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[成果] 1800240351 江苏
TQ53 应用技术 印刷、制药、日化生产专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:煤富含芳环,特别是缩合芳环,包括含杂原子的芳环,诸多含芳环的化合物是附加值很高的精细有机化学品,因此煤作为获取高附加值化学品的原料利用得天独厚。煤化工行业存在能耗高、产品附加值低的问题,迫切需要建立煤炭资源高附加值转化的技术。 该项目在国家“973计划”和国家自然科学基金重点项目等资助下,开发了中低阶煤温和定向催化转化制高附加值化学品的关键理论和技术。 主要科技创新有: (1)在国际上首次提出了分子煤化学的概念,并开发出基于质谱方法学的煤分子研究体系。采用配备不同离子源的质谱技术,辅助以红外、核磁和质谱碰撞诱导解离技术获取煤萃取/热溶物、煤催化转化产物中极性和分子量全分布的分子信息(相对单一分析方法,提供的分子信息量增加了10倍以上)。采用原位电离质谱方法首次实现了对原煤、煤萃余物和解聚残渣等固体样品表面有机分子的成分分析,实现了对煤中有机质的超高分辨质谱数据的统计分析。 (2)在国际上首次创立了中低阶煤有机质的逐级解离/解聚方法,为中低阶煤高附加值转化提供了科学依据。利用低温分级萃取,300℃逐级热溶,超强酸/碱催化的加氢裂解及常温常压下的氧化解聚等方法,中低阶煤中>80%有机质转化为可溶有机物。通过低温分级萃取破坏中低阶煤中不同类型的非共价键作用力,分离出了一系列主族化合物。对萃余煤进行逐级热溶破坏萃余煤有机质中的部分包合作用和断裂中低阶煤中某些较弱的含氧桥键(低碳烷醇),利用超强酸/碱催化的加氢裂解破坏含氧桥键和亚甲基桥键,通过氧化解聚破坏中低阶煤及其不溶物中难溶大分子结构,获取了诸多小分子脂肪酸和苯羧酸。 (3)开发了中低阶煤及所得液体产物定向加氢的新型催化材料和工艺,实现了煤转化产物定向加氢。合成一系列高活性可回收的载镍酸性和碱性催化剂,可有效避免杂原子对加氢活性位的中毒作用,在温和条件下同时破坏含氧桥键、脱除芳环外和芳环内的杂原子并使芳环加氢饱和。开发了中低阶煤转化产物定向加氢、缩合芳烃深度加氢、完全加氢等一系列新型催化剂,得到的加氢产物可作为高速战机的燃油和高级润滑油的基础油利用。 (4)开发了国内首套中低温煤焦油精细分离制备高附加值化学品工艺系统。开发了煤焦油双溶剂快速选择性分离工艺和设备等一系列高端技术。轻重成分分离效率>98%、是传统设备投资的1/10。实现低碳链烃与酚类化合物选择性地分离并获得类柴油轻质烃、高纯度酚类有机化学品,萃取混合溶剂回收率>98%。相关技术已与多家企业合作并成功建设了多条煤焦油及馏分的系列产品深加工的工艺和设备。 该项目开发的关键技术为建立拥有中国知识产权的中低阶煤高效利用的产业提供了理论基础和技术支撑。授权专利9件,其中中国发明专利8件,国际专利1件。发表SCI论文192篇,其中ESI高被引论文4篇,被SCI引用2290次,出版专著3部,承担国家级项目15项。魏贤勇教授连续4年入选能源领域中国高被引学者。
[成果] 1800290039 江苏
TD3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:为解决开采沉陷控制及地面建筑稳定性的问题,创新性地提出了“上下协同、抗放并举”的调控理念,将采煤扰动、地表沉陷、建筑破坏与保护作为整体,在理论模型、实验技术、模拟方法及现场应用等方面开展了系统地研究,发明了建筑物抗变形技术(抗)和自适应(放)变形技术,并基于上部建筑物的稳定需求,开发了井下巷道布置减沉控制技术。 发明了建筑物抗变形和自适应变形技术。建立了采动地基与框架结构建筑物协同作用力学模型、提出了采动区框架结构建筑物附加内力及附加变形的计算方法,突破了传统的定性分析模式,实现了采动地基-基础-框架结构协同作用的精确计算;开发了强支撑和刚性基础抗变形技术,将结构的抗变形能力提高逾80%;发明了自适应不均匀沉降支座,使基础适应沉降差的能力提高2倍、结构附加内力减小90%。 研发了采动区建筑结构抗变形物理实验模拟系统和数值分析方法,自主研发的实验系统实验精度及变形施加量较已有技术提高逾2倍,已完成各类实验300余组次;提出了采动地基-基础-建筑物协同作用的数值分析方法,揭示了采动变形与建筑结构相互作用机理,并成功得到了现场验证。 开发了井下巷道布置减沉控制技术,减小了地表不均匀沉降量50%~85%。建立了巷道顶板垮断结构及其引起地表不均匀沉降力学模型,开发了沿空掘巷围岩稳定控制及高性能充填材料沿空留巷技术,形成了沿空巷道减沉控制关键技术。
[成果] 1800240158 江苏
TM91 应用技术 电池制造 公布年份:2018
成果简介:(一)项目所属科学技术领域: 该项目属于能源与节能领域工信部、发改委等部委印发的《电池产业发展行动方案》指出:以2020年单体锂离子电池比能量为300Wh/kg、2025年突破500Wh/kg为发展目标。国家《十三五战略规划》中强调:“突破高安全性、长寿命、高能量密度锂离子电池技术瓶颈”。该项目在国家自然科学基金、省自然科学基金、省科技支撑计划等的支持下,分别从高效锂离子电池及电池组生产技术、高安全长寿命锂离子电池系统、新型锂离子电池热管理等方面研发了关键技术,提高安全性和延长寿命,为中国可持续发展战略提供技术保障。 (二)主要研究内容: 1、高效锂离子电池及电池组生产技术: (1)创新开发了高能量密度的镍钴铝(NCA)三元材料技术。采用NCA811制备3-6微米的镍钴铝酸锂前驱体粉料,制备出纳米镍钴铝锂正极材料。在10C倍率下1200次循环后容量保持率为95%;(2)单独研发储能锂离子电池及模组批量生产和规模化组装技术。优化了锂离子电池模块化组装技术,锂离子电池单体的能量密度达到280Wh/kg,PACK成组后能量密度达到165Wh/Kg。(3)创新先进锂离子电池分选和电池系统多级放电保护技术。实现了快速剔除自放电异常电芯,提高电池模组生产良品率。研发了先进的分选配组技术、实现电芯无分级配对,延长锂离子电池组循环寿命,经用户使用续航里程已超过300公里,率先达到国家相关部门提出的目标。 2、高安全、长寿命锂离子电池系统: (1)独创锂离子电池实时监测技术。通过先进的电池控制和管理系统,实现锂离子电池远程信息的传输、实时监视、诊断。(2)创新研发锂离子电池快速插拔在线更换技术。实现电池的在线更换,保证电池组的长效、安全运行。 3、新型锂离子电池热管理技术: (1)独创了板式微通道电池热管理技术。成功研制了新型板式微通道方形电池热管理和套筒式微通道圆柱形电池热管理技术,解决了锂离子电池在大功率充放电下的热失控问题。(2)研发被动式电池热管理技术。成功研制了相变材料和脉动热管理的被动式电池热管理系统,在控制电池工作温度的同时降低电池的工作负荷、减小电池热失控的几率。 (三)技术经济指标、应用推广及效益情况: 申请专利36项(其中发明专利21项),授权专利25项(其中发明专利16项)。出版了全球首部电池热安全领域专著,得到中国工程院院士陈立泉、罗绍基两院士的认可,并分别为专著作序。期间发表期刊论文40篇(其中SCI论文34篇)。项目经济与社会效益可观,新增就业岗位213个,产品用于新能源发电储能方面解决了中国最后无电区(西藏尼玛县)的用电问题;用于新能源汽车方面,促进了新能源汽车产业的发展。项目成果经中国轻工联合会鉴定:达到国际先进水平,填补国内空白;获扬州市科学技术奖一等奖。
