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本项目的先进性
提高32倍 提高12倍 提高45% 提高45% 提高121%
【参考文献】 [1]刘国钧,陈绍业.图书目录[M].北京:高等教育出版社,1957:15-18.
[5]刘国钧,陈绍业.图书目录[M].北京:高等教育出版社,1957:15-18.
按照规定的程序、办法和标准，对国家科技奖候选人和候选 项目进行的评审活动。
按照规定的程序、办法和标准，对国家科技奖 候选人和候选项目进行的评审活动。
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按照规定的程序、办法和标准，对国家科技奖候 选人和候选项目进行的评审活动。
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按照规定的程序、办 法和标准，对国家科 技奖候选人和候选项 目进行的评审活动。
按照规定的程序、办 法和标准，对国家科 技奖候选人和候选项 目进行的评审活动。
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创新点
按照规定的程序、办 法和标准，对国家科 技奖候选人和候选项 目进行的评审活动。
国家科技奖评审是指国家科学技术奖励工作办公室、办法和标准，对国家科 技奖候选人和候选项目进行的评审活动。
23
感谢大家的聆听！
本模板有完整的逻辑框架，内容详实，稍作修改可直接使用
答辩人:XXX
时间:201X年X月
24
2017
434
国家科技奖评审是指国家科学技术奖励工作办公室、办法和标准，对国家 科技奖候选人和候选项目进行的评审活动。
输入题目名称
2017
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本项目的先进性
提高32倍 提高12倍 提高45% 提高45% 提高121%
【参考文献】 [1]刘国钧,陈绍业.图书目录[M].北京:高等教育出版社,1957:15-18.
[5]刘国钧,陈绍业.图书目录[M].北京:高等教育出版社,1957:15-18.
按照规定的程序、办法和标准，对国家科技奖候选人和候选 项目进行的评审活动。
按照规定的程序、办法和标准，对国家科技奖 候选人和候选项目进行的评审活动。
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创新点
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答辩人:XXX
时间:201X年X月
24
2017
434
国家科技奖评审是指国家科学技术奖励工作办公室、办法和标准，对国家 科技奖候选人和候选项目进行的评审活动。
输入题目名称
2017
科技创新答辩PPT课件
第5页/共18页
倒车模型建立
• 选择后轮驱动汽车作为研究对象，汽车的实时位置由三个状态量确定：横坐标x（不加约束）和纵坐标y（1≤y≤1），单位为m（米），以及水平线正向与汽车中轴线正向（车头A指向车尾B）间的位置夹角θ（π≤θ≤π）；为了简便，只考虑倒车速度恒定的情况，唯一的控制量是方向盘转角η（-π/9≤η≤π/9）即 前轮正向到汽车中轴线正向的夹角，如下图，约定θ和η均取顺时针为正，逆时针为负。
项目概述
• 立项时间
• 2011.3
• 指导老师
• 杨文光 刘瑞芹 王清
• 项目原定起止时间：
• 起于：2011 年 3月 • 止于：2011 年 11月 • 达到预期要求，提交验收相关资料。
第1页/共18页
项目主要任务
• 研究模糊插值控制理论 • 开发自动倒车控制演示软件 • 研发并制作自动倒车控制实物演示系统
第10页/共18页
主板构造图
第11页/共18页
主要硬件介绍
• 模型车一部、键盘、主控模块、ARM Cortex M3芯片、前轮舵机、后轮直流电机（用于控制车的前进与 后退，考虑负载及不同路面摩擦力情况下完成恒速倒车）、陀螺仪（用于测量车身中轴线与x轴正向夹角）、 电机驱动芯片、测速编码器、锂电池等。
第12页/共18页
模型车操作流程
• 把车放在水平位置，开总开关； • 等陀螺仪标定完毕，键盘上显示的数若在
31800~31899范围之内，继续下一步，否则 重置； • 请输入纵向距离y，单位：毫米； • 请输入初始θ，单位：度； • 键盘数码管上将显示当前角度θ和里程y，将车 旋转到期望的θ的位置； • 开电机驱动开关，等第1待3页车/共1自8页 动运行；
