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[成果] 1900120027 山东
TD745 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2019
成果简介:陕蒙地区的陕北、东胜煤田等是西北主要产煤地之一,其煤炭赋存整体相对简单,但矿井主采煤层赋存、水文地质条件及充水因素等差异较大,且水文地质条件相对复杂,矿井开采覆岩破坏规律、充水规律不清,导致煤矿水害事故频发。因此,有必要系统研究陕蒙基地矿井水文地质条件、矿井充水规律,进而形成一套完整的水害防治技术,经济高效地实施水害防治工作,为陕蒙基地矿井可持续发展提供重要保障。 发现侏罗系煤层覆岩整体状结构是造成导高异常的本质属性,建立了导高薄板极限挠度理论预计公式;采用分布式光纤传感监测技术等,研究导高动态发育特征规律;建立了侏罗系煤层开采导水裂隙带发育高度预计公式。 研究发现关键隔水土层(黄土、N2红土)采动裂隙水土相互作用、蠕变渗透性变化规律,建立了砂层潜水下采煤防水保护层合理厚度的确定方法。 建立了覆岩离层动态发育三角形离层域阶梯组合梁理论模型,揭示了离层发育、破断演化过程机理,给出了煤层开采过程离层发育位置判别、离层水平破断距预计公式。 提出陕蒙基地煤层开采4种顶板水害模式,建立了不同水害模式分类防治技术体系,研究实施了新的水害预计方法和防治关键技术。
[成果] 1800240351 江苏
TQ536 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
TD327 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] 1900010399 江苏
TM26 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:超材料是由亚波长单元周期或非周期地排列而组成的人工结构,可通过设计结构单元及其排布来定制等效材料属性,自由地控制电磁波,带来全新的物理现象和应用,是信息领域的研究热点,四次入选Science“十大科学突破”,位列美国国防部“六大颠覆性基础研究”之首。根据调控电磁波的类型,超材料分为控制空间波的等效媒质超材料和控制表面等离激元(SPP)的人工SPP超材料。近年来,超材料虽然取得了长足发展,但仍存在一些瓶颈问题:基于等效媒质超材料的新物理现象和新应用需要进一步挖掘;SPP超材料一直是物理学家的领地,以验证物理现象为主;超材料对电磁波的调控多是静态的,一旦制备成型其功能即被固化,不能实时地调控电磁波。为了解决上述问题,该项目在国家自然科学基金重大项目(已结题,成绩特优)等资助下对微波超材料进行了系统性研究,主要科学发现为: 突破超材料国际惯明的等效媒质表征方法,创造性地提出用数字0和1的空间编码来表征超材料的新思想及其调控电磁波的新方法,通过改变具有相位相反特征的0和1单元的空间编码序列控制电磁波。设计了由偏压二极管来切换0和1状态的超材料单元,使物理空间的0和1编码与数字0和1建立起天然联系,进而提出并制备了第一个数字超材料和现场可编程超材料,实现了对电磁波的实时调控。数值仿真和实验结果证明,单一的现场可编程超材料可实时切换,完成多种显著不同的功能,例如高定向单波束反射、可控的多波束反常反射、随机漫散射等。该研究创建了数字编码和现场可编程超材料这一新体系。 在国际上率先从微波传输线的角度研究人工SPP超材料,提出一种超薄、低损耗、条带式SPP传输线,能在共形曲面上传输无畸变的SPP波。该SPP传输线的几何形状和传统的微带线相似,但支持高度局域化、具有场增强和波长压缩特性的表面波模式,能用于制作柔性、共形、可弯折、可扭转的小型化微波器件。基于阻抗匹配和动量匹配原理提出了SPP模式和空间导波模式的高效转换方法,实现了SPP传输线和传统共面波导的无反射连接。提出一种超薄的局域表面等离激元谐振结构,在实验上观察到从电偶极子到电十四极子谐振。具不完全统计,国内外39个课题组在跟踪该工作,依据所提出的SPP传输线及其变形结构研制各类微波SPP器件。该研究开辟了基于SPP模式的微波领域新分支。 在等效媒质超材料方面,提出柱坐标系下各向异性零折射率的概念及相关超材料设计方法,突破了自然界最小辐射单元(电偶极子和磁偶极子)双定向辐射的限制,实现了多源电磁波完美的全向辐射及高效空间功率合成。提出一种三频段超材料完美吸波器,在三个自由设计频段、大入射角范围内同时实现了水平和垂直极化电磁波的近乎完美吸收。基于变换光学原理,提出并制备了一种低损耗电磁幻觉器件,可按照预定需求有目的地操控目标的雷达散射特征。提出并研制了一种宽带、低损耗、全介质超材料放大透镜,打破衍射极限的限制,实现了超分辨率微波成像。该研究促进了等效媒质超材料的发展。 该项目的八篇代表作总影响因子84.31,被正面他引1005次(SCI他引697次),一篇荣获Light Science & Applications的高被引论文奖,两篇被选为Laser & Photonics Reviews的封面论文,四篇入选Web of Science的SCI高被引论文。