年为 4000