[成果] 1800240070 江苏
TP2 应用技术 通用仪器仪表制造 公布年份:2018
成果简介:该项目属于电子信息及系统科学技术领域,应用于全冷链温度控制,项目成果密切结合国家《物流业发展中长期规划(2014-2020年)》、《国务院办公厅关于加快发展冷链物流保障食品安全促进消费升级的意见》等发展战略规划要求。在温度敏感食品和生物药品的物流运输中,现有冷链物流智能装备的缺乏,极大限制了第三方物流企业参与专业化冷链物流服务的能力,且已不能满足社会公众和部门监管的需求。该项目突破多类型冷链传感器的协同感知、移动互联、预警联动等关键核心技术,发明、研制并大量推广了面向智慧全冷链温控的关键装备和智能预警监管系统。研究内容来自于国家科技型中小企业创新基金、国家自然科学基金,并得到江苏省工业和信息产业转型升级专项引导资金的产业化资助。 项目成果已经在全球100多个国家和地区的食品、药品等行业的全冷链中得到广泛应用,累计服务用户8万多个,显著推动了中国现代物流产业的技术革新和科技进步,为中国第三方物流企业参与国际竞争提供了专业化冷链温控技术和装备保障。 1、项目技术创新: 创新1:提出兼容多种类终端的智慧全冷链开放云平台控制体系,构建了面向设备厂商、第三方物流公司、社会公众和政府监管全层次服务的冷链信息透明共享和监管新模式。 创新2:发明冷链温度智能感知和自组网控制方法,攻克信息采集中的多类型异构传感器的协同感知和自适应快速组网技术难题;发明冷链移动载体(车载、便携式)温控感知节点的音视频处理方法,自主研制全冷链系列化温控智能终端感知装备。 创新3:发明基于移动互联的冷链数据远程通信和控制方法,解决终端感知层海量低速传感数据聚合和云端数据实时交互难题;研制多协议智能综合接入和中继控制网关,建立了具备多种组网和传输能力的冷链感知终端和云端数据通信和实时反馈控制的安全高速通道。 创新4:发明冷链传感器故障诊断和预警联动控制方法,实现全冷链温控信息的可信采集保障和制冷机组的远程智能联动控制;研制了全冷链温控信息共享交互平台与智能预警监管系统,实现冷链检测数据、位置信息、音视频通信、制冷机组控制等多源异构条件下的信息交互共享和预警联动。 2、授权专利和知识产权情况:获发明专利授权11项,其中美国发明专利1项,实用新型专利授权6项,计算机软件著作权10项,11产品获得项江苏省高新技术产品认证,在IEEE Transaction等期刊发表学术论文8篇,作为省内唯一起草单位参与制定国家标准1项、商务部推荐标准1项。 3、技术经济指标和推广应用:根据项目技术查新结果和鉴定意见,该项目研发的全冷链温控关键装备与系统填补该领域国内空白,项目成果创新性强、技术成熟度高、应用前景广阔。2015年以来,项目成果整体应用两年以上,其中合作单位通过成果应用,累计新增产值2.26亿元;完成单位新增产值3.23亿元,包括出口创汇1303万美元,经济和社会效益显著。
[成果] 1800240446 江苏
TP1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:面向经济和社会发展中的复杂优化问题,充分利用优化问题及其求解过程中产生的知识,提出知识驱动的智能集成优化理论与方法,实现优化问题的精准稳定和高效求解,成为人工智能领域迫切需要解决的共性基础难题。围绕知识自进化及其驱动优化问题智能求解面临的3个关键科学问题,即多源数据知识提取、异质知识驱动以及群智知识融合,该项目在12项国家自然科学基金资助下,开展了相关基础理论和应用研究,成果如下: (1)提出问题特性感知的知识自进化理论。突破知识表达单一和静态瓶颈,充分利用多时间尺度和空间粒度多源数据,针对决策空间、目标空间和问题特征空间构成的增广空间,提出多时间尺度和空间粒度异域知识提取方法,形成“问题领域+决策者偏好+智能优化过程”异质知识,建立知识进化自主触发机制,设计知识进化策略,丰富了优化问题智能求解过程知识提取方法,填补了知识自进化理论空白。相关理论已应用于个性化产品设计、大规模柔性资源调度,以及软件路径可达检测等问题。 (2)建立异质知识驱动的集成进化搜索模型。剖析知识对提高优化问题智能求解性能的关键作用,深度揭示异质知识与智能求解行为的内在联系,构建知识可信度的多元综合评价体系,给出智能求解过程时空特性引导的知识利用时机,建立知识驱动的多策略集成进化搜索模型,提出基于性能需求的进化策略自选择方法,提高了优化问题智能求解效率,拓展了知识利用途径和应用领域。相关方法已应用于变异测试数据生成、救援机器人路径规划,以及混合无线传感器网络布局等问题。 (3)给出基于知识自融合的多群智能搜索架构。全面揭示知识迁移影响多群智能搜索综合性能的机理,设计基于知识融合的多群智能搜索架构,建立优化性能触发的多群知识自主迁移机制,提出基于博弈理论的多源知识冲突快速消解方法,给出多群协同知识共享策略,创立知识与多群智能搜索融合新模式,提升了多群智能搜索协同解决复杂优化问题的能力。相关方法已应用于超多进程并行软件测试、大规模车间流水线调度,以及个性化配色设计等问题。 该项目在IEEE Transactions on Evolutionary Computation等顶级IEEE汇刊、Pattern Recognition等主流SCI检索期刊上发表学术论文66篇,在Web of Science数据库中他引1229次。8篇代表性论文中,有3篇入选ESI前1%高被引论文;在Web of Science数据库中他引351次,单篇最高他引93次;在Google Scholar数据库中他引605次,单篇最高他引152次。论文得到李培根、姚新、Suganthan、Ishibuchi等院士、IEEE Fellow、IFAC Fellow及国际著名学者的正面引用和高度评价。项目执行期间,6人入选省部级人才工程。项目成果已成功应用于众多先进制造和自动控制领域的实际复杂优化问题,获授权发明专利10项,具有显著的推广应用价值。
