安全生产先进适用技术与产品指导目录（全文）

钻孔倾斜：量程-90º-+90 º，误差0.1°-0.5º。

（6）自然伽玛：统计起伏<10% ；计数范围：本底-10000Cps。

（7 ）分析软件：生成GR 、砂泥比曲线；GR 与视频按照同

深度进行同步分析判别岩性；绘制钻孔岩性柱状图、孔斜定向剖

面图、孔斜平面图，生成钻孔地质剖面，并可以CAD 格式导出；

查看钻孔岩层结构（岩层软硬程度、岩石孔隙、裂隙发育情况、

出水点特征、顶板离层情况等）。

（8）重量尺寸：主机箱总重<12kg ，长宽高<0.3×0.3×0.3m ；

探头重量<2kg ，长度<0.9m ，直径<0.026m 。

4. 典型案例及成效

本产品具有国家防爆检测与煤安认证，目前已经山西晋煤集

团、山西焦煤汾西矿业集团、中煤华晋等多家矿业集团的数十家

煤矿应用，完成钻孔探测2000 多次，从查明岩层层位、涌水原因、

钻孔轨迹、孔内岩层结构等角度，结合综合地质分析，成功解决

了采空区、陷落柱、防治水、瓦斯抽放、顶板支护等多类安全与

技术问题，取得了显著的应用效果。其中，山西焦煤汾西矿业集

团等将本技术作为集团地质防治水钻探的检查检测手段。

5. 技术咨询联系方式

技术信息咨询单位：西安科技大学

联系人：马庆勋

电话：13379097232

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地址：陕西省西安市雁塔中路58 号

邮编：710054

E-mail ：554649952@qq.com

（十六）矿用本安型电磁波无线随钻测量技术

1. 适用范围及推广前景

本技术适用于煤矿井下瓦斯抽采、水害防治、地质勘探及地

面定向钻孔施工。

系统可与不同型号钻机配套使用，使现有型号钻机具有定向

钻进的功能。可满足国内煤矿井下瓦斯抽放孔和探放水孔等中等

距离钻孔（孔深不大于 500m）的需求。此外，该系统还可配套

井下伽马测井探管、井下电阻率测井探管等，实现煤矿井下多参

数无缆测井，为井下高效抽放和效果评价提供技术支持，具有良

好的推广前景。

2. 技术内容

（1）基本原理

通过研究煤矿井下电磁波在地层中的传播特性，采用电偶极

子原理在地层和钻柱上激发出低频电磁波的方法进行数据传输，

系统由孔口设备和孔中设备组成。孔中接收模块接收到孔口指令

后，启动测量模块进行姿态测量，所测数据由发送模块进行调制、

放大后，经天线耦合辐射到钻杆、地层中，孔口的接收模块在接

收到数据后交由处理显示模块进行处理、显示，实时调整钻进姿

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态，指导钻进。

（2 ）关键技术描述

关键技术一：采用基于噪声驱动的智能调制、解调技术，提

高了系统的抗干扰能力，延长了最大通信距离。

关键技术二：研制的大电压、小电流推挽放大电路模块，在

解决防爆问题的前提下使最大发射功率接近理论上限。

关键技术三：采用姿态、压力检测和综合决策等技术研制出

智能电源管理系统，该系统能识别钻进、停止钻进两个状态，根

据需要给孔中系统供电、断电，可最大限度延长工作时间。

关键技术四：设计了一种全新的复合结构，采用新型涂层材

料，制作了绝缘间距大、强度高的绝缘天线，地面试验与井下示

范表明绝缘天线的强度、间距满足实钻要求。

关键技术五：设计了钻杆丝扣的高强度防断裂密封式螺纹连

接，实现了钻杆螺纹的高强度及良好密封。

3. 主要技术指标

（1）方位角（绝对误差）：±1.2° （测量范围：0°-360°）。

（2 ）倾角（绝对误差）：±0.2° （测量范围：-90°-+90°）。

（3 ）工具面向角（绝对误差）：±1.2° （测量范围：0°-360°）。

（4 ）传输距离：>500m ，传输速率：50bps。

（5）钻孔轨迹参数实时测量及成图显示。

4. 典型案例及成效

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在内蒙古神华黄玉川煤矿216 上02 掘进工作面（石炭二叠