相关研究入选2016年美国光学学会最激动人心的30项同行评议光学成果、《中国激光》遴选的全球光学十大科研突破、国家自然科学基金基础研究十大进展,获第一届全国太赫兹科学技术学术年会唯一的优秀论文奖,并被MIT Technology Review进行了专题报道。应邀在圣彼得堡2012年超材料大会、斯德哥尔摩2013年电磁研究进展大会、新加坡2014年全球华人物理学家大会等做主题或大会报告15次。为纪念超材料诞生15周年,2017年英国物理学会Journal of Optics出版了“超材料历史”专辑,特邀超材料领域最具影响力的13位专家撰稿,该项目第一完成人是亚洲唯一的受邀学者,撰写了关于该项目的综述论文。部分成果在沈阳飞机设计研究所等单位获得应用。
[成果] 1800240158 江苏
TM912 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
TP212.9 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] 1900010496 江苏
TD712.67 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:煤矿瓦斯(煤层气)是煤的伴生物,主要成分是甲烷,我国已探明瓦斯资源量超50万亿m3,与天然气储量相当。然而我国地质构造复杂,高瓦斯、低渗透(平均约为美国的千分之一)、强吸附、非均质煤层(简称“难抽采煤层”)占70%。难抽采煤层的瓦斯高品质开发利用是世界性难题。立项前受开发和利用技术的制约,煤矿瓦斯平均抽采率仅为34%,且抽采浓度低,其中仅约41%被利用。为此,国家中长期发展规划纲要(2006-2020年)重点领域指出“要攻克煤层气等新型资源开发利用关键技术”。该项目在国家973计划、国家自然科学基金重点项目等支持下,开展了难抽采煤层瓦斯高效开发与清洁利用关键技术难题攻关,历经10余年,突破了一系列技术难题,主要技术发明如下: 1、发明了煤矿区瓦斯立体分布式开发技术,破解了井上排采和井下抽采协调难、采前预抽和采中卸压抽采协同难、难抽采煤层瓦斯抽采难等行业共性难题,井下预抽瓦斯浓度由<20%提高到67.4%,抽采瓦斯纯超量提高3-10倍,瓦斯抽采率由34%提高至73.2%,从根本上消除了瓦斯重大灾害事故隐患。 2、发明了瓦斯自适应混配和自回热蓄热氧化技术,实现了浓度小于6%的低浓度瓦斯和浓度小于0.5%的通风瓦斯的协同利用,消除了传统热逆流氧化技术的非稳定爆燃现象以及由此引发的装置爆炸等隐患,氧化装置启动时间缩短约25%,排烟热损失减小30%。 3、发明了煤矿瓦斯阶梯式清洁利用技术,破解了低品质瓦斯(浓度≤1.0%)化学能的热电转换、余热自回流促进瓦斯高效氧化的难题,在瓦斯利用技术上实现了由传统直接排放、热能低效利用到热电高效转换和清洁利用的质的飞跃,—次能量利用效率达70.3%,瓦斯利用率由41%提高至84.6%。 在上述发明基础上,创立了“煤矿瓦斯立体分布式开发、瓦斯自适应混配与氧化、瓦斯阶梯式利用”三位一体煤矿全浓度瓦斯清洁高效利用新模式,建成了全国首个瓦斯“近零排放”示范矿区和“国家级绿色矿山试点单位”。 该成果授权美国、澳大利亚、俄罗斯等国际发明专利14件,授权中国发明专利49件,获国际PCT专利10件;出版专著2部,发表SCI和EI论文186篇,累计被引5621次;获教育部技术发明一等奖1项、中国煤炭工业科学技术一等奖2项,专利成果获2015年、2016年中国专利优秀奖。 该成果入选国家发改委清洁发展机制项目,先后在陕西、河南、黑龙江等110余处矿井应用。12家代表性应用单位统计,近三年累计抽采瓦斯7.72亿m3,年发电量67968万千瓦时,新增销售额约31.3亿元,新增利润10.9亿元,经济、社会及环保效益显著,实现了我国煤矿瓦斯资源化高效开发与清洁利用技术的跨越式发展。专家鉴定:总体技术达到国际领先水平。
[成果] 1900010481 江苏
TD324.2 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:煤炭是我国的主体能源,深部开采是我国煤炭资源开发的必然趋势。截至2017年,全国50余对矿井深度超过千米,最大已达1500米。随着开采深度快速增加,冲击地压灾害日趋严重。冲击地压灾害会摧毁井巷及设备,造成人员伤亡,还可能诱发煤与瓦斯突出、瓦斯煤尘爆炸等次生灾害,是我国煤矿最严重的灾害之一。冲击地压灾害预防是世界多国长期致力研究但未能突破的技术难题。研发冲击地压探测预警与防治技术,抢占该领域核心技术国际制高点,既是国家重大科技需求,也将为我国煤矿安全生产提供重要保障。 该项目在科技部、煤炭企业的大力支持下,历经近10年攻关,提出了煤岩体动静载叠加诱冲机理,攻克了多项冲击地压探测预警与防治关键技术难题,取得了多项创新性成果,实现了大范围成功推广应用。