第4页/共18页
倒车模型建立
• 选择后轮驱动汽车作为研究对象，汽车的实时位置由三个状态量确定：横坐标x（不加约束）和纵坐标y（1≤y≤1），单位为m（米），以及水平线正向与汽车中轴线正向（车头A指向车尾B）间的位置夹角θ（π≤θ≤π）；为了简便，只考虑倒车速度恒定的情况，唯一的控制量是方向盘转角η（-π/9≤η≤π/9）即 前轮正向到汽车中轴线正向的夹角，如下图，约定θ和η均取顺时针为正，逆时针为负。
项目概述
• 立项时间
• 2011.3
• 指导老师
• 杨文光 刘瑞芹 王清
• 项目原定起止时间：
• 起于：2011 年 3月 • 止于：2011 年 11月 • 达到预期要求，提交验收相关资料。
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项目主要任务
• 研究模糊插值控制理论 • 开发自动倒车控制演示软件 • 研发并制作自动倒车控制实物演示系统
第10页/共18页
主板构造图
第11页/共18页
主要硬件介绍
• 模型车一部、键盘、主控模块、ARM Cortex M3芯片、前轮舵机、后轮直流电机（用于控制车的前进与 后退，考虑负载及不同路面摩擦力情况下完成恒速倒车）、陀螺仪（用于测量车身中轴线与x轴正向夹角）、 电机驱动芯片、测速编码器、锂电池等。
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模型车操作流程
• 把车放在水平位置，开总开关； • 等陀螺仪标定完毕，键盘上显示的数若在
31800~31899范围之内，继续下一步，否则 重置； • 请输入纵向距离y，单位：毫米； • 请输入初始θ，单位：度； • 键盘数码管上将显示当前角度θ和里程y，将车 旋转到期望的θ的位置； • 开电机驱动开关，等第1待3页车/共1自8页 动运行；
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科技类毕业答辩PPT模板
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标题内容
To the world you may be one person, but to one person you may be the
world.
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《科技创新答辩》PPT课件
我们选择5种初始状态进展倒车仿真实验， 均取得了理想的倒车效果。与常规模糊控 制比较，具有计算简便，响应迅速，很快 就进入到预定轨道y=0。
自动倒车实物系统
主板构造图
主要硬件介绍
模型车一部、键盘、主控模块、ARM Cortex M3芯片、前轮舵机、后轮直流电 机〔用于控制车的前进与后退，考虑负载 及不同路面摩擦力情况下完成恒速倒车〕、 陀螺仪〔用于测量车身中轴线与x轴正向夹 角〕、电机驱动芯片、测速编码器、锂电 池等。
工程概述
立项时间 2021.3 指导教师 杨文光 刘瑞芹 王清 工程原定起止时间： 起于：2021 年 3月 止于：2021 年 11月 到达预期要求，提交验收相关资料。
工程主要任务
研究模糊插值控制理论 开发自动倒车控制演示软件 研发并制作自动倒车控制实物演示系统
工程内容简介
敬请评委教师批评指正
模型车操作流程
把车放在水平位置，开总开关； 等陀螺仪标定完毕，键盘上显示的数假设在
31800~31899范围之内，继续下一步，否那么 重置； 请输入纵向距离y，单位：毫米； 请输入初始θ，单位：度； 键盘数码管上将显示当前角度θ和里程y，将车旋 转到期望的θ的位置； 开电机驱动开关，等待车自动运行； 倒车完毕，依次关闭电机驱动开关和总开关。
倒车模型建立
选择后轮驱动汽车作为研究对象，汽车的 实时位置由三个状态量确定：横坐标x〔不 加约束〕和纵坐标y〔-1≤y≤1〕，单位为 m〔米〕，以及水平线正向与汽车中轴线 正向〔车头A指向车尾B〕间的位置夹角θ 〔-π≤θ≤π〕；为了简便，只考虑倒车速 度恒定的情况，唯一的控制量是方向盘转 角η〔-π/9≤η≤π/9〕即前轮正向到汽车中 轴线正向的夹角，如以以下图，约定θ和η 均取顺时针为正，逆时针为负。
自动倒车实物系统
主板构造图
主要硬件介绍