系）使用电磁波无线随钻测量系统进行打靶试验，成功从目标靶

点附近贯穿，孔深516m。截止2015 年 11 月，该系统已在山西

晋煤集团寺河矿等 3 个煤矿完成了井下工业性试验，累计进尺

16646m，单孔最深525m。钻进过程中系统信号传输稳定、工作

可靠，传输速率达50bps，单次测量时间25s ，充电一次可连续随

钻测量时间达到420 小时。

5. 技术咨询联系方式

技术信息咨询单位：中煤科工集团西安研究院有限公司

联系人：汪凯斌

电话：13572225791

地址：陕西省西安市高新区锦业一路82 号

邮编：710077

E-mail ：wangkaibin@cctegxian.com

二、非煤矿山安全

（十七）气密封特殊螺纹连接套管

1. 适用范围及推广前景

本产品适用于低压低渗和中高压气田大曲率水平井多段体

积压裂工艺开发，包括两种气密封螺纹连接套管：（1）低压用经

济型气密封螺纹连接套管：具有加工成本低、节约材料、检测方

便、无需特殊螺纹脂、上卸扣方便快速的优点；且与API 长圆螺

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纹有良好的互换性，适用于40MPa 以内低压气田。（2 ）金属/金

属气密封螺纹连接套管：具有易于对扣、加工、检测、清洗及预

防密封面损坏特点。

本产品解决了油田现场内螺纹台肩难于清洗和对扣过程中

密封面易损伤等问题，适用于55-100MPa 范围的中高压气田及多

段体积压裂大曲率水平井。

2. 技术内容

（1）基本原理

基于螺纹密封和结构完整性原理，以现场失效分析为依据，

通过分析现有气密封螺纹的不足并结合油气田工况确定螺纹性能

需求，开发了两种连接套管。在实物气密封试验数据的基础上，

结合密封表面实际加工粗糙度和涂层，形成了气密封结构设计判

据；通过确定过应力模型材料参数，分析了上扣转速与抗粘扣关

系；采用半循环混合硬化模型分析包络线三次循环载荷谱下气密

封性。采用国际标准ISO 13679 （2002 ）进行实物验证评价，并

在油田进行了小批量下井检验。

（2 ）关键技术描述

关键技术一：螺纹密封技术。通过增加螺纹中径过盈量、减

少齿底与齿顶间隙、调整API 锥度范围，内螺纹小端采用变锥技

术等，提高了连接和弯曲能力以及密封性。实现了弯曲狗腿度（≤

20°/30m ）、连接效率80%、复合载荷气密封效率80% （≤40MPa ）、

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高温≤135℃的气井密封。

关键技术二：金属对金属密封技术。采用直角扭矩台肩、上

扣定位的方法，降低了台肩处的应力集中且易于清洗；主密封（锥

面/球面）密封位置距台肩≥6mm，在循环载荷下，保证了密封接

触压力及长度；导向面（角度45°）和导向面间隙≥0.06mm，保

证上扣螺纹易对扣，并能排出多余螺纹脂。实现了弯曲狗腿度（≤

20°/30m ）、连接效率 100%、压缩效率60%、复合载荷气密封效

率95%、高温≤180℃的气井密封。

3. 主要技术指标

（1）低压用经济型气密封螺纹连接：满足弯曲狗腿度（≤

20°/30m ）、连接效率80%、复合载荷气密封效率80% （≤40MPa ）、

高温≤135℃的气井。

（2 ）金属对金属气密封螺纹连接：满足弯曲狗腿度（≤

20°/30m），连接效率 100%，压缩效率60%，复合载荷气密封效率

95%，高温≤180℃的气井，大曲率水平井和多段体积压裂工艺要求。

4. 典型案例及成效

该产品已在长庆油田苏南、苏东区块的非常规致密气开发井

（井深4500m 、气压60MPa、温度150℃）和大曲率长水平井（≤

20°/30m ）中运行3 年，累计下套管3500 吨，平均每小时入井30

根。在作业过程中未发生粘扣、套管变形等问题，经固井侯凝和

20 次体积压裂（90MPa）循环，未发生螺纹泄漏、脱扣和接箍开

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裂现象。

5. 技术咨询联系方式

技术信息咨询单位：中国石油集团石油管工程技术研究院石

油管国家重点实验室

联系人：王建东

电话：18681805379

地址：陕西省西安市锦业二路89 号

邮编：710077

E-mail ：wjd233@163.com

（十八）矿山边坡合成孔径雷达监测预警系统

1. 适用范围及推广前景

边坡合成孔径雷达监测预警系统（简称边坡雷达或S-SAR）

基于地基合成孔径雷达差分干涉测量技术，能够对地表微小形变