主要创新成果如下: (1)提出了冲击地压灾害的动静载叠加诱发机理。研究揭示了煤矿采动过程动静载特征及其叠加效应规律,构建了动静载叠加诱冲理论模型和判别准则,得出了动静载作用下煤岩体能量积聚释放、应力演化与电震响应规律,实现了对冲击地压灾害发生机理的深刻揭示,为灾害探测预瞥与防治奠定了基础。 (2)发明了冲击地压危险动静载区域探测技术与装备。研究得出了煤岩体震动波波速与载荷的耦合关系,研发了震动波CT探测区域应力场的技术、装备和方法,建立了基于应力场形态判识冲击地压危险的技术方法,实现了冲击地压危险区域的有效探测。 (3)研发了冲击地压危险递进聚焦预警技术。研发了矿井→区域→局部递进式逐级聚焦冲击地压监测预警技术方法,构建了动静载作用下冲击危险多参量归一化综合预警模型,研发了冲击地压远程预警与诊断系统,实现了冲击危险的逐级筛査、递进聚焦监测预警,显著提高了预警可靠性与预防效率。 (4)研发了冲击地压动静载转移与煤岩体强度弱化的水力化防治技术。提出了弱化煤岩体强度、降低应力集中和转移动静载的强度弱化减冲原理,研发了高压水射流钻割煤体和定向水力致裂弱化坚硬岩体的动静载转移技术装备和方法,显著提高了冲击地压的防治效果。 该成果是煤矿冲击地压灾害预防领域的重大原始技术创新,深刻揭示了冲击地压灾害的本质规律,对冲击地压灾害预防从理论、技术和方法上带来了观念上的突破,并首创了煤岩体应力场震动波CT探测技术装备和冲击危险递进聚焦监测预警技术体系,经鉴定达到国际领先水平。部分成果已纳入国家部门规章《煤矿安全规程》在煤矿企业施行。制定国家标准2项,获国家发明专利21项、软件著作权12项,出版专著11部,发表SCI/EI论文70篇,获省部级科技进步一等奖3项。项目成果已在山东、陕西、甘肃、河南等省区50余座煤矿和孟加拉BARAPUKURIA煤矿、波兰KATOWICE煤矿推广应用。近3年,部分应用矿井同比新增安全煤量3962.25万吨,新增销售额160.68亿元,取得了显著的经济效益,保障了矿井安全生产,推动了煤炭工业灾害防治的科技进步。
[成果] 1800130214 北京
TD262.11 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] 1900010479 江苏
TD94 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2018
成果简介:该项目属选矿技术学科。煤炭是我国的主体能源,由于我国原煤质量差、加工利用程度低,造成严重的资源浪费和环境污染。选煤是洁净煤的源头技术,长期以来,选煤以湿法为主,我国2/3以上的煤炭分布在西部干旱缺水地区,难以采用湿法选煤技术,褐煤等遇水易泥化的低阶煤不宜采用湿法分选。传统干法分选技术存在分选效率低、适应性差等问题,迫切需要高效干法选煤技术。 该项目在国家“863计划”和自然科学基金创新群体等资助下,产学研联合自主创新,开发了煤炭高效干法分选关键技术,解决了煤炭高效干法分选的世界性难题。主要科技创新有: (1)在国际上首次创立了系统的气固流态化干法分选理论,为煤炭高效干法分选关键技术提供了理论支撑。揭示了浓相高密度气固分选流态化的形成与调控机理,提出了大压降低流化数稳压布风方法和分选流态化质量的压降准数判别准则,建立了床层密度的定量调控模型。揭示了煤炭在振动与气流复合力场中的分选机制,建立了分选流态化中多组分、多尺度颗粒的动力学模型。 (2)在国际上首次发明了大型复合式干法分选技术,实现了煤炭大规模干法分选提质。提出了大型复合式干法分选床的梯级布风方法,实现了大床面稳定布风:优化了格条结构,分选下限由6mm降低至lmm,分选精度提高40%;发明了大型复合式干法分选床,优化了床体结构,提高了分选机可靠性。研制了世界最大型的复合式干法分选机,处理能力达480t/h。 (3)发明了干法重介质流化床分选技术,在国内外首次实现了煤炭高精度干法分选。发明了装配式耐磨抗堵布风技术,解决了长期以来布风板堵塞的技术难题:开发了宽粒级二元加重质的级配技术,主导粒级拓宽2.5倍;发明了加重质内循环技术,分选机外加重质循环量减少80%;研制了独立双驱动产品输送装置,单位面积处理能力提高70%。研制了干法重介质流化床分选机,分选精度E值为0.05-0.08,分选效率>90%,吨煤介耗<0.5kg。 (4)开发了世界上首套模块式高效干法选煤工艺系统,实现了我国西部干旱缺水地区煤炭的高效干法分选。由原煤准备、水分控制、粗选和精选模块组成高效干法选煤工艺,粗选提质采用大型复合式干法分选技术,精选加工采用干法重介质流化床分选技术,将筛分、干燥、分选、介质回收、产品输送、供风和除尘等优化集成。具有不用水、工艺简单、适应性强、分选精度高、成本低等特点,分选效率>90%,分选密度1.3~2.2g/cm3,吨煤加工成本降低30%~50%。 该项目对节约能源、减轻环境污染具有重大意义。已在全国29个省(市)、自治区推广应用1275套,年分选煤炭近2亿吨,并出口至美国、俄罗斯和澳大利亚等21个国家65套。获中国煤炭工业科学技术一等奖1项、教育部科技进步一等奖1项、教育部自然科学一等奖1项,授权美国等国外专利15件、中国发明专利30件,发表SCI论文85篇、EI论文131篇,被SCI引用754次。 经专家鉴定,技术水平居国际领先,是世界选煤技术的重大突破。