模型车一部、键盘、主控模块、ARM Cortex M3芯片、前轮舵机、后轮直流电 机〔用于控制车的前进与后退，考虑负载 及不同路面摩擦力情况下完成恒速倒车〕、 陀螺仪〔用于测量车身中轴线与x轴正向夹 角〕、电机驱动芯片、测速编码器、锂电 池等。
工程概述
立项时间 2021.3 指导教师 杨文光 刘瑞芹 王清 工程原定起止时间： 起于：2021 年 3月 止于：2021 年 11月 到达预期要求，提交验收相关资料。
工程主要任务
研究模糊插值控制理论 开发自动倒车控制演示软件 研发并制作自动倒车控制实物演示系统
工程内容简介
敬请评委教师批评指正
模型车操作流程
把车放在水平位置，开总开关； 等陀螺仪标定完毕，键盘上显示的数假设在
31800~31899范围之内，继续下一步，否那么 重置； 请输入纵向距离y，单位：毫米； 请输入初始θ，单位：度； 键盘数码管上将显示当前角度θ和里程y，将车旋 转到期望的θ的位置； 开电机驱动开关，等待车自动运行； 倒车完毕，依次关闭电机驱动开关和总开关。
倒车模型建立
选择后轮驱动汽车作为研究对象，汽车的 实时位置由三个状态量确定：横坐标x〔不 加约束〕和纵坐标y〔-1≤y≤1〕，单位为 m〔米〕，以及水平线正向与汽车中轴线 正向〔车头A指向车尾B〕间的位置夹角θ 〔-π≤θ≤π〕；为了简便，只考虑倒车速 度恒定的情况，唯一的控制量是方向盘转 角η〔-π/9≤η≤π/9〕即前轮正向到汽车中 轴线正向的夹角，如以以下图，约定θ和η 均取顺时针为正，逆时针为负。
国家科技进步奖答辩PPT
巷采充填预计 等价采高0.6m
巷采充填实测
136650
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 项目研究的难点之一
——建立矸石充填开采岩层控制理论
岩层移动控制目标 绝对不移动
控制移动量
充填技术控制目标
充入与开采等量的矸石
建筑物损伤破坏：搬迁 建筑物局部损伤：修补 建筑物微小损伤：无需修补
理论上 需解决 的问题
1. 不同矸石充填量对应的地表变形值 2. 同一矸石充填量对应的地表最大变形值
全高开采预计 采高1.8m
普采充填预计 等价采高0.4m
普采充填实测
1365
280
257
最大水平变形/mm/m
3.0
0.6
0.3
建筑物破坏等级
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
0 0 -200 -400 -600 -800 -1000 -1200 -1400 -1600
距离 (m)
500
1000
1500
全高开采预计 普采充填预计 普采充填实测
发明
3. 用矸石重力为充填主要动力，加辅助压实力
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 发明综采矸石充填技术
工作面
掩护斜梁
采空区
工作面
水平短梁
采空区
传统综采液压支架
综采矸石充填液压支架
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 综采矸石充填原理
矸石充填运输机充填工艺
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 综采矸石充填压实原理
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 项目研究的难点之二
——矸石充入采空区的空间、通道与动力
技术障碍
传统办法
开采工作面不断移动 采空区顶板随采随垮 开采面与采空区隔离
国奖答辩PPT全面版
获奖名次
C类二等奖 优秀奖
团体四等奖
3 Click专to业a认dd证titl证e in书here
1 大学英语四级证书
2 大学英语六级证
书
3
二维CAD证书
4 三维CAD（Proe）证书
5 普通话水平测试等级证书
第10页/共17页
超
越 自 我
拼 博 努
力
第11页/共17页
四、集体活动及职务
1）参加“周培源”大学生力学竞赛； 2）参加兰州理工大学二维机械设计大赛； 3）参加兰州理工大学“节能减排，科技创新”比赛； 4）参加兰州理工大学运动会排球比赛； 5）参加兰州理工大学“职场达人”比赛； 6）参加全国大学生英语竞赛； 7）参加义务劳动沿街擦洗栏杠；
2021/6/27
第12页/共17页
职务：机设12班学习委员
工作是锻炼自我，磨砺自我的一个重要平台 ，所以对于学习委员这一职责，我一直坚持的 原则是：尽心尽力做好每一次工作，在工作中 学习，在工作中成长！
第13页/共17页
五、未来打算