进行高精度测量。该系统能够对露天矿边坡、排土场边坡、尾矿

库坝坡、水电库岸和坝体边坡、山体滑坡、大型建筑物的形变、

沉降等实施大范围连续监测，可广泛用于重要工程安全保障、健

康评估和应急抢险，对各种坍塌灾害进行预警预报。和传统的全

站仪、GPS 等监测手段相比，具有全天时、全天候、大范围区域、

远程、高精度监测的技术优势，开创了全新的边坡位移形变监测

方式，具有十分广阔的推广应用前景。

2. 技术内容

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（1）基本原理

边坡雷达的基本原理是基于地基合成孔径雷达差分干涉测

量技术。通过地基合成孔径雷达技术，在距离向利用脉冲压缩实

现高分辨率，在方位向通过波束锐化实现高分辨率，从而获取观

测区域的二维高分辨率图像。通过差分干涉测量技术，把同一目

标区域、不同时间获取的二维高分辨率图像结合起来，利用各像

素点的相位差反演获得被测区域的高精度形变信息。再利用网络

远程控制系统实现全天候自动监测，当边坡变形量和变形速率达

到预警级别时，提前发出灾害预警。

（2 ）关键技术描述

关键技术一：高可靠自动化运行的高精度雷达系统技术。采

用双通道一次变频，减少中间环节的噪声影响；采用具有镜频抑

制能力的混频方案，减少前端滤波环节，降低噪声系数；采用高

稳定时基，优化本振设计，提高频谱纯度指标；使得雷达在实现

大带宽的同时，将雷达长期幅相误差控制到0.3dB 和1°以内，满

足了亚毫米级形变监测要求，突破了高稳定的宽频带雷达收发测

量这一技术难题。

相较于星载、机载雷达测绘应用，同时兼顾近、远距的边坡

监测需要是边坡监测雷达需要进一步解决特殊问题，提高隔离度

和接收灵敏度，提高相位的同步性和处理速度。

对运动控制系统、雷达系统及数据处理系统进行了高可靠集

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成，引入同步反馈控制机制，实现高精度运动系统和雷达系统的

同步集成控制；通过系统微型化、模块化设计，提高边坡雷达系

统的可靠性和易维修性；采用全封闭结构设计，增强了可靠性和

环境适应性。

关键技术二：边坡监测雷达全流程自动化数据处理技术。矿

山环境粉尘、气压、温度、水汽含量等因素是影响边坡监测精度

的重要因素，利用永久散射体技术，通过分析观测数据误差影响，

建立环境因素误差补偿技术，研究成像误差补偿和标定方法，开

发了适用于矿用雷达的形变信息提取方法，解决了大气、烟尘和

雨雾等外部环境影响系统测量精确的难题。

突破了高精度实时成像处理与高精度形变信息提取、高精度

标定和地形匹配等数据处理关键技术，研制成功了可自动化运行

的边坡监测雷达数据处理软件。

关键技术三：基于雷达监测的边坡位移分析及稳定性预警技

术。提出了一套基于雷达监测的边坡位移分析及预警方法流程。

首先确定预警值为搜索阈值，对每次监测数据进行数据搜索，确

定所有大于该阈值的数据点，对搜索到的数据点进行邻域搜索和

面积计算，当计算的连续邻域面积大于预设阈值时，系统向用户

进行报警。

3. 主要技术指标

（1）工作频率：17GHz。

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（2 ）工作带宽：500MHz。

（3 ）作用距离：0.3-5km。

（4 ）监测范围：60°×20°；

（5）监测精度：0.1mm；

（6）分辨率：0.3m×3m@1km。

（7 ）单帧测量周期：10min。

（8）轨道长度：2.8m 。

（9 ）防护等级：IP65 。

（10）最大功耗：500W。

（11）供电电源：220V/50Hz 。

（12）工作温度：-30℃-+50℃。

4. 典型案例及成效

目前，边坡雷达已在我国多处矿山企业成功开展边坡安全监

测应用：在北京首云铁矿露天坑采场东帮南部边坡的监测应用中，

提前三天成功预测到危险区域的滑坡趋势并进行预警；在福建紫

金山金铜矿排土场边坡监测应用中，通过分析排土区域滑移趋势

指导排土作业，保障企业的正常生产，取得了巨大的经济和社会

效益；在东川落雪铜矿的监测应用中，时刻监测滑移带的变化情

况，保障了企业及作业人员的生命财产安全。

此外，边坡雷达在滑坡灾害应急救援过程中也发挥了重要作

用。2015 年11 月13 日晚，浙江省丽水市莲都区雅溪镇里东村发

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生山体滑坡，造成重大人员伤亡和财产损失。边坡雷达抵达救援