[成果] 1900010471 江苏
TD528.3 应用技术 矿山、冶金、建筑专用设备制造 公布年份:2018
成果简介:我国90%的煤炭开采是井工采运工艺,地下煤层割采下来的煤炭依靠综采运输系统(刮板输送机、转载机、破碎机)运出工作面,一旦综采运输系统发生故障,整个综采工作面就会停产。因此,煤炭安全高效开采对综采运输系统具有高度的依赖性。综采运输装备工作在井下恶劣环境之中,处于大功率、变载荷、强冲击的恶劣工况之下,长期存在着材料耐磨性不强、结构可靠性不高、煤流自适性不好、运行智能性不足的可靠性难题,致使综采运输系统可靠性不高,成为严重制约我国深部千万吨级矿井技术发展的瓶颈之一。 该项目在国家863计划划重点项目及国家智能制造装备发展专项支持下,经过十多年的不懈努力,攻克了千万吨级综采运输装备的自强化耐磨材料及成型、高可靠性结构及制造、煤流强度预测及自适调控、综采运输状态智能监控等四项关键技术,主要技术发明创新点如下: 1、发现了中锰钢自硬化抗磨特殊机理,发明了耐磨中锰钢热轧生产工艺,实现了高性能矿用耐磨钢板的自主制造;发明了中锰耐磨钢板与输煤槽帮的高效焊接工艺,焊缝强度>720MPa,焊缝冲击功〉70J。自主创新材料显著提高了综采运输关键部件的耐磨可靠性寿命,现场使用的耐磨过煤量达到1500万吨,比国外先进钢材高出60%。 2、发明了牵引齿链、输煤溜槽和转载破碎的高可靠性结构及成套制造技术,降低了刮板输送机部件断裂、变形等渐进失效,消除了转载机堵转、过载、卡死等多发性故障,遏制了破碎机共振引起的运输设备扭曲、脱节等破坏性事故。链轮部件的使用寿命比国外同类产品提高30%,采煤机啮合传动可靠性提高50%,使井下块煤率提高10%左右。 3、发明了刮板输送机和破碎机的智能控制技术,实现了刮板输送机的输煤速度自适应分级调控和变加速度启停控制;基于采煤机方位识别的输煤速度优化控制使刮板机的输煤效率提高约30%、能耗减低约20%;实现了破碎辊间隙自动快速调节、破碎辊转速自适应调节,避免了运输系统发生煤岩卡堵、煤流堵塞的故障,有效提高了综采运输变工况的煤流顺畅性。 4、发明了综采运输装备健康管理系统,实现了综采运输系统物联网监控和故障风险预报;发明了刮板输送机直线度监测以及推溜运动次序控制方法,实现了刮板输送机的自动校直和纠偏,直线度控制误差<18cm,突破了制约综采工作面智能化的“三直”(输送机直、煤壁直、液压支架直)精准测控技术瓶颈,成功实现了井下综采运输作业无人值守、远程监控。 基于上述发明,研制出高可靠性智能化的千万吨级超重型综采运输装备,获得中国发明专利21项、实用新型专利30项,软件著作权3项。成果在全国一批大型煤矿推广应用,其中千万吨级矿井26个,满足了我国安全高效智能化煤矿对高可靠性综采运输的需求。近三年累计增加经济效益约29.9亿元。成果获得5项省部级科技奖励。
[成果] 1900010783 河南
TD712.6 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:该项目隶属于能源领域中煤矿开采、矿山安全以及采矿环境工程等交叉学科。 该项目主要解决了煤矿深部高瓦斯低渗透煤层增透、近全岩保护层开采、矸石井下就地处理及煤层卸压瓦斯高效抽采的四大技术难题,构建了深部高瓦斯低渗透煤层协同开采方法,研发了高瓦斯低渗透煤层瓦斯协同抽采技术,深入开展了高瓦斯低渗透煤层相关基础理论研究,提出了深部高瓦斯低渗透煤层开采工程设计方法,创建了井下采、选、抽、充、防五位一体的深部煤炭资源开采新模式。研发的技术从根本上解决了我国深部高瓦斯低渗透煤层开采的难题,可实现多重目标:(1)深部高瓦斯低渗透煤层复合动力灾害的有效防控:(2)矸石井下就地处理,缓解深部矿井提升压力,解决矸石地面排放带来的环境与生态问题;(3)深部低渗透煤层煤与瓦斯高效开采。 项目主要创新点为:(1)研发了近全岩保护层高效回采及井下少煤多矸分选技术,发明了充填与垮落式协同开采方法,提出深部高瓦斯低渗透煤层协同开采工程设计方法,实现了保护层开采及分选、被保护层开采与充填的采选充一体化,联合研发的瓦斯立体抽采利用技术,形成井下采选抽充防五位一体资源开发新模式。(2)研发了深部高瓦斯低渗透煤层水力化系列增透技术与近全岩保护层卸压增透技术,构建了保护层沿空留巷管式抽采、被保护层顺层及穿层孔式抽采的高瓦斯立体防治方法。(3)提出了含瓦斯煤岩弹塑性损伤本构模型和考虑采动应力影响及煤岩各向异性的渗透率模型,建立了深部采动煤岩体热流固耦合理论模型,揭示了深部采动条件下高瓦斯低渗透煤岩体破断与瓦斯运移富集规律。(4)建立了深部矿井复合动力灾害的多因素耦合致灾模型,揭示了深部矿井多因素诱发复合动力灾害机理,提出了深部矿井复合动力灾害前兆信息识别方法及多参数综合预警技术,构建了深部矿井复合动力灾害防控技术体系。 