[成果] 1800130214 北京
TD2 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2018
成果简介:该成果属于矿山工程技术领域。随着中国矿产资源的开采不断向深部迈进,开采1500m级埋深的矿床正成为中国资源开发的新常态。为满足规模化提升和矿井通风的需要,大直径超深井筒的需求日益增加。但传统的千米级施工装备与技术已无法适用1500m级10m以上大直径竖井的安全高效施工。对于此类竖井的施工国内尚属空白,国外无成套装备与技术可引进,必须自主研发与创新。在此背景下,为解决大直径1500m级超深竖井安全高效施工的成套装备与工艺技术难题,在国家863计划和北京市科技计划项目的支持下,项目进行了系统攻关,取得了如下重大创新成果: 1、针对大直径超深竖井施工装备布置复杂、提升悬吊载荷大导致的现有凿井井架能力不足这一难题,建立了基于断绳荷载控制的凿井井架设计理论,创新了井架支撑体系结构,研发出可用于净直径大于10m、深度1500m以上的新型凿井井架,经第三方机构检测,井架承受荷载能力达到600t以上,较原Ⅴ型凿井井架荷载能力提升40%以上。 2、研发了国内首台全液压六臂伞钻。通过液压连动平动机构、液压泵站一体化设计以及液压缸-钢丝绳行程倍增推进系统创新,实现全液压动力快速凿岩,能耗较传统气动伞钻降低60%以上,凿岩效率提高2倍以上。 3、研发了大直径1500m超深竖井的机械化配套方案与施工工艺。攻克了提升、悬吊、凿岩、装岩、砌壁等装备配套技术,首次实现10m净直径井筒5m深孔爆破炮孔利用率超过90%,在1000-1500m深度月进尺超过80m。 4、建立了大直径超深竖井施工安全保障技术体系。研发了稳车同步集散控制、吊盘自动平衡、钢丝绳张力实时监测与吊桶摆幅监测系统,解决提升悬吊安全保障难题;研发的井壁释能支护技术解决了井筒深部井壁安全问题;研发了竖井综合超前地质预报与多种注浆材料复合动态调控注浆技术解决了竖井水害难题。 5、针对冶金矿山竖井马头门多、施工速度慢这一瓶颈难题,创新开发了模块化马头门整体模板支护技术,实现大断面马头门快速安全施工,施工人员和工期较传统技术均减少50%以上。 项目授权6项发明专利,14项实用新型专利,发表学术论文23篇,制定行业标准2项。成果在本溪思山岭铁矿副井(净直径10m、井深1503.9m)等10座竖井工程应用,新增收入2.4亿元。 项目在矿井建设领域取得重大突破,填补了中国在大直径超深竖井施工领域的空白,形成了具有自主知识产权的核心技术与成套装备。项目实现了凿井装备与技术的全面升级,建立了标准体系,为中国深部矿产资源的开发创造了条件。
[成果] 1800180280 上海
TP3 应用技术 计算机系统服务 公布年份:2018
成果简介:该项目属信息技术领域。 信息技术与经济社会的交汇融合引发了数据的迅猛增长,在“十三五”规划中,大数据已上升为国家战略,它正对各个行业产生重大影响。该项目针对企业在智能化和信息化过程中,涉及的大数据管理、计算与服务等方面的棘手问题,重点依托国家863计划、国家科技支撑计划等项目,以先进的知识图谱和深度学习理论方法体系为驱动,通过产学研协同攻关和集成示范应用,形成了涵盖大数据规范组织与知识管理、敏捷近似计算、精准信息推荐以及深层主题发现与趋势预测等在内具有自主知识产权的创新性成果,突破了企业大数据从来源、管理到应用全生命周期所面临的技术瓶颈。具体来说,项目主要创新成果如下: 1、大数据多模态个性化信息推荐:针对现有推荐系统存在的冷启动、泛化能力差和个性化不足等难题,首次揭示了文本和图片联合空间下大规模物品的分布式表征机理,进而发明了融合attention机制和深层神经网络的多模态信息推荐模型,并最终研发了基于深度强化学习的推荐过程建模技术来最大化推荐的全局收益。 2、大数据近似计算与敏捷分析:突破了用户使用SQL/HiveQL困难的技术瓶颈,实现基于自然语言接口的交互式查询分析方法,在此基础上,首次发明了计算精度与时间代价平衡的大数据聚集分析和多目标查询技术。 3、大数据组织、存储与知识管理:针对企业非结构化大数据存储效率低下难题,提出了压缩3-NSB树的极小路径存储方法来显著降低空间开销,同时,集成研发了4种知识图谱优化技术来解决其构建过程中存在的可信度和质量问题,并首次发明了基于知识图谱的词嵌入深度学习方法来大幅度提高词语分布式表征的语义准确度。 4、大数据深层主题发现与趋势预测:独创一种面向不同应用的深度信息识别框架,攻克了不同应用下大数据信息识别模型不统一的难题,同时,首次发明了基于知识图谱的深层主题检测技术来解决现有方法在捕获数据语义信息和自动确定主题数量等方面存在的缺陷,在此基础上,实现了融合知识图谱和模糊隐马尔可夫模型的主题演化趋势精准预测方法。 项目已获授权发明专利27项,受理发明专利21项,获软件著作权55项,编制国家/地方技术标准规范12部,发表学术论文132篇,SCI/EI检索117篇,Google Scholar总他引1200余次,4篇论文先后获得国际会议优秀论文奖,作国际会议特邀报告9次,出版专著3部,成果得到世界30余个国家和地区学者的引用和正面评价。 经教育部和国家档案局科技成果鉴定认为项目成果总体达到国际先进,部分居国际领先水平。 项目成果在上海、北京、广东、江苏等全国近30个省、市自治区的国有大中型企业、机关事业单位以及中小型企业的4000余项工程项目中得到成功应用。近三年,项目直接新增产值8.7亿元,并创造间接经济效益5.9亿元及良好的社会效益。同时,项目成果在国家大数据和人工智能战略背景下,具有广阔的应用前景。
[成果] 1700530014 安徽
TD8 应用技术 铁矿采选 公布年份:2017