大学时间如白驹过隙，转瞬即逝，回首过去 的一年，有过拼搏和奋斗，但是我知道自己还有 很多的欠缺，但我相信有了一年理论知识的积累 ，我将会制定详实的计划来弥补自己的短处，争 取做到木桶装水，没有短板。我们渴望进步，渴 望成功，所以我们要奋斗，在接下来的日子里， 我会继续追梦之路，全面发展自己，完善自我， 带着心中的梦想拼搏！国家奖学金是对我的一种 肯定，一种鼓励，更是一种帮助，它给我提供了 良好的学习条件，相信在它的鼓励下，以后的我 会更加出彩！
工程材料
81
机械原理
85
电工学
85
大学英语C4
93
毛泽东概论
国家科技进步奖答辩-PPT
——建立矸石充填开采岩层控制理论
理论上 需解决 的问题
1. 不同矸石充填量对应的地表变形值 2. 同一矸石充填量对应的地表最大变形值
8
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 矸石充填开采等价采高的概念
H
Hz
充充填填开开采采
顶顶板板下下沉沉
等等价价采采高高
统
井 下 矸 石 仓
井 下 矸 石 运 输
矸石充填置换煤
综采矸石充填 普采矸石充填 巷采矸石充填
6
二、主要技术内容及创新点
（一）矸石充填开采岩层控制理论 （二）矸石充填开采技术开发及应用 （三）井下煤矸分离技术开发及应用 （四）主要技术创新点
7
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 项目研究的难点之一
4
（二）解决相关问题的总体思路
解决问题的 总体思路
技术措施
矸石直接充填置 换“三下”压煤
实施目标
循环利用矿区废弃物 保护矿区土地与环境 回收“三下”压煤资源
5
（三）项目实施总体技术框架
矸石直接充填置换“三下”压煤总体技术框架
矸石分选与输送
井下 地面
掘进矸石
井
下
煤流矸石
分 矸
系
统
老矸石山
投
料
系
固体废物
（四）主要技术创新点
1、核心技术创新点
（1）发明了矸石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备， 包括：综采矸石充填、普采矸石充填和巷采矸石充填的技术与 工艺，以及矸石充填液压支架、充填运输机和高速动力抛矸机 等关键设备。
旁 证 材 料 ： 受 理 发 明 专 利 ： 2.3 ， 2.9 ； 授 权 实 用 新 型 专 利 ： ZL2.6 ， ZL2.8，ZL2.8，ZL2.X，ZL2.4，ZL2.3；论文：“矸石充填采煤工艺及配套 设备研究” 等3篇。
理论上 需解决 的问题
1. 不同矸石充填量对应的地表变形值 2. 同一矸石充填量对应的地表最大变形值
8
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 矸石充填开采等价采高的概念
H
Hz
充充填填开开采采
顶顶板板下下沉沉
等等价价采采高高
统
井 下 矸 石 仓
井 下 矸 石 运 输
矸石充填置换煤
综采矸石充填 普采矸石充填 巷采矸石充填
6
二、主要技术内容及创新点
（一）矸石充填开采岩层控制理论 （二）矸石充填开采技术开发及应用 （三）井下煤矸分离技术开发及应用 （四）主要技术创新点
7
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 项目研究的难点之一
4
（二）解决相关问题的总体思路
解决问题的 总体思路
技术措施
矸石直接充填置 换“三下”压煤
实施目标
循环利用矿区废弃物 保护矿区土地与环境 回收“三下”压煤资源
5
（三）项目实施总体技术框架
矸石直接充填置换“三下”压煤总体技术框架
矸石分选与输送
井下 地面
掘进矸石
井
下
煤流矸石
分 矸
系
统
老矸石山
投
料
系
固体废物
（四）主要技术创新点
1、核心技术创新点
（1）发明了矸石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备， 包括：综采矸石充填、普采矸石充填和巷采矸石充填的技术与 工艺，以及矸石充填液压支架、充填运输机和高速动力抛矸机 等关键设备。
旁 证 材 料 ： 受 理 发 明 专 利 ： 2.3 ， 2.9 ； 授 权 实 用 新 型 专 利 ： ZL2.6 ， ZL2.8，ZL2.8，ZL2.X，ZL2.4，ZL2.3；论文：“矸石充填采煤工艺及配套 设备研究” 等3篇。
国家科技进步奖答辩
国家科技进步奖答辩汇报