项目经过多年产学研联合攻关,得到了国家重点基础研究973计划、国家科技支撑计划以及国家自然科学基金项目的资助,是一项我国具有独立知识产权的深部高瓦斯低渗透煤层协同开采技术。项目实施期内共获中国、澳大利亚、俄罗斯、南非等国家授权发明专利32件,软件著作权2件;发表学术论文106篇(SCI收录34篇、EI收录42篇);出版学术专著4部:项目主要完成人获国家杰出青年基金、国家万人计划科技创新领军人才、全国优秀科技工作者、科技部中青年科技创新领军人才、孙越崎能源大奖、江苏特聘教授等人才称号。达到的技术经济指标:(1)充填与垮落式协同开采工作面长达220米,生产能力达300万吨/年,为纯充填工作面的3倍,实现矸石全部井下处理;(2) 150米面长近全岩保护层工作面月推进度达120米,井下分选系统入选能力达400万吨/年;(3)瓦斯抽采钻孔数量减少70%,煤层透气性系数提高近千倍,瓦斯抽采达标时间3个月以内,抽采率达80%。 成果在深部高瓦斯低渗透煤层开采方面具有广阔应用前景,已在我国20余个矿井进行工程示范与推广应用,其中主要应用单位近三年新增销售额114.67亿元,新增利润20.96亿元,取得了显著的经济、社会与环境效益,实现了我国深部高瓦斯低渗透煤层开采技术的重大突破,为深地领域煤炭资源安全高效开采提供了有力的技术支撑。项目相关研究成果获2014年度中国煤炭工业科学技术一等奖、2016年度中国煤炭工业科学技术一等奖、2017年度中国专利优秀奖。
[成果] 1900010485 河北
TD823.7 应用技术 烟煤和无烟煤的开采洗选 公布年份:2018
成果简介:该项目属于煤炭开采、生态环境保护、采矿机械以及新材料交叉学科领域。 解决煤炭井工矿山传统垮落法开采造成的地表沉降、地下水系和生态环境破坏严重等问题一直是世界性技术难题,其难度在于:在保证回采工作面高效推进的条件下,向持续移动的采空区内充入与采出煤炭体积等量的物体;充填物体在较短时间内要具有一定强度,及时支撑顶板,保护采场安全:长时期内不被大量压缩,确保地表下沉和建(构)筑物稳定有效控制等。为系统解决上述难题,该项目于2007年由企业与高校联合立项开展技术攻关,突破了一系列关键技术,取得了以下重要发明: 发明点1:发明了一种采空区袋式充填方法。该发明是一种能与综合机械化采煤相匹配、采用管道将浆体状充填材料输送至采空区预先布设的充填袋内再结石、集采煤和充填于一体的高效开采技术与方法。该技术发明,首次研发应用极少量(5%-10%)高水率快凝材料(“超高水材料”)和矿井废水制浆作充填材料实施工作面采空区全部充填采煤;突破了4.5m以上大采高、100m以上长壁工作面安全高效充填采煤与充填固结体整体稳定控制。 发明点2:发明设计了可实现掩护采煤与采空区充填支护一体化的袋式隔板充填液压支架。创新设计了前后顶梁分别布置一对立柱的整体四柱式结构紧凑型液压支架,前顶梁掩护采煤,后顶梁掩护充填;在特定支架后顶梁的一侧设计了高度可调的薄型结构挡板,用以分组隔离充填袋,使长壁工作面实现多区段并行充填作业;首次提出设计了矿用充填浆体制备系统,制浆能力达到400m3/h以上,满足了年产百万吨充填采煤工作面的需求。 发明点3:发明了一种高水率快凝充填材料及其制备与使用方法。发明的材料具备如下独特优点:①结水率高。材料结水体积达到97%时自然状态下不泌水,并灯一定强度;②速凝早强。材料浆液混合后可在3-30min内初凝,Id强度即可达到终凝强度的50%以上;③强度可调。材料固结体单轴抗压强度在0.1-20MPa以内随意调配;以该技术发明为支撑,成立专业公司,首次建成了年产能力达20万t的“超高水材料”生产线,满足了现代化矿井持续规模化充填采煤的需求。 该项成果获授权发明专利13项;发表学术论文63篇(其中SC1/EI检索18篇),出版专著2部;已颁布行业标准2项;获省部级一等奖2项,二等奖2项,核心发明专利先后获中国煤炭工业专利一等奖和国家知识产权局专利优秀奖。 该项成果整体解决了充填采煤的技术难题,是世界充填采煤技术攻关取得的重大突破性进展。达到的技术指标为:充填工作面长度突破100m、采高突破4.5m;采空区充实率达到92%以上;建筑物下采区煤炭采出率达到85%以上;单面年产能力突破了100万t。该项成果创建了完整的基础理论体系、工艺技术体系和规模化产业体系,形成了行业技术标准,已先后在河北、河南、山西等省10余个矿区、30余对矿井推广应用,取得了显著的经济、社会和环境效益,为促进煤炭资源绿色开采、生态矿山建设和行业持续健康发展提供了技术保障。
[成果] 1800240446 江苏
TP18 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] 1900010500 江苏