成果简介:该项目属于矿山科学技术学科井巷工程与采矿工程交叉领域。该项目以马钢(集团)控股有限公司姑山矿业公司和睦山铁矿无底柱分段崩落采矿法与进路充填采矿法为工程背景,针对和睦山铁矿极软弱矿体中采矿进路围岩控制技术难题,综合采用围岩体物理力学试验、理论分析、数值模拟及工业性试验相结合的方法,对开拓与采矿进路围岩时效性稳定控制问题进行了系统研究,研究成果较好地解决了极软弱矿体中采矿进路围岩稳定控制和支护技术难题。该项目开展的主要研究内容如下:建立了-187.5m、-200m、-212.5m、-235m等多水平的大型三维数值计算模型,揭示了采矿进路开挖与回采过程及回采顺序时围岩变形场、应力场的时空演化规律,确定了合理的采矿结构参数,矿体从中间到两端的开采方式,以及采用隔三采一跳采的回采顺序,确保了采场安全,提高了矿石回收率。基于围岩物理与力学性质和松动圈测试,建立了和睦山铁矿巷道围岩稳定综合分类及围岩力学参数取值建议表,确定了上向水平进路充填采矿法采矿进路的合理断面尺寸;揭示了不同支护形式对采矿进路围岩位移及塑性区的影响规律,建立了和睦山铁矿极软弱矿体中采矿进路时效性控制成套技术。针对采矿进路与开拓巷道围岩变形破坏特点,提出了以初次锚网喷和二次预应力让压锚杆为核心的让压支护体系及深浅孔与高低压耦合注浆技术,解决了软岩采矿进路在矿体回采期间的基本稳定与开拓巷道围岩长期稳定控制难题。该项目研究提出的关键技术方案和参数经工业性试验证明效果良好,在和睦山铁矿巷道工程支护与采矿过程中得到了较好地推广应用,取得了显著的社会与经济效益,具有较好的推广应用前景。开展《极软弱矿体中采矿进路基于时效性稳定机理与控制技术》项目研究,显著提高了极软弱矿体中采矿进路的施工安全性和长期稳定性,降低了巷道施工中的安全事故发生的可能性,减轻了工人的劳动强度,同时提高了施工速度。该项目研究取得的成果,对和睦山铁矿乃至全国金属矿山同类井巷工程建设都会起到很好的辐射效应,可带动井巷支护技术的进一步发展和提高,对于中国金属矿山越来越突出的极复杂工程条件下的井巷支护难题的解决具有重大的意义,由此可产生更大更深远的社会效益,具有较好的推广应用前景。
[成果] 1700560024 山东
TD7 应用技术 环保、社会公共安全及其他专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于矿山安全、采矿环境工程等学科交叉领域。 尘肺病是中国煤矿矿工生命安全的最大威胁,且近年来呈持续增高、逐年上升趋势,截至2014年底,全国尘肺病累计77.71万例,其中煤工尘肺患者占50%以上;2014年新增尘肺病例26873例,其中煤工尘肺患者占51.5%,平均每年死亡约1900人,是全国煤矿安全事故死亡人数的3-5倍。综掘面是煤矿井下主要产尘区,未使用防尘措施时,综掘面的原始粉尘浓度可高达2500~3000mg/m3。为此,该项目从综掘面高浓度粉尘严重污染作业环境、危害矿工身心健康的实际问题出发,通过与相关矿井技术合作、国家自然基金资助支持等方式,联合、持续攻关,解决了综掘面粉尘防治的难题,形成了成套技术与装备。主要科技成果如下: (1)理论创新。运用现代测试分析技术对不同变质程度煤种煤尘孔隙结构、堆垛结构及分子结构与其润湿接触角之间的关系进行了系统测定分析,得到了煤尘微观理化结构影响其润湿性规律,揭示了煤尘微观润湿机理,实现了煤尘润湿性理论的新突破。首次采用计算流体力学(CFD)与离散单元法(DEM)相结合的方法,对不同断面面积煤巷、岩巷综掘工作面及高瓦斯煤矿综掘工作面,传统长压短抽式控尘系统以及应用附壁风筒后多因素影响条件下不同粒径粉尘颗粒细观扩散、沉降规律进行了数值模拟分析,得到了适用于不同类型综掘工作面的最佳通风控尘方式及技术参数。 (2)实验研究。在国内首次构建了基于激光多普勒测粒技术(PDI)的风流-雾滴-粉尘三相耦合高精度实验平台,对不同种类单水、风水喷嘴在不同实验参数下的粒度、速度分布情况及尘雾耦合规律进行了系统测定,掌握了喷雾参数对雾滴粒度-速度的影响规律,阐述了细观喷雾降尘机制。研发了系列新型高效雾化喷嘴,并确定了喷嘴最优雾化参数,喷雾降尘效率提高30%以上。根据煤尘微观润湿机理,通过对壳聚糖(CTS)进行分子改性,研制了系列新型、绿色、高效抑尘剂。 (3)控除尘技术与装备。提出了综掘面“风幕控尘、封闭抽尘、湿式降尘、化学抑尘”的防尘理念,形成了由封闭式风幕控尘技术、湿式抽尘净化技术及多级喷雾降尘技术构成的综掘工作面气载粉尘抑制关键技术,并构建了由新型高分子材料轻质附壁风筒、高效湿式除尘风机、综掘机外喷雾多级雾化系统、喷雾抑尘剂及其集中定量添加系统构成的综掘工作面气载粉尘抑制成套装备。 (4)工程实践。项目研究成果自2006年以来,已应用于枣矿集团、新汶矿业集团、霍州煤电、华电山西能源有限公司等三十多个矿井,近三年申报书所列应用单位共新增产值31466万元,新增利税18644万元,经济效益显著。 项目成果保障了矿工的身心健康,符合国家职业病防治“十三五”规划(2016-2020年)的相关要求,该项目在雾化降尘方面的研究成果被国家煤炭行业规程所采纳,对推动全国煤炭行业尘肺病预防具有积极的典范作用,社会效益巨大。此外,依托该课题授权20项发明专利,在Process Safety and Environmental Protection、Journal of Analytical Methods in Chemistry、煤炭学报、中国矿业大学学报等国内外期刊上公开发表高水平论文76篇(其中SCI、EI收录43篇)。
[成果] 1700510515 河南
TD2 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:中国煤矿岩巷掘进普遍采取钻爆施工方法,主要生产环节包括打眼、放炮、扒装、支护、运输等。根据统计资料表明,钻爆扒装工序所占时间占掘进总时间的30%以上,掘进工作面岩石的排矸时间长成为制约掘进速度的技术瓶颈。河南龙宇能源股份有限公司陈四楼煤矿由于矿井延伸需要,需进行北翼-640m皮带暗斜井和北翼-640m轨道暗斜井掘进,为提高破岩效率和排矸效率,加快掘进速度,减少施工成本,与中国矿业大学合作开展双岩巷共用排矸系统联合布置及高效施工技术研究,通过改进爆破工艺和巷道布置方式,设计“两平行巷道+联络巷道+共用排矸皮带+排矸装置+矸石仓+矿车”掘进机械化作业线,显著提高了破岩效率和排矸效率,为相同地质条件下岩巷工作面快速掘进提供依据。1.主要技术内容:1)针对巷道岩石硬度大导致难以机械化开拓的问题,提出中深孔光面爆破技术,采用准直眼掏槽眼中间增加1-2列辅助掏槽眼,提出新型空气柱单封法周边眼、两封法掏槽眼装药结构,增加一次爆破岩石量,减少钻眼工序时间,提高破岩效率。2)针对单巷道作业工序多、人员多、投入大的问题,提出双巷道共用排矸系统布置工艺,采用“两平行巷道+共享巷道+共用排矸皮带+抛矸装置+矸石仓+矿车”的配置方法,提高了巷道掘进速度和劳动工效,为类似条件的巷道开拓提供了一种新方法。3)针对矿车装载物料的间断性,在分析矸石仓出料速度的基础上,进行矿车快速运矸系统的设计及稳定性分析,根据矿车控制要求和控制流程,研究传感器组合测量信号的方法、布置方案,构建矿车快速运矸系统,提高运矸效率。2.专利授权情况:该项目已授权发明专利2项,授权实用新型专利8项。3.技术经济指标:采用中深孔光面爆破技术和新型空气柱单封法周边眼、两封法掏槽眼装药结构后,显著提升光面爆破和抛岩效果,光面爆破眼痕率达到85%以上,单循环进尺达到2.4米;双巷道共用排矸系统的应用,大幅提高了排矸、运矸效率,突破了排矸时间长制约快速掘进的技术瓶颈,单进水平达到90米-110米/月,较传统生产工艺提高30%以上,同时单个工作面减少施工人员7人,大大减轻了工人的劳动强度,提高了工效。4.应用推广及效益情况:双岩巷共用排矸系统联合布置及高效施工技术的应用,真正实现了双巷道耙矸、装矸、运矸一体化,有力地保证了采区开拓进度和矿井的正常采掘接替。2014年以来,河南龙宇能源股份有限公司先后在陈四楼煤矿六采区、九采区、二十采区推广应用,直接经济效益达5000多万元;安阳鑫龙煤业(集团)有限公司推广应用后,产生经济效益4000多万元。河南龙宇能源股份有限公司还与中国矿业大学采取校企联合推广模式,在江苏中机矿山设备有限公司进行了产业化推广,至今共生产销售智能化排矸系统20余套,产生效益1000多万元。
