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“十一五”国家科技支撑计划重点项目 “深厚冲积层千米深井快速建井关键技术”
课题申请指南
中国煤炭工业协会 二〇〇七年十一月
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“十一五”国家科技支撑计划重点项目 “深厚冲积层千米深井快速建井关键技术”
课题申请指南
依据《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》 “矿产资源高效开发利用”优先主题，深层和复杂矿体采矿技术作为重点研究内容。“十一五”国家科技支撑计划重点项目“深厚冲积层千米深井快速建井关键技术”已经通过专家可行性论证，科技部决定予以启动。
该项目针对我国中东部地区煤炭供需矛盾持续紧张、煤炭资源开采深度逐年增加的实际情况，研究开发适于深厚冲积层千米深井建设时期的高压注浆装备、特殊注浆堵水材料及深井注浆工艺，解决深井建设中的水害威胁，为安全快速建井提供打干井条件；研发冲积层钻井法新型钻头、刀具，形成“一扩成井”钻井凿井技术及装备；研究开发立井凿井“钻--注平行作业”和千米深井基岩快速掘砌施工工艺及配套装备等关键技术；通过技术集成和相应工程示范，全面提高我国深井建设技术与装备水平，加快深井开发建设速度，为深部煤炭资源安全、快速开发提供科技支撑。
项目分解为五个课题，各课题的研究内容和考核指标如下：
课题一：千米级深井高压注浆关键装备研究
1. 课题研究目标
井筒深度超过千米后，地压、水压相应增加，目前还没有能满足复杂地层化学注浆的耐腐蚀高压注浆泵，现有的基岩注浆设备，如注浆泵、止浆机具等的能力也不能适应深部治水的要求。研究高压大泵量注浆泵、高压耐腐蚀化学注浆泵、高耐压止浆机具、注浆参数自动检测与高效制浆系统，解决千米深井(1000～1200m)注浆的装备问题。
2. 课题主要研究内容
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（1）高压大泵量注浆泵研制
研制高压大泵量注浆泵；研制大行程的曲轴箱；研制新型复合材料柱塞及密封材料；研制柱塞的增压润滑密封系统；研究变频调速系统与注浆泵工况的匹配关系。
（2）高压化学注浆泵研制
研究高压化学注浆泵；研制高压耐腐蚀柱塞、吸排浆阀系统；研究泵头内腔防耐腐蚀涂层；研究变频调速系统。
（3）深井耐压止浆机具研究
研制耐用、耐高压的止浆胶筒；研制耐高压止浆机具架体结构；研制高压止浆机具模拟试验台，通过模拟试验研究止浆机具破坏机理。
（4）注浆参数监测与高效制浆系统研制
研制注浆压力、流量、配比等注浆参数自动采集监控系统；研制注浆材料自动上料、计量系统，形成一套集高效的制浆、数据采集、传输、处理及监视于一体的注浆监控系统。
3.
课题考核指标
（1） 研制一台高压大流量注浆泵，最高压力50MPa，最大流量
380l/min，实现流量0～380 l/min的无级调节；
（2） 研制一台化学注浆泵，最高压力35MPa，流量0～300 l/min
无级调节，满足双液化学注浆材料的配比调节需求，耐腐易损部件一次连续工作不低于8小时；
（3） 止浆机具耐压≥25MPa，平均重复使用次数3次以上； （4） 研制一套注浆参数自动测试记录仪，压力、流量测量误差≤5%； （5） 研制一套自动注浆配料系统，配料误差≤5%； 4.
经费预算
国拨经费拟安排920万元，要求申请单位提供不低于980万元的自筹
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资金。
5.
申报要求
（1） 课题申报单位应是长期从事煤矿注浆技术与注浆设备研究
的专业研究机构，承担过类似的研究开发项目。
（2） 课题申报单位应在煤矿注浆治水技术方面有丰富的理论研
究基础和实践经验。
（3） 课题申报单位拥有开展相关研究的先进仪器设备等基础实
验条件。
（4） 课题申报单位熟悉本领域技术发展现状与趋势，掌握相关研
究领域的基础数据，并具有良好的业绩。
（5） 课题申报单位要有较强的经费配套能力，并纳入统一预算。 （6） 课题申报单位应有从事煤矿注浆技术方法研究的专业人才
队伍。
（7） 工程试验点已经落实。
课题二：千米级深井特殊地层注浆材料及注浆工艺研究
1. 课题研究目标
针对千米深井井筒穿过的地层复杂性，研究适合大裂隙、大溶洞地层的塑性早强注浆材料；研究适合细小裂隙、空隙性地层的低黏度化学注浆材料；研究钻井废弃泥浆作为注浆材料（MTG）技术；通过室内模拟和现场试验，研究千米深井注浆工艺。解决深井特殊地层注浆材料及工艺需求，保证注浆堵水工程质量，实现打干井。
2. 课题主要研究内容 （1） 千米深井注浆工艺研究
研制裂隙注浆模拟试验台，对深井注浆参数进行模拟试验研究，为注浆设计提供依据；结合现场试验研究千米深井合理的注浆工艺参数。
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（2） 特殊地层可注性分析研究
地层可注性影响因素分类研究，建立可注性影响指标体系，评价地层可注性。
（3） 塑性早强注浆材料及注入工艺研究
研究适合大裂隙、破碎带等特殊地层加固堵水的水泥基塑性早强注浆材料。研究塑性早强注浆材料地面预注浆的工艺参数。 （4） 低粘度复合化学注浆材料及注入工艺研究
研究适合细小裂隙、孔隙性含水层等特殊地层的低粘度复合化学注浆材料的添加剂及配方；研究地面预注化学浆的注浆工艺参数。 （5） 钻井废弃泥浆作为注浆材料研究
研究钻井法废弃泥浆作为注浆材料的改性添加剂；研究废弃泥浆注浆材料配方；模拟试验研究钻井废弃泥浆作为注浆材料的扩散特性。 （6） 深井注浆工业性试验及注浆效果凿井实测研究
研究化学浆原料储运、现场制备及操作工艺；通过现场试验，研究材料及工艺的适用性、合理性和可靠性；注浆效果凿井实测研究；通过实测信息反馈，完善注浆工艺参数设计和注浆理论。
3. 课题考核指标
（1） 研制一套裂隙注浆模拟试验台，模拟注浆压力不小于
25MPa；
（2） 建立孔隙性地层可注性评价体系。
（3） 研制塑性早强注浆材料，析水率小于5％，初凝结时间小于
8h；
（4） 低粘度复合化学浆液粘度小于6×10-3Pa·s，凝胶时间
5min～30min，可抵抗12 MPa裂隙水压力；
（5） 废弃泥浆配制的注浆浆液塑性强度大于150kPa，析水率小
十一五国家科技支撑计划深厚冲积层千米深井快速建井