现场后，连续监测滑坡体 152 个小时，采集了852 帧雷达监测图

像，获得了约1.6 亿个有效的测点数据，处理了14.6G 的海量信息，

完成了24 个滑坡监测分析报告，拉响预警警报3 次，成功预报一

万立方米滑坡险情 1 次，有效保障了救援工作的安全进行；2015

年12 月20 日11 时40 分，广东省深圳市光明新区凤凰社区恒泰

裕工业园发生受纳场渣土堆填体滑坡事故，造成重大人员伤亡和

财产损失，边坡雷达在参与此次应急救援过程中，连续监测 120

小时，获得形变图像600 帧，采集数据14G，提交监测报告17 份，

向指挥部提交了定量三级预警和加密监测方案建议并受到采纳，

有效防止了二次滑坡灾害，保障了残余边坡下方救援人员的安全。

5. 技术咨询联系方式

技术信息咨询单位：中国安全生产科学研究院

联系人：马海涛

电话：18811080270

地址：北京市朝阳区北苑路32 号院甲1 号楼安全大厦

邮编：100012

E-mail ：maht@chinasafety.ac.cn

三、危险化学品安全

（十九）压力容器全寿命风险控制的设计制造技术

1. 适用范围及推广前景

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本技术已在国内装备制造企业、石油化工、煤化工、冶金、

特殊化工等企业广泛应用，提升了我国承压设备设计制造技术水

平。近年来，随着我国千万吨炼油、百万吨乙烯、大型煤化工、

液化天然气集输、国家战略石油储备等国家重大工程建设项目的

大力推进，重要压力容器需求量不断扩大。该项技术可在电力、

核电、国防军工、深海探测等领域重大装备国产化、长周期安全

保障工作，承压设备绿色设计制造，工业化和信息化深度融合工

作中推广，应用前景广阔。

2. 技术内容

（1）基本原理

本技术是以全寿命风险识别、预测与控制为基准进行压力容

器的设计制造，即研究压力容器全寿命风险识别、评价技术以及

设计制造与动态服役风险的内在联系，提出了在设计制造早期预

测并采取措施控制压力容器服役风险的方法，建立了基于全寿命

风险控制的压力容器设计制造工程技术方法。

（2 ）关键技术描述

关键技术一：提出了以全寿命风险识别、预测与控制为基准

进行压力容器设计制造的理念，建立了基于全寿命风险控制的压

力容器设计制造工程技术方法，形成了压力容器设计专用工具软

件。并将该技术方法纳入了国家安全技术规范和技术标准中。

关键技术二：开发了 12 台（套）关键试验测试装置，解决

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了复杂环境动态服役条件下多种失效模式交互作用时，主导机制

判别、风险控制参量的表征与度量等关键技术难题，建立了风险

识别与失效模式、损伤机理数据库。

关键技术三：解决了风险生成与演化规律的模拟及仿真、设计

制造与全寿命服役风险演化内在联系等技术难题，构建了风险演化

与材料控制、结构优化、制造检验工艺优化等关联因素数据库。

3. 主要技术指标

修订国家安全技术规范1 项（TSG R0004-2009 《固定式压力

容器安全技术监察规程》），自主开发了12 台（套）关键试验测试

装置，制修订国家标准 10 项（GB150.1-GB150.4 《压力容器》、

GB/T 26610.1-5 《承压设备系统基于风险的检验实施导则》、

GB/T30579-2014 《承压设备损伤模式识别》）。

4. 典型案例及成效

长期以来，我国 2000m3 及以上的大型低温乙烯球罐一直依

赖进口。2007 年，由于当时国外厂商拒绝向我国提供大型低温乙

烯球罐用钢板，而国产钢板由于无成熟应用业绩，国产化难以实

现，天津石化百万吨乙烯等工程项目建设面临难以为继的 “卡脖

子”窘境。本技术成功实现了天津石化百万吨乙烯工程大型低温

乙烯球罐的国产化，保障了该项工程建设的顺利进行。与进口球

罐相比可节支约1/3，经济效益显著。

5. 技术咨询联系方式

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