[成果] 1700470117 北京
TD7 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:该项目属于煤矿安全技术领域。针对煤矿井下动目标定位技术落后、在用设备故障诊断能力低、矿用产品安标信息管理技术不足等问题,项目开展了煤矿智能管控技术研究,研制了基于物联网的集动目标精确定位、设备健康监测、安标智能管控于一体的煤矿智能安全管控系统,实现了矿井人、机、物的智能管控和信息互联互通,为矿山安全有效运行、防范生产安全事故提供了有效的安全保障。 其创新点有: 矿井动目标实时精确定位技术:在国际上首次建立了基于矿山物联网架构的矿井动目标精确定位方法,开发出多款定位误差稳定小于3m的矿井定位系统,解决了矿井定位系统精度低、稳定性差、适应性能力弱的难题。 机电设备健康监测及预警技术:首次采用多诊断技术融合策略和抗电磁干扰技术,突破了传统故障诊断技术或采用单一故障诊断模式的局限性,提高了诊断可靠性和准确度。 安标信息智能管控技术:首次制定矿用产品信息编码标准,建立了矿用产品安标信息智能管控平台。采用RFID技术实现了标签与智能终端之间非接触条件下的多目标识别,并发识别数量≥10个,响应时间5ms,读写距离≥3m,漏读率为0。 异构网络统一接入支撑技术:采用功控、跳频等手段,解决相近频率无线网络交互覆盖、同频干扰问题,构建了以IP网络为基础,兼容ZigBee、RS485、CAN等各类子系统接入的井下综合通信网络,实现了多协议转换网关、多种异构网络无缝互联互通,其在线管理设备节点≥2048个,设备故障报告延迟≤150ms。 智能安全管控云平台技术:采用B/S架构支持多个监管部门多业务远程监管,实现了煤矿重点设备的“一张图”联网管理。 该成果性能指标处于国际先进水平。成果已在煤炭科学技术研究院有限公司大兴采育基地建立生产线,实现年生产能力100套。 该成果获授权发明专利9项,受理发明专利13项,授权实用新型专利3项,软件著作权3项,专著4部,论文39篇,EI检索10篇,成果已在内蒙、山西、宁夏、江西等省市煤矿投入应用,直接经济效益达2057.58万元。该成果已在王坡煤矿进行了现场应用示范,仅减少检修和延长设备使用寿命两方面,就为其增加效益3868.26万元。 通过课题研究,将形成以煤矿物联网、通信、定位、监控系统为主轴的产业链,促进首都电子信息、煤炭领域安全监控及通信产业的发展,对提高产业结构优化升级和行业技术跨越式进步具有积极的促进作用。
[成果] 1700560141 山东
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2017
成果简介:该项目属于矿山特殊开采技术研发与应用技术领域。 该项目针对目前煤矿开采带来的环境及生态问题,重点从膏体充填综采回收煤炭资源的理论研究、新型膏体充填材料的研发、膏体充填材料的安全输送、膏体充填液压支架与采煤方法等方面着手创新研发相关核心技术和关键设备,形成了煤矿绿色环保膏体充填开采成套技术体系。其主要创新技术内容包括: (1)基于弹塑性理论和矿压理论,构建了条带煤柱资源二次回收的力学模型,探究了遗留资源膏体充填的开采性,揭示了二次回收时覆岩结构的滑落失稳类型,确定了不同煤柱宽度膏体充填开采时所需的充填体强度;通过物理和数值模拟分析了膏体充填二次采动时覆岩移动变形特征和动态演化特征及其效应,揭示了覆岩“活化”机理,给出了活化系数。 (2)研发充填物料破碎系统和新型膏体充填外加剂-贝福剂,开发了采用双级无底筛破碎物料的加工工艺系统,确保物料中含有适量小于0.08mm的细颗粒,具有滚珠效应、改善流动性、微集料的功能;同具有早强、速凝廉价特征的贝福剂掺和使用,替代了充填材料中的粉煤灰,使充填材料费由115元/t降到了65元/t,同时提高了充填体稳定性和强度。 (3)研发了小倍线膏体物料安全管输控制技术与装备。为了解决矿井充填倍线过小(小于1)的问题,通过增加管路长度和改变管径等方法,解决充填倍线过小容易引起的堵管、破管等问题,保证了膏体充填系统的稳定性。 (4)研发了膏体充填液压支架。研制了ZC5600/20/38GT型膏体充填液压支架,该支架主要创新点是把尾梁和隔离板结合一起,具有充填防漏功能,配以辅助措施,解决充填区的隔离效率低问题,同时起到管理顶板、隔离围岩、保护充填空间的作用。 达到的技术经济指标;(1)膏体充填单面生产能力45万t/a;(2)研发的膏体充填液压支架最大采高3.8m,满足充填面采煤与安全隔离的需要;(3)吨煤增加成本约65元/t;(4)充填前顶板下沉量控制为85mm左右,采空区充实率平均达到95.3%;(5)地表最大下沉值为160 mm,地表下沉系数为0.07,受护对象损坏等级可控制在I级范围内。 项目开发成功,解决了集团公司岱庄、许厂煤矿“三下”压煤和永久煤柱开采的技术难题,截止2017年5月底,淄矿集团岱庄、许厂已完成充填治理采空区338万m3,回收煤炭资源460万t,消耗矸石390万t,经济和社会效益十分显著。 该项目成果具有通用性与可移植性,已在山东能源淄矿集团、峰峰集团、焦煤集团,鹤煤集团、沈阳焦煤股份有限公司、乌海市天裕工贸有限公司等矿井进行了应用。该技术的开发成功和推广应用,对提高煤炭采出率、推动“三下”压煤安全开采和保护生态环境具有重要意义,对促进中国煤炭绿色开采技术进步、社会和谐及环境建设具有重要的推动作用,社会、环境效益巨大。 项目已获得国家发明专利9件,授权5项,实用新型专利27项,软件著作权1件,制定地方标准1项,制定能源行业标准2项,发表论文12篇,SCI或EI检索3篇,出版专著1部。
[成果] 1700560124 山东
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2017