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 发明普采矸石充填技术
充
填
充
开
系
填
采
统
面
面
普采与充填支护系统
普采与充填工作面布置
普采矸石充填高速动力抛矸机
国家科技进步奖答辩汇报
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 应用效果实例一
新汶翟镇矿村镇下综采充填地表移动预计与实测
比较项目
最大下沉量/mm 最大水平变形/mm/m 建筑物破坏等级
国家科技进步奖答辩汇报
平均采深500m 实际采高2.1m 等价采高0.7m 采出率85%
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 应用效果实例二
新汶盛泉矿工广下普采充填地表移动预计与实测
比较项目 最大下沉量/mm
全高开采预计 采高1.8m
普采充填预计 等价采高0.4m
普采充填实测
1365
280
257
国家科技进步奖答辩汇报
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 矸石充填开采等价采高的概念
H
Hz
充填开采
顶板下沉
等价采高
❖ 矸石充填开采岩层移动控制稳定性判据
H z ≤ H max
Hmax——建筑物变形能承受的最大允许采高。 国家科技进步奖答辩汇报
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 矸石的松散与压实性能
自制实验系统
pz——充填开采支架载荷； p——全高开采支架载荷。
相似材料模拟系统 国家科技进步奖答辩汇报
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 矸石充填开采等价采高Hz的理论计算公式
H z hz (k k)(H hz ) ≤ H max
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 发明普采矸石充填技术
充
填
充
开
系
填
采
统
面
面
普采与充填支护系统
普采与充填工作面布置
普采矸石充填高速动力抛矸机
国家科技进步奖答辩汇报
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 应用效果实例一
新汶翟镇矿村镇下综采充填地表移动预计与实测
比较项目
最大下沉量/mm 最大水平变形/mm/m 建筑物破坏等级
国家科技进步奖答辩汇报
平均采深500m 实际采高2.1m 等价采高0.7m 采出率85%
（二）矸石充填开采技术开发及应用
❖ 应用效果实例二
新汶盛泉矿工广下普采充填地表移动预计与实测
比较项目 最大下沉量/mm
全高开采预计 采高1.8m
普采充填预计 等价采高0.4m
普采充填实测
1365
280
257
国家科技进步奖答辩汇报
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 矸石充填开采等价采高的概念
H
Hz
充填开采
顶板下沉
等价采高
❖ 矸石充填开采岩层移动控制稳定性判据
H z ≤ H max
Hmax——建筑物变形能承受的最大允许采高。 国家科技进步奖答辩汇报
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 矸石的松散与压实性能
自制实验系统
pz——充填开采支架载荷； p——全高开采支架载荷。
相似材料模拟系统 国家科技进步奖答辩汇报
（一）矸石充填开采岩层控制理论
❖ 矸石充填开采等价采高Hz的理论计算公式
H z hz (k k)(H hz ) ≤ H max
国家科技进步奖答辩汇报PPT模板
工作面 采出率 生产能 力(t/d) (%)
3000 85
地表移 动控制
创 新 性
普采充 填技术
1000
85
巷采充 填技术
300
三种充填 开采方式 都能将地 表变形控 制在建筑 物允许变 形值范围 内
三项技术都属国内 外首创 发明专利： 200610097593.3 ZL200510039249.4 200610068527.3 200610097687.0 200710022602.7 200410096583.9
输送
分级
旋转劈裂式破碎
大于50mm的矸石
煤矸分选原理与工艺流程图
50mm煤矸分选系统设备布置示意图
国家科技进步奖答辩汇报
（四）主要技术创新点
1、核心技术创新点