TD714.4 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:矿尘可导致尘肺病和爆炸事故,是危害煤矿工人职业健康和矿井安全生产的最严重灾害之一。尘肺病是我国最主要、最严重的职业病,煤炭行业每年因尘肺病死亡人数已高于同期各类生产事故死亡人数总和;世界上一次死亡人数最多的矿难都是煤尘或瓦斯煤尘爆炸事故。我国煤矿以井工开采为主,掘进工作面粉尘危害最严重, 85%以上的尘肺病患者为掘进工人,煤尘爆炸事故也多数发生在掘进面。因此,综掘工作面除尘成为井下粉尘防治的重点。国内外现采用的喷雾降尘和通风除尘技术难以满足要求:喷雾降尘效率低,耗水量大;除尘风机在高瓦斯、突出矿井使用风险高,在压入式通风系统中处理风量受限、收尘率较低。项目针对综掘面粉尘防治的重大需求,攻克了泡沫制备与利用、发泡剂研制及联用除尘等技术难题,首创了综掘面泡沫除尘方法与技术。项目取得的主要成果如下: 1、发明了射流汽化吸液及低阻产泡方法与装置,解决了综掘面发泡剂微量稳定添加和泡沫安全低阻制备的难题,实现了除尘泡沫的高效和可靠制备。该方法以压力水射流汽化相变形成稳定静压差,实现了微量发泡剂(8ml/min-16ml/min)的稳定添加;该装置以压气和压水为动力,无需电力驱动,本质安全,内部无运动部件,阻力损失小、出口压力>0.25MPa。 2、发明了泡沫环形喷射方法与装置,解决了泡沫远距离准确包裹尘源的抑尘难题,实现了综掘面除尘泡沫的高效利用。该方法确保了环形泡沫流的稳定成型与定向作用至截割部尘源,避免了压入式风流对泡沫喷射流型的影响;该装置显著减少了泡沫喷射过程中的能量损失、射程≥2.5m。该发明降尘效率较水喷雾技术可提高40个百分点以上,耗水量减少80%以上。 3、发明了一种提高泡沫液膜强度的发泡剂,解决了高压及硬水条件下发泡剂低浓度起泡和泡沫输送-喷射易破裂损失的难题,实现了除尘泡沫的绿色与低成本应用。该发泡剂通过优选绿色表面活性剂与水溶性高聚物协同增效,增加了泡沫液膜的粘弹性;以氢键替代离子键的亲水作用,提高了抗硬水性能;承压能力较传统发泡剂提高40%-50%,使用浓度由过去的>0.5%降至0.1%。 4、发明了活性磁化水幕帘与泡沫联用除尘技术,解决了压入式通风条件下含尘风流高效净化的难题,实现了综掘面粉尘的高标准治理。该发明提出利用磁化-活性剂协同提高水捕尘能力的新方法,以活性磁化水慕帘净化含尘风流;综合除尘效率>95%,全尘和呼尘浓度分别降至10mg/m3、3.5mg/m3以下。 该项目获国家授权发明专利25项;出版专著2部,发表论文69篇(SCI收录28篇、EI收录12篇),培养博士、硕士20余名,获中国煤炭工业科学技术一等奖1项、中国职业安全健康协会科学技术一等奖1项。 项目成果经有关院士和专家鉴定,达到国际领先水平;已在安徽、山西、山东、宁夏、陕西、新疆、河北等煤炭主产区的93个国有重点煤矿得到广泛应用,保障了矿工的健康与安全,社会效益巨大,经济和环境效益显著,推动了煤炭行业科技进步;在非煤矿山等行业巷道/隧道尘害治理中也有广阔应用前景。
[成果] 1900010664 湖南
P694 应用技术 自然科学研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:高精度、快速、大范围的三维地表形变监测对重大地质灾害应急保障服务和国家重大工程安全运营评价等具有至关重要的作用。雷达干涉(InSAR)具备快速测绘几百乃至几万平方公里大范围地表形变的潜力,但其本身存在噪声源多且成分复杂、只能监测一维形变等问题,因此在复杂地表和水汽环境下难以获得可靠结果甚至完全失效,极大限制了其推广应用。该项目在国家863计划等资助下,突破了复杂地表和水汽环境下的大气噪声改正、信号与噪声最优配置、观测信息与先验信息融合、三维形变探测与模型估计等系列技术瓶颈,建立了具有自主知识产权的InSAR毫米级形变监测及工程化应用的成套技术和软件体系,支撑了矿区、沿海区和滑坡区等复杂环境下InSAR地表形变监测技术发展,极大提升了我国防灾减灾等空间信息支撑保障服务能力。主要创新如下: (1)建立了考虑高程和融合多源资料的高精度InSAR大气改正理论与技术体系。突破了常规技术难以融入多源水汽资料、难以控制大范围复杂地形下的大气噪声问题,解决大气干扰导致InSAR不可靠甚至失效的问题。被国际同行评价为复杂地区大气建模的唯一可选策略,并用于改进著名InSAR软件StaMPS。 (2)提出了基于最小二乘平差的InSAR失相干噪声最优滤波的理论与技术体系。兼顾了噪声滤除和条纹信息保持,解决了复杂环境下InSAR干涉图强滤波对干涉条纹的破坏和形变信号的损失及扭曲问题。被国际知名学者命名为“Li滤波器”,并证明是复杂环境下最有效、最适合的滤波技术。 (3)建立了附加约束的大范囤InSAR地表形变平差理论与技术体系。创造性地引入物理力学约束,突破了传统方法地表匀速运动假设的限制,首次为InSAR大范围形变监测建立了空间基准。被国际著名期刊EEEGRSL引为封面。 (4)提出了多源异质InSAR的三维形变估计理论与技术体系。创建了基于卡尔曼滤波的三维形变序贯平差技术,在国际上率先实现InSAR三维形变序列准实时监测。受邀在地学顶级刊物Earth-Sci Rev (影响因子7.0)发表综述文章。 