成果简介:煤炭是中国的主体能源,在一次能源结构中占比70%左右,全国煤炭产量接近40亿吨。随着煤炭资源的巨量开采,煤炭工业发展面临两个严峻挑战;一是“三下”压煤(铁路、水体、建筑物下)带来的煤炭资源废弃,全国现有生产矿井面临的“三下”压煤就达数百亿吨;二是普遍采用垮落法采煤引起的覆岩破坏和地表沉陷,导致水资源、大批农田或生态环境遭受永久性破坏。充填开采是解决上述问题的有效途径,但长期以来煤矿充填开采过程中普遍存在“充填材料用量大,充填效率低,采煤成本高”的缺点。该项目提出了基于浆体膨胀复合材料的多墩柱同步充填开采解决方案,对充填原材料、充填料浆、料浆制备工艺与装备及其在充填采煤中的应用进行了系统研究,以实现煤炭资源的“绿色开采、科学置换”。主要创新点如下: 1、发明了高强度浆体膨胀复合材料。确定了粉煤灰、石膏、生石灰等主要原料的最佳配比,建立了制备浆体膨胀复合材料的性能指标体系,评价了充填体的稳定性能、弹性模量和环境影响,揭示了充填体的体积膨胀和强度增长规律,通过材料膨胀主动接顶实现了对覆岩层(板)的主动支撑。 2、研发了充填料浆自助化高效制备技术与装备。研制了微细粉料的弥漫式混合装置和涡旋流场混合装置,依靠卸料风力、自身重力等非专供能量完成原料混合和料浆制备,提出了浓度自适应控制工艺流程;研发的装备在无需额外动力条件下,实现了充填料浆制备与输送的连续化、自助化和高效化。 3、研发了控制关键层稳定的板柱结构力学模型和岩层控制关键技术参数设计方法。揭示了充填墩柱和覆岩层(板)的耦合承载机理,提出了墩柱单体结构和群体空间布局优化方法,采空区空间充填量降低三分之二。 4、研发了多墩柱同步充填工艺与装置,实现了不同地点墩柱充填作业同时开始、同时充满、同时结束,降低了充填作业对采煤作业的滞后影响,提高了采煤效率。 该项目从2011年起在淄博王煤矿业有限公司进行工业应用试验,已安全采出“三下”压煤98万吨,获得经济效益6.1亿元;从2011年起在辽宁阜新矿业集团有限责任公司、山西晋城无烟煤矿业集团有限公司等15家企业开始应用,累计安全采出“三下”压煤1360多万吨,创造产值68亿元、利税近9亿元。 该项目列入2012年度山东省自主创新成果转化重大专项项目,入围国土资源部《矿产资源节约与综合利用先进适用技术推广目录和汇编》(第二批),并为王庄煤矿取得近2亿吨原来禁采资源的采矿权(列入淄博市2015年科学发展重大项目)。 该项目在2014年组织了由院士和行业专家参加的3个技术成果鉴定,成果均达到国际先进或国际领先水平。项目共取得发明专利15项,实用新型专利14项,软件著作权3项,出版专著3部,发表论文30余篇。 该项目为充填开采提供了经济有效的资源置换体制备与布局设计方法,具有材料用量少、充填成本低、开采效率高三大突出优势,使资源开采从单纯的资源索取到科学置换,最大限度地采出煤炭资源,减少或避免开采沉陷,保护生态环境,实现煤炭资源开采与生态环境保护一体化。
[成果] 1800120215 江苏
TD8 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2017
成果简介:该项研究基于地面与井下不同来源的矸石等固体废弃物分散式特征,设计开发了固体充填物料地面运输系统、大垂深直接投料输送系统、井下矸石不升井系统;开发了井下煤矸高效分离系统,实现了煤流矸石井下分离;通过优化组合传统综采和固体充填采煤双系统建立了综采工作面固体充填与采煤生产工艺系统;形成了煤矿“综采+煤矸分离+密实充填”多系统集成格局,从而创建了煤矿“采煤-分选-充填-采煤”闭合循环的一体化采煤新技术模式;研究揭示了固体充填采煤覆岩和地表移动规律,建立了固体密实充填采煤采场矿压和岩层控制结构力学模型,提出了基于固体充填采煤地表沉陷预计模型和参数选取方法,建立了建筑物、水体下充填采煤沉陷控制优化设计流程。主要创新点:(1)将井下采煤、井下煤矸分选、井下固体充填有机集成一体。设计了井下动筛跳汰煤矸分离系统,改进了关键装备。(3)研发了能与综合机械化采煤相匹配、采用机械化方式直接将矸石等固体废弃物密实充填采空区的综合机械化固体充填采煤技术。(4)揭示了固体充填采煤岩层移动规律。
[成果] 1700510166 河南
TD7 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:1.主要技术内容:中国高瓦斯突出矿井占48%,且煤层具有变质程度高、渗透率低、压力小和含气饱和度低等特点,特别是平顶山矿区煤层透气性极低、煤质松软,煤层瓦斯抽采钻孔极易垮塌、闭孔,导致瓦斯抽采效率低和浓度低,瓦斯治理中存在抽采孔钻不深、留不住、增不透、封不严,瓦斯负压抽采管网易堵塞、联不通的问题,该项目以平顶山矿区己15、戊8-9煤层为研究对象,以“松软低透气性煤层瓦斯抽采增效理论与关键技术体系研究”为主线,构建了松软低渗煤层气固耦合损伤本构理论、揭示了煤层增透与瓦斯流动机理、攻克了钻-护-封一体化技术的关键技术、完成了成套装备及工程示范,在原基础上,单孔瓦斯抽采纯量平均提高到2倍以上,瓦斯抽采效果显著。2.专利及论文情况:该项目共获得7项国家发明专利、2项实用新型专利,发表SCI、中文核心论文30篇。3.技术经济指标:(1)定义了考虑瓦斯效应的气固耦合损伤变量,建立了松软低透含瓦斯煤体耦合损伤本构模型,推导了裂隙煤体的扩散-渗流耦合方程,得到了工作面及抽采孔周围煤岩体裂隙网络和增透率的时空演化图谱。(2)研究了松软煤层钻孔蠕变失稳、垮塌的力学机制,研发了钻护一体化技术,开发了具有完全知识产权的关键技术装备,解决了松软煤层瓦斯抽采钻孔钻进难、留不住的难题。(3)研究了瓦斯抽采浓度快速衰减的根本原因,科学定量地优化设计瓦斯抽采钻孔布置及封孔参数,开发了松软煤层钻孔同步封堵技术与装备。(4)研究了松软低透煤层气动抽压交替疲劳增透新技术,研发了气动疲劳增透装备和井下抽压交替抽采系统,探索了压气强度、抽压交替频率对煤层透气性和增透范围的影响规律,解决了水力致裂等常规技术在松软煤层中不适应性难题。4.应用推广及效益情况:该项目通过对“松软低透气性煤层瓦斯抽采增效理论与关键技术体系研究”进行研究及应用,在瓦斯治理工程领域做出了重大技术创新,形成了国内首创的具有完全自主知识产权的松软低渗煤层气动疲劳增透的理论、技术与装备,攻克了松软低透气性煤层钻不深、护不住、封不严、增不透等关键技术难题。成果在平顶山天安煤业股份有限公司八矿、十矿、河南平宝煤业有限公司进行了推广应用,累计经济效益22893.21万元,项目为单一松软低透气性煤层瓦斯高效治理提供了理论和技术指导,具有良好的推广前景。
[成果] 1800010167 江苏
TM7 应用技术 电力供应 公布年份:2017