（1）发明了矸石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备， 包括：综采矸石充填、普采矸石充填和巷采矸石充填的技术与 工艺，以及矸石充填液压支架、充填运输机和高速动力抛矸机 等关键设备。
全高开采预计 综采充填预计
采高2.1m 等价采高0.6m
综采充填实测 380 0.5 Ⅰ
1580
3.2 Ⅱ
420
0.8 Ⅰ
平均采深500m
下沉量 (mm)
全高开采预计 综采充填预计 综采充填实测
实际采高2.1m
等价采高0.7m 采出率85%
综采矸石充填地表下沉曲线对比图
国家科技进步奖答辩汇报
国家科技进步奖答辩汇报
三、技术经济指标与知识产权
（一）指标的先进性
（二）授权与受理专利
（三）获省部级奖励
国家科技进步奖答辩汇报
（一）指标的先进性
本项技术已经达到的指标
科技类比赛答辩模板-PPT
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
5
实施方案
设计思路
主要由电源、超声波测距模块、以STM32F103VET6 为CPU的核心飞控板、无线收发模块、摄像头采集模 块、语音播报模块以及音频采集模块构成。 主要由STM32F103VET6为CPU进行各个模块的信息 采集，采集回来的数字量直接在CPU内部进行数据处 理，而采集回来的模拟量可经过STM32内部的12位 AD转换器进行转换，转换为数字量之后进行数据处理。
飞行器平衡方案:
平很原理：
本设计中主要用于飞行器姿态信息采集的传感器为 MPU6050以及HMC5883，MPU6050其中整合 了3轴陀螺仪、3轴加速器，并含可藉由第二个I2C 端口连接其他厂牌之加速器、磁力传感器、或其他 传感器的数位运动处理硬件加速引擎，由主要I2C 端口以单一数据流的形式，向应用端输出完整的9 轴融合演算技术InvenSense的运动处理资料库， 可处理运动感测的复杂数据，降低了运动处理运算 对操作系统的负荷，并为应用开发提供架构化的 API；HMC5883采用霍尼韦尔的各向异性磁阻 (AMR)技术，这一技术带来的好处是其他磁传感器 技术无法企及的
创新一
创新二
创新三
针对于灾后抢 险困难现象， 对四旋翼飞行 器改造，使之 可以代替救灾 人员，深入到 狭小拥挤的空 间进行灾难情 况的检测。
加上了简单的 语音播报模块 将通过无线收 发系统，实施 情况发送到远 程上位机上， 进行高效救援。
还加入了电 源检测模块， 实时检测电 源电压，到 达使用极限 时自动进行 报警功能
第六阶段：此阶段主要进行把摄像头模块以 及语音模块加入到整个系统设计中；
第七阶段：此阶段主要把采集到的数据通过无 线收发模块传输到远程上位机上，至此，整个 设计完成。
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国家科技进步奖答辩汇报
（一）矸石充填开采岩层控制理论
矸石充填开采等价采高的概念
H
Hz
充填开采
顶板下沉
等价采高
矸石充填开采岩层移动控制稳定性判据
Hz ≤ Hmax
Hmax——建筑物变形能承受的最大允许采高。 国家科技进步奖答辩汇报
（一）矸石充填开采岩层控制理论
矸石的松散与压实性能
自制实验系统
最大下沉量/mm 最大水平变形/mm/m 建筑物破坏等级
全高开采预计 采高1.8m
普采充填预计 等价采高0.4m
普采充填实测
1365
280
257
3.0
0.6
0.3
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
下沉量 (mm)
0 0 -200 -400 -600 -800 -1000 -1200 -1400 -1600
距离 (m)
500
1000
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（一）矸石充填开采岩层控制理论
项目研究的难点之一
——建立矸石充填开采岩层控制理论
岩层移动控制目标 绝对不移动
控制移动量
充填技术控制目标
充入与开采等量的矸石
建筑物损伤破坏：搬迁 建筑物局部损伤：修补 建筑物微小损伤：无需修补
理论上 需解决 的问题
1. 不同矸石充填量对应的地表变形值 2. 同一矸石充填量对应的地表最大变形值
煤矸石的露天排放问题
我国现有矸石山1600余 座 ， 堆 积 量 超 过 45 亿 t ， 占 地超过15000 hm2。目前每 年产矸量超过2.5亿t。
矸石山除了占用大量的 土地资源外，还会严重污染 空气和地下水，甚至存在爆 炸危险。