研究成果应用于:(1)国家重大工程“大同采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地”建设、国家重点治理项目宝大兴塌陷区治理、安徽省“861”重点建设工程实施等,颠覆了复杂矿区地面沉陷监测的传统作业方式;(2)约9万平方公里的广东沿海地区地面沉降灾害普査,是广东沿海区唯一一套大范围高精度、经实际调査和验证是非常可靠的整体地表沉降结果:(3)重庆市滑坡地灾普查和重要灾害点应急预案编制、陕北靖边采油区大范围滑坡调资与监测等,为保障复杂滑坡区人民生命财产安全和基础设施运营发挥了关键作用;(4)南江风电厂、湘潭换流站等电力工程监测,解决了传统手段无法施测的难题。 该项目授权发明专利6项、软件著作权4项;发表SCI/EI论文270篇,总引用4500余次。经专家鉴定认为:“项目总体达到国际先进水平,其中在InSAR大气改正、多源数据融合、形变测量质量控制等方面居国际领先水平”。相关成果分别获教育部自然科学一等奖、国家测绘科技进步一等奖。
[成果] 1900010666 北京
TD991 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:高潜水位煤矿区80%以上为高标准粮田、人口密度大,采煤沉陷后地表易积水、农田生态系统严重受损、人地矛盾激增,直接威胁国家粮食安全、生态安全和社会稳定,其耕地的保护与复垦是世界性难题,突出表现在:1)土地沉陷深、多次沉陷、损毁时间长,现有的末端治理技术,土地恢复率低、土壤资源保护难;2)现有的充填复垦多采用矿山固体废弃物为充填材料,存在污染风险;3)沉陷积水区域非连续性及水陆两相生态系统动态演变的复杂性,导致生态系统恢复难:4)大量级沉陷形变、隐伏损毁信息获取难,难以实施科学的监测监控。该项目在国家科技支撑、自然基金、部委、企业等支持下,针对上述难题,历经十余年科技攻关,取得了如下创新性成果: 1)原创性提出了超前、动态、井上下耦合的井工煤矿“边采边复”技术,是对“末端治理”技术的重大突破:构建了井下开采单元与地面影响单元的时空响应机制,发明了“沉陷预计+约束条件”的复垦时机优选方法,以及与采矿时序耦合的“分层剥离、交错回填”动态土壤重构技术,缩短土地损毁时间50%以上,提高耕地恢复率10%~40%,攻克了无外来土源情况下土地保护难题。2)创立了环保生态型黄河泥沙充填复垦采煤沉陷地技术:研制了一套管道输沙系统,革新了关键设备,综合输沙成本降低30%以上:首次提出了夹层式土壤剖面重构原理及间隔条带交替式多层多次充填技术,是对现有充填复垦技术的重大创新,可高质量全面恢复土地。3)依据井上下时空响应机制和流域水文模拟模型,研发了水系动态重构及污染防治的湿地主动构建技术,改善了沉陷区生态环境。4)创立了以地下采矿信息为先导的“星-空-地-井”立体融合的沉陷地监测监控技术,攻克了InSAR沉陷监测失相干、隐伏耕地损毁边界与土壤裂缝获取难题,实现了沉陷地损毁及治理的大范围、全过程监测监控。 成果经鉴定认为:边采边复技术“总体达到国际先进水平,在井工煤矿沉陷区保土增地复垦、水系重构...等关键技术达到国际领先水平,…。”黄河泥沙充填复垦技术“总体达到国际先进水平,在强化排水技术和交替多层多次充填复垦技术工艺方面达到国际领先水平。”成果在国际上获得高度认可,如美国著名复垦专家Chugh教授撰专文,特别指出“边采边复技术是采煤沉陷区复垦的先进技术,在世界上也是一种领先的技术”,并将其命名为“CMR-UM”技术。 取得的知识产权:授权发明专利30项,实用新型专利3项,软件著作权12项;出版专著16部,发表代表性论文463篇,其中SCI/EI检索117篇,他引次数5326次。相关成果获省部级科技进步一等奖2项、二等奖2项。 成果在安徽、山东、江苏、河南、河北、吉林、辽宁等省50多个矿区应用,生态治理沉陷地60余万亩,若全国推广应用,可为国家增加1200多万亩耕地、600多万亩其他用地,保护了耕地红线、促进了失地农民就业、改善了生态环境,取得了显著的经济、社会与生态效益:形成国土资源行业标准8项,推动了我国采煤沉陷地治理的科技进步,引领了国际井工煤矿土地复垦与生态修复的发展。
[成果] 1800180280 上海
TP391.4 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] 1900010155 浙江