成果简介:该项目提出配电网智能感知新模式,研制出具有自主知识产权的面向智能配电网的关键设备,提升了配电网安全态势感知等级及水平。 项目研究成果已在徐州润泽电气有限公司成功转化并已形成产品,产品近年来在江苏省电力公司徐州供电公司、大屯能源股份有限公司江苏分公司、山西潞安矿业集团有限责任公司、邯郸矿业集团等工程合作项目中应用推广,取得了良好的经济效益和社会效益,大幅提升了该省煤矿及城市配电网的安全可靠性,为智能配电网的升级改造提供重要的技术支持。研发装备经国家煤安标志办公室认可,部分产品经江苏省科学技术厅鉴定为高新技术产品,依托的多个科技项目通过江苏省科技厅等组织的专家验收。该项目属于智能配用电技术领域,涉及电力系统及其自动化、电力电子技术等学科。相关研究内容来自国家自然科学基金、江苏省苏北科技发展计划和中国博士后科学基金。 1、项目技术创新内容:1)创建了以配电网电缆绝缘状态评估、复杂配电网下单相接地故障选线及单端行波时频复合分析的故障定位技术为核心的配电网智能感知新模式,提升了配电网安全态势感知等级及水平。2)利用中性点柔性接地及智能补偿关键技术,提出三相五柱式双二次绕组的结构、带辅助二次绕组的接地变压器加单相消弧线圈的结构两种结构形式,完善了消弧线圈接地系统的理论体系,研制自动跟踪补偿柔性消弧线圈。3)针对煤矿供电系统的短路越级跳闸与漏电保护无选择性的技术难题,提出了穿越性故障识别与隔离技术,解决了传统微机保护装置只能使用自身获得的故障信息的难题,克服了上下级保护定值无法配合的难题。4)基于设备状态感知、故障辨识等关键技术,开发出智能软件系统和成套智能化装备,涵盖配电设备状态监测与安全评价系统、矿山供电智能监控系统和智能化配电装备。 2、授权专利和知识产权情况:已获发明专利9项、实用新型专利2项、软件著作权9项,获认证的省高新技术产品6项,国家安标产品4项,发表高水平论文12篇。 3、技术经济指标:该项目提出的行波时频域分析的配电网故障定位和中性点柔性接地及智能补偿关键技术填补了国内配电安全及保护领域的空白,研制的小电流接地选线装置、自动跟踪补偿柔性消弧线圈、防越级跳闸系统、矿用智能保护装置、矿用隔爆型监控分站等设备分别经江苏省科技厅鉴定,被列为江苏省高新技术产品,相关产品成功转后近两年产生直接经济效益8700万元。系列设备在中国20多个城市及煤矿配电网安全生产中应用2年以上,减小停电时间8000h,产生间接经济效益19200万元。该项目的实施有助于该省城市配电网升级改造,对探索供配电安全系统建设模式,提高该省供配电现代化水平具有重要意义。 4、应用推广及效益情况:通过产业化建设,项目形成年产5000万元,吸收100人就业,国内矿山供电设备市场占有率25%,逐步推广至城市智能配电网。据统计,该项目产业化后,企业近两年共产生利润3600万元。
[成果] 1800010332 江苏
TD4 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:该项目属于煤炭与矿山装备领域,应用于煤矿智能安全高效开采和运输,项目成果密切围绕中国煤矿综采技术水平提升和煤炭安全高效生产的重大技术需求。在中国煤炭自动化开采中,矿井原有以机械化开采和人工直接干预的采、运装备自动化控制模式,已经不能满足无人(少人)工作面中生产装备的自动调度和智能决策需求,阻碍了煤炭智能化开采和高效运输能力提升,制约了产业的整体升级。该项目突破了采煤机智能调控、运输装备的协同智能控制以及复杂地质环境下的设备故障自感知等关键核心技术,发明、研制并大量推广了面向煤炭安全高效综采、运输的煤矿采、运智能装备与控制系统。项目研究内容来自于国家高技术研发发展计划(863)课题、国家自然科学基金,并得到了国家工信部物联网专项资金的产业化资助。项目成果已经在山西中煤华晋能源有限公司、河南龙宇能源股份有限公司等工程合作项目中应用推广,为煤矿智能、高效、安全生产提供装备和系统保障,显著提高了中国煤炭智能化生产能力,促进了行业的科技进步。 1、项目技术创新内容:1)发明开采环境快速感知技术和采煤机智能调控系列装置,攻克了未采煤层动态变化下的采煤机自动化开采智能控制难题,实现了智能采煤装备的自主开采作业。2)发明并研制刮板运输机智能控制系统和控制方法,实现工作面装备的采煤机随机自动控制;攻克面向煤流产量均衡控制的工作面煤炭开采量与主运皮带负荷连锁控制难题,自主研发工作面能效监测与分析系统,实现采、运成套装备的智能化高效协同控制。3)发明工作面电气故障实时监测方法,实现对易爆危险环境中的大型连续作业电气采、运装备的电气故障诊断和电气故障火花实时监测定位;发明采煤机电机冷却控制系统及方法,克服采煤机割煤的大功率电机长时间工作容易发热而造成的绝缘老化、寿命缩短等设备故障问题;集成创新并自主研发了煤矿综采工作面、主运皮带集成监控系统,利用数据信息深度挖掘方法,实现采、运成套装备出煤效率同时,保障了煤炭采运装备的长时间安全运行。 2、核心专利和知识产权情况:核心成果已获发明专利7项;自主研发产品获得软件著作权1项,江苏省软件产品2项。 3、技术经济指标:根据项目技术查新结果,该项目发明研制煤矿采、运智能装备与控制系统填补该领域国内空白。2015年以来,项目成果已经在中国10多个煤矿安全生产中应用两年以上。其中6个矿井通过项目实施,累计新增产值2.3亿元,新增利润(含税)4809万元,应用证明见附件。 4、应用推广及效益情况:通过产业化建设,项目形成年产智能采、运装备200台套的生产能力,国内市场占到30%以上。基于该项目研究的煤矿采、运智能装备与控制系统,形成了一套自主知识产权的成套装备和控制系统,并在中国矿井智能化开采中大量推广应用,实现了采、运成套装备的智能化远程控制,保障了煤矿生产安全的同时,极大提高了煤炭开采、运输效率,显著促进了行业科技进步。
[成果] 1800010419 江苏
TD7 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:“智能化高效防爆除尘装备”项目历时5年,研发出的KCG系列矿用干式除尘器实现了煤矿井下高效率、安全防爆、智能化的粉尘治理,产品主要应用于煤矿掘进、采煤、巷道喷浆等工作面,也适用于建材、冶金等行业。主要技术创新为抑制尘肺病、降低矿尘爆炸风险,促进“绿色开采、绿色使用、绿色发展”,在国家973计划和火炬计划等多项科技计划支持下,盐城市兰丰环境工程科技有限公司联合中国矿业大学,开展了“智能化高效防爆除尘装备”项目,取得的主要创新成果如下;(1)针对井下空间受限、产尘源移动频繁等特点,发明出效率高、安全防爆、移动便捷的新型干式除尘装备;(2)研制了高效防爆干式除尘滤筒(图5),采用新型连续长纤维纺粘聚酯滤料(图4),并创新设计滤筒结构,融合了拒水、阻燃、抗静电多种互斥性能于一体,高效过滤的同时,提升了除尘装备安全性;(3)发明了矿用干式除尘器的智能集成控制系统,可根据粉尘特性、过滤风量和阻力变化等实现参数自整定、工序记忆、远程控制。专利情况及技术指标项目研发的矿用干式除尘器,除尘效率达99.5%以上,安全防爆,能耗降低15%,零耗水,同时更加适用于国内的矿井环境,累计获得授权专利12项,其中矿用防爆式除尘器、一种移动喷吹式滤筒除尘器等3项发明,9项实用新型,正在申请专利2项,达到国内领先、国际先进水平。项目指标:全尘除尘效率(%)>99.5;呼吸性粉尘除尘效率(%)>93;出口含尘浓度(mg/Nm3)<2.0;系统阻力(Pa)下降20%;漏风率(%)<2.5%;能耗(kW)下降15%。 应用推广及效益情况项目填补了国内矿用干式除尘技术的空白,打破国外公司对于高效矿用干式除尘技术的垄断。矿用干式除尘器经过几年的推广,已与神华集团、中煤集团等国内大型煤炭能源集团取得合作,累计新增销售收入6500多万元,对治理煤矿粉尘、打造无尘矿井,防治尘肺病、保护矿工身体健康作出了巨大贡献。