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（一）煤炭开采中的资源与环境问题
“三下”压煤问 题 我国的煤炭资源
汇报提纲
一、立项背景与总体思路 二、主要技术内容及创新点 三、技术经济指标与知识产权 四、应用效益与促进行业进步
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一、立项背景与总体思路
（一）煤炭开采中的资源与环境问题 （二）解决相关问题的总体思路 （三）项目实施总体技术框架
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（一）煤炭开采中的资源与环境问题
3000
普采充 填技术
适用于开采地质 条件较复杂，并 有一定产量要求 的矿井工作面。
1000
巷采充 填技术
适用于残采块段 和断层等边角煤 柱。
300
三项技术都属国内
85 三种充填 外首创
开采方式
都能将地 发明专利：
表变形控 200610097593.3
85 制在建筑 ZL200510039249.4
煤低20~30元 一吨煤 85
比条带开采吨 保护土地、环
50
煤高20~30元 境和资源
如水砂充填、膏体充填等，由于充填工艺复 传统充填采煤 杂，充填专用材料成本高和控制效果等原因，
这些技术都没有实现规模化推广应用。
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（一）指标的先进性
井下煤矸分选技术
比较项目 成果及指标
与国内外比较
1500
全高开采预计 普采充填预计 普采充填实测
普采矸石充填地表下沉曲线对比图
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平均采深450m 采高1.8m 等价采高0.4m 工作面采出率85%
（二）矸石充填开采技术开发及应用
应用效果实例三
金能邢东矿工广下巷采充填地表移动预计与实测
比较项目
最大下沉量/mm 最大水平变形/mm/m 建筑物破坏等级
创新 与
发明
1. 拆除开采工作面与采空区之间的隔离屏障 2. 用同一支护系统掩护采煤与充填并行作业 3. 用矸石重力为充填主要动力，加辅助压实力
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（二）矸石充填开采技术开发及应用
发明综采矸石充填技术
工作面
掩护斜梁
采空区
工作面
水平短梁
采空区
传统综采液压支架
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pz——充填开采支架载荷； p——全高开采支架载荷。
相似材料模拟系统 国家科技进步奖答辩汇报
（一）矸石充填开采岩层控制理论
矸石充填开采等价采高Hz的理论计算公式
Hz hz (k k)(H hz ) ≤ Hmax
H——实际采高； hz——充填体空顶距（充实率控制参数）； k ——初始压实系数（压实率控制参数）；
综采充填预计 等价采高0.6m
综综采采充充填填实实测测
1580
380
最大下沉量/mm
1580
420
380
3.2
0.5
最大水平变形/mm/m
3Ⅱ.2
0.8
0Ⅰ.5
建筑物破坏等级
Ⅱ
Ⅰ
Ⅰ
0 0 -200 -400 -600 -800 -1000 -1200 -1400 -1600
距离 (m)
500
1000
k ——残余压实系数。
矸石充填开采的 技术控制指标
充实率 hz 压实率 k
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（二）矸石充填开采技术开发及应用
项目研究的难点之二
——矸石充入采空区的空间、通道与动力
技术障碍
传统办法
开采工作面不断移动 采空区顶板随采随垮 开采面与采空区隔离
水砂充填——水流为动力 风力充填——风流为动力 膏体充填——流体为动力
（2）建立了矸石直接充填置换煤的岩层控制理论，为充填 开采设计和地表沉陷控制等提供了科学依据。
旁证材料：授权发明专利：ZL200510039249.4；授权实用新型专利： ZL200520071472.2；论文：“矸石充填采煤中的矿压显现规律分析”。
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（四）主要技术创新点
2、其他重要技术创新点