TU471.8 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:该项目属于土木建筑领域。中国大量存在和广泛分布有各种软弱地基,如何提高其承载力和稳定性,有效控制沉降,是工程建设中亟待解决的难题。传统地基处理方法难以满足高承载力与稳定性、低工后沉降和快速处理的要求;桩基础造价高,难以在大面积地基处理中使用。研发高性能地基处理技术是国民经济发展的重大需求。项目组经过近30年的理论和技术创新,创建了复合地基理论体系,研发了系列高性能复合地基技术,形成了完整工程应用体系,突破了传统地基处理技术瓶颈,实现了地基的快速、经济处理,使复合地基成为与浅基础、桩基础并列的土木工程三种主要地基基础型式之一,并成为本科生和研究生教材与教学的重要内容,基础工程类各种设计手册和指南的重要章节。主要创新点为: 创建复合地基理论体系,引领和支撑了复合地基技术研发及工程应用。1992年出版复合地基领域第一部专著,首次提出复合地基的科学定义、形成条件和系统分类,构建了复合地基理论框架;揭示了基础刚度等因素对复合地基工作性状的影响规律,建立了不同类型复合地基承载力和沉降分析理论;阐明了复合地基桩体多模式破坏和渐进破坏机理,建立了稳定分析理论,攻克了黏结材料桩复合地基稳定分析难题;提出了复合地基固结理论,解决了复合地基工后沉降预测的难题;建立了复合地基抗震分析理论,为地震区复合地基技术应用提供支撑。 研发出系列高性能新型复合地基技术,满足了不同类型的工程建设需求。发明了承载力高、沉降小、固结快的系列高性能复合型桩体,单桩承载力提高30%~100%,造价降低30%~50%;研发了可实现桩土刚度与强度沿竖向优化的长短桩复合地基技术和刚柔性桩复合地基技术,比桩基础降低造价20%~25%;研发了水平强加筋垫层-顶部筋箍自约束碎石桩的双向增强体复合地基技术,地基的稳定性和承载力提高21%~46%;研发了低强度桩-柔性筏基的双向柔性加固复合地基技术,有效地解决了软黄土路段不均匀沉降控制难题。 建立了复合地基设计方法和技术标准,形成了复合地基工程应用体系。建立了复合地基承载力、沉降、固结、稳定及抗震设计方法,出版《复合地基设计与施工指南》,主编了复合地基领域第一部国家标准《复合地基技术规范》及其他主要规范共5部,形成工程应用体系,支撑了复合地基技术的应用。 该项目发表论文356篇(SCI检索40篇、EI检索185篇),出版学术著作6部,总他引11320次,单篇论文最高他引474次;复合地基领域他引排名第1、3、4的著作和排名1~4的论文均为该项目成果。获授权国家发明专利17项、实用新型专利34项;获批国家及省部级工法4项;获中国岩石力学与工程学会科技进步特等奖、中国公路学会科学技术一等奖、湖南省科技进步一等奖共3项。 该项目成果已在京津城际高速铁路、京沪高速铁路、广东广佛高速公路、浙江杭宁高速公路等许多重大工程得到成功应用,并广泛应用于建筑工程、高速公路、高速铁路、市政道路、港航等领域。仅提供应用证明的工程近3年新增利润和节约工程造价35.38亿元,社会经济效益巨大。
[成果] 1800010433 江苏
TD353 应用技术 其他煤炭采选 公布年份:2017
成果简介:中国煤矿回采工作面两侧的区段巷道总长度达到几百万米,留设护巷煤柱造成的呆滞资源量占煤炭损失量的40%左右。煤层气即是一种清洁能源,又是一种强温室气体,聚集于采空区中的煤层气抽采难度大。无煤柱开采作为提高资源回收率和提高采空区煤层气抽采率的有效措施已成为很多矿区期盼和亟需解决的关键技术。为此,针对现有技术的不足,课题组创新研发了“软岩巷道断顶卸压充填高效复用关键技术”。 主要科技成果包括: 1、突破了软岩顶板巷道难以复用的技术瓶颈,创建了软岩条件下断顶卸压充填巷道高效复用的关键技术。(1)提出了巷道轴向深孔定向半扇面非贯穿预裂爆破方法。(2)构建了巷旁覆岩垮落封堵、碎胀充填支撑上覆稳定岩层的新型沿空留巷结构。(3)基于煤矸胶结材料力学特性研究,开发巷旁间隔浇筑预应力注浆墩柱加强支护体系。 2、攻克了软岩顶板巷道难支护的技术难题,发明了多级协调组合壳变形控制新技术。(1)构建了以短细密锚杆加固浅部锚固承载壳,长锚索加固深部自然承载壳以及中间裂隙让压壳为核心的多级协调组合承载壳结构。(2)发明了裂隙水导出装置和方法,阻止了因软岩遇水膨胀泥化导致的支护失效。 3、提出了软岩巷道断顶卸压充填高效复用结构力学模型。(1)建立了考虑断顶前后覆岩裂隙产生、发展的时空规律和分布形态以及软弱岩层力学特性、垮落岩体堆积充填支撑的结构力学模型。(2)揭示了给定变形条件下断顶卸压充填巷道复用覆岩运移规律和应力演化特征。 该项目获授权国内发明专利10项,获教育部技术发明奖(专利类)二等奖1项,中国煤炭工业协会专利奖1项,发表SCI和EI论文12篇,累计被引用35次,经专家会议鉴定项目成果达到国际先进水平。 推广应用情况:该技术成功应用于徐州矿务集团夹河煤矿、常兴煤业有限公司等企业。项目自实施以来已累计少掘进16条巷道,全长11720m,少留设16条保护煤柱,多回收煤炭资源65.17万吨,产值达29918.1万元。项目不仅降低了巷道支护成本,提高了资源回收率和煤层气抽采率,同时减少了煤层气向大气中的排放,降低了对大气环境的污染,有利于矿区土地复用、生态修复和环境保护。该项目推广应用到徐州矿务集团夹河煤矿、常兴煤业有限公司和三河尖煤矿、山东新安煤矿等企业,为同类条件的矿区提高沿空留巷技术水平提供了示范,取得了良好的经济和社会效益,具有广阔的推广应用前景。
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