[成果] 1700520330 山西
TD3 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2017
成果简介:项目属于矿山工程技术领域。岩层控制是煤炭地下安全高效开采的核心,如何实现岩层运动的精准可知和科学预控是亟待解决的世界性难题。坚硬顶板特厚煤层开采时,采场空间大,覆岩运移范围广,顶板的破断运移及矿压作用更加复杂。大同矿区是中国典型的坚硬顶板矿区,在侏罗系煤层下部石炭系15~20m特厚煤层开采中支架压死、巷道破坏等强矿压问题突出,通过加强支护已无法解决,对顶板控制提出了新的挑战。对于采场矿压的研究多聚焦于基本顶范围,涉及的空间不足,缺乏覆岩整体运移监测技术以及适用于研究大空间采场的科学方法和理论,难以准确揭示大空间采场坚硬顶板运动规律及强矿压显现机理,更缺少高位坚硬顶板主动控制技术手段,必须在矿压理论、岩层运移监测以及坚硬顶板控制技术上取得突破。为此,大同煤矿集团联合高校院所,在国家技术创新及产业化示范工程、“三晋学者”支撑计划(2050205)的支持下,经过近十年攻关,创建了坚硬顶板大空间采场覆岩结构失稳理论及协同控制技术。主要创新成果:(1)研发了大尺度“三位一体”原位监测技术与装备,构建了大空间采场时-空连续监测体系,为准确揭示大空间采场覆岩结构特征奠定了基础。研发了超大量程内部岩层移动和采空区应力实时监测系统;首创了井下矿压、覆岩运移、地表沉陷的“三位一体”原位监测方法,构建了“多尺度、全覆盖、大数据”的大空间采场覆岩运动时-空四维连续监测体系。(2)提出了大空间采场覆岩结构失稳理论,揭示了远、近场结构失稳的矿压作用机制,建立了强矿压分级预测评价体系,为岩层控制提供了理论依据。明确了大空间采场“悬臂梁+砌体梁+高位结构”的复杂系统结构;揭示了大空间采场覆岩结构失稳的强矿压显现机理以及临空、双系开采条件时的矿压强化作用;建立了以远场结构失稳为核心的强矿压分级预测评价体系。(3)发明了远场地面压裂和近场井下预裂的坚硬岩层弱化技术,构建了坚硬顶板大空间远、近场协同控制技术体系,实现了大空间采场强矿压的有效预防。发明了地面L型钻孔水平分段压裂和垂直孔分层压裂弱化远场坚硬岩层控制强矿压的技术;研发了近场井下特高压水压致裂和承压爆破弱化坚硬岩层技术与装备;构建了远场与近场、岩层弱化与卸压开采协同作用的大空间坚硬顶板预控技术体系。项目成果不仅解决了大同坚硬顶板特厚煤层安全高效开采技术难题,而且在岩层运动的精准可知和科学预控方面取得重大突破,成果达到了国际领先水平。获省部级科学技术一等奖4项、授权发明专利31项,实用新型专利19项,软件著作权4项,发表论文109篇,SCI、EI检索39篇,出版专著3部。研究成果在大同、平朔、兖州等矿区广泛应用,近三年新增利润20.3亿,经济社会效益显著。依托成果建成了安全高效开采国家级科技创新示范工程,打造出了塔山、同忻等国际领先的特大型现代化矿井,示范引领作用巨大。
[成果] 1700560118 山东
TD5 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2017
成果简介:1.立项背景: 中国矿山主要采用井工开采方式,矿井大型提升系统是矿井开采的大型关键机电系统,由于矿山生产的复杂性、环境的恶劣性和研究的局限性,相关大型提升系统在安全运行保护方面做得还不够,尤其对潜在生产事故的预警诊断及风险控制能力还比较有限,导致矿山生产中频频发生因提升系统故障而发生重大人员伤亡和设备损坏,严重损害了人身安全和经济效益。“矿山大型提升系统安全保障关键技术与装备”对矿井的安全生产与经济运行具有极其重要的意义。 为了实现对矿井提升系统的安保技术与装备的研发,该项目从提升机液压制动失效感知与风险控制、提升载荷动态信息获取与保护、提升设备状态健康诊断三部分开展研发,项目团队历经多年努力,多项关键技术难题取得了突破,研制开发出具有完全自主知识产权的“矿山大型提升系统安全保障关键技术与装备”,其中多项技术与装备为国内外首创,性能超越其他同类产品,对矿井的安全生产具有重大意义。 2.主要取得创新研究成果及知识产权: (1)在提升机液压制动失效感知与风险控制方面,研制提升液压制动系统中的紧急情况安全制动泄压装置、带故障诊断及高可靠的制动闸、高可靠性回油二级制动液压站、制动力矩渐开线形测量装置等。实现了对整个液压制动系统的实时监测及制动失效紧急情况下灾害发生的控制,从而避免由于液压制动系统出现故障而造成重大安全事故。 (2)在提升载荷动态信息获取与防重装控制方面研发上,研制多绳提升机钢丝绳张力监测系统、单绳提升载荷监测系统、主井摩擦式提升机防重载下放监控系统、一种钢丝绳偏摆视频检测系统及方法等,解决了提升提升超载、张力不平衡、配重不平衡和平衡油缸压缩到极限等实时监测问题,从而有助于避免断绳和坠罐事故的发生。 (3)在提升系统故障诊断方面,研发提升机故障诊断软硬件。为了诊断提升钢丝绳偏摆情况,提出了一种钢丝绳偏摆视频检测方法,并研发了其系统;为克服样本模式的复杂性、噪声的影响以及信息的不完整性问题,在提升机故障诊断中提出了基于HHT-DDKICA和支持矢量数据描述相结合的提升机故障监控方法、提出了故障严重程度和数据不平衡的无监督和半监督多故障识别算法等,可有效提高机械设备安全运行和维护决策水平,具有很强的理论和实际意义。 该成果已获国家授权发明专利21件,授权实用新型专利13件,软件著作权6件,发表学术论文90篇,正制定煤炭行业标准2项,显著促进了矿山大型提升安全保障技术的进步。项目各部分成果已成功应用山东、河南、山西、河北、黑龙江、安徽、宁夏、甘肃、江苏、陕西等产煤大省,200多台,取得了显著的经济、社会效益,具有广阔的推广前景。
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