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三、技术经济指标与知识产权
（一）指标的先进性 （二）授权与受理专利 （三）获省部级奖励
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（一）指标的先进性
本项技术已经达到的指标
技术 名称
适用性
工作面 采出率 地表移
生产能 力(t/d) (%)
动控制
创新性
综采充 填技术
适用于开采地质 条件较好，产量 要求高的矿井工 作面。
迁村开采 吨煤增加成本50元左右，历史与文化问题
“三下”压煤 条带开采 采出率50%
传统充填开采 没有实现规模化推广应用
解决问题的 总体思路
技术措施
矸石直接充填置 换“三下”压煤
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实施目标
循环利用矿区废弃物 保护矿区土地与环境 回收“三下”压煤资源
（三）项目实施总体技术框架
矸石直接充填置换“三下”压煤总体技术框 架
回收率仅为40%左右， “三下”（村庄下、道 路下、水体下）压煤是 其重要根源。
新汶矿区“三下” 压煤高达2.67亿吨，占 可采储量的70%多。
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（二）解决相关问题的总体思路
存在问题 传统办法
实际效果
煤矸石的排放
露天排放 制砖等
占用土地、污染环境、爆炸 用量少、产品质量、环保等问题
物允许变 200610068527.3
形值范围 200610097687.0
内
200710022602.7
200410096583.9
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（一）指标的先进性
与其他“三下”开采方式的比
较
比较项目 采出率(%) 吨煤成本
综合效益
矸石充填开采
迁村开采 条带开采 (房柱开采)
85
比迁村开采吨 一吨矸石置换
（3）成功开发出了井下煤矸分选设备与系统，实现 了煤流矸石不出井而直接置换煤的目标。
旁证材料：受理发明专利：200710022602.7；论文：“旋转冲击 式井下煤矸分离可行性研究” 等2篇。
（4）将综采、普采、巷采矸石充填置换煤技术成功用 于安全、高效、高采出率回收“三下”压煤和各类煤柱。
旁证材料：受理发明专利：200610097593.3、200610097687.0； 论文：“建筑物下条带开采煤柱矸石置换开采的研究”。
矸石分选与输送
井下 地面
掘进矸石
井
下
煤流矸石
分 矸
系
统
老矸石山
投
料
系
固体废物
统
井 下 矸 石 仓
井 下 矸 石 运 输
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矸石充填置换煤综Biblioteka 矸石充填 普采矸石充填 巷采矸石充填
二、主要技术内容及创新点
（一）矸石充填开采岩层控制理论 （二）矸石充填开采技术开发及应用 （三）井下煤矸分离技术开发及应用 （四）主要技术创新点
巷采矸石充填地表下沉曲线对比图
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平均采深420m 采高4.5m 等价采高0.6m
（三）井下煤矸分离技术开发及应用
井下煤矸分离方法
输送 分级
小于50mm的煤与矸石
小于50mm的煤 旋转劈裂式破碎
大于50mm的矸石
煤用带式输送机 （ （ （ （ （ （ 矸石用带式输送机（ （ （ （ （ （
煤矸分选原理与工艺流程图
50mm煤矸分选系统设备布置示意图
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（四）主要技术创新点
1、核心技术创新点
（1）发明了矸石直接充填置换煤的方法、工艺、与装备， 包括：综采矸石充填、普采矸石充填和巷采矸石充填的技术与 工艺，以及矸石充填液压支架、充填运输机和高速动力抛矸机 等关键设备。
旁证材料：受理发明专利：200610068527.3，200410096583.9；授权实 用新型专利：ZL200520083542.6，ZL200420116205.8，ZL200720018798.8， ZL200720018924.X ， ZL200720003335.4 ， ZL200620086347.3 ； 论 文 ： “ 矸 石充填采煤工艺及配套设备研究” 等3篇。