大皖新聞訊 安徽理工大學深部煤礦采動響應與災害防控國家重點實驗室(以下簡稱安徽理工大學國家重點實驗室)是煤礦采動災害防控領域唯一的國家重點實驗室。這幾天,雖然是學校暑假放假時間,實驗室副主任王磊卻比平時都忙。
“我最近每天都下井,處理煤礦井下現場生產安全技術難題?!?月9日,王磊向大皖新聞記者介紹,實驗室主動融入“能源革命”“長三角一體化”等國家戰略,立足兩淮、輻射全國,為煤炭行業安全可持續發展提供了強大理論、技術、裝備和智庫支撐。
安徽理工大學黨委書記、實驗室主任郭永存教授指導煤巖細觀結構實時演化觀測試驗。
科研創新,引領能源安全科技進步
據介紹,隨著我國煤礦普遍進入深部開采,煤與瓦斯突出已經成為煤礦安全生產的最大威脅。
煤與瓦斯突出會在極短時間內,向巷道或采場突出大量煤炭,涌出大量瓦斯,產生強大沖擊力,瞬時摧毀巷道設施,造成重大財產損失和人員傷亡。
煤與瓦斯突出機理與防控,是世界采礦界亟待突破的重大科學問題和工程技術難題。
弄清煤與瓦斯突出的機理是實現災害有效防控的前提,煤與瓦斯突出過程的成功再現將極大促進地質構造帶煤與瓦斯突出發生機理與規律的科學研究工作。
記者了解到,在安徽理工大學國家重點實驗室有一個國際首臺煤與瓦斯突出模擬實驗平臺。
中國工程院院士、安徽理工大學校長袁亮院士深入煤礦井下指導瓦斯抽采。
為揭示煤與瓦斯突出災害發生機理及規律,實驗室以綜合假說和基礎理論為科學指導,成功研制了全球唯一與煤礦現場高度相似的“六套基礎試驗儀器+多尺度模擬試驗系統”的大型真三維煤與瓦斯突出物理模擬試驗系統。
實驗室還以煤礦典型突出事故為原型,開展了全球首次在加載充氣保壓條件下進行的一次巷道掘進揭煤誘發煤與瓦斯突出模擬試驗,填補了吸附瓦斯煤巖特性試驗與突出全過程真實模擬的技術空白。
該項試驗過程中,利用捕獲煤厚異常區揭煤過程中突出的孕育、發展和發生全部信息,推動了對煤與瓦斯突出發生機理與規律的研究、提升了煤礦瓦斯災害防控水平,而這些成果離不開安徽理工大學國家重點實驗室的科研創新團隊。
記者了解到,近年來,實驗室聘任彭蘇萍、汪旭光等院士8人,建立“院士+”模式,“組建大團隊”,“承擔大項目”,“產出大成果”,“培養大人才”,以創新促卓越,培養高素質礦業科技人才,創建一流國家級科技創新平臺。
王磊介紹,實驗室在深部煤巖體采動力學響應、深部開采多場耦合災變機理與煤礦深部采動災害防控方面實現多項技術突破,發表高質量學術論文1112篇,出版學術專著43部,授權發明專利779件,含美國、法國、日本等國際發明專利99件;授權軟件著作權73件,制定標準4項。
近3年,與美、澳、波、德、加等國家的多所知名高校有密切的合作關系,已成功聯合舉辦國際性會議7次。在煤礦安全智能精準開采領域達到并保持國際先進水平,局部技術處于領先地位,多項研究成果被鑒定為國際領先水平。袁亮院士獲得世界采礦大會(WMC)突出貢獻獎,12人任相關國際學術組織委員,36人任相關國際學術期刊編委、審稿人。
大型真三維煤與瓦斯突出物理模擬實驗系統
科技創新,讓黑水煤泥在礦區消失
煤炭是國家主體能源,實現碳達峰、碳中和對于加快生態文明建設、促進高質量發展至關重要?!半p碳”背景下,清潔高效利用是必然選擇。我國煤炭洗選比例(80%)遠低于世界主要產煤國家的煤炭,一個重要原因是我國傳統選煤缺少先進的方法、技術及裝備。
為解決傳統煤矸分選技術工藝繁瑣復雜、效率低下、污染嚴重等工程難題,安徽理工大學國家重點實驗室還研發了煤矸智能多通道高速并行識別技術、精準定位與快速聚能空氣射流高效分離技術,提出了煤礦寬粒級煤矸光電分選多參數協同優化方法及智能控制策略,研發了適用于不同深部煤礦特征的模塊式高可靠性、高安全、智能化煤矸高效光電分選設備,研發了與“采-充-留”協調適配的煤矸高效光電分選技術。
據介紹,成果較傳統濕選方法具有體積小,占地少,速度快、效率高、精度高、能耗低、不耗水等優勢。成果突破X射線光電分選卡脖子難題,創新面向寬粒徑煤矸雙能X射線的識別算法,發明基于凹點檢測的煤矸精準識別及定位技術、一種空氣射流精準噴吹的高頻高可靠性電磁閥及控制技術,研制具有完全知識產權的寬粒徑煤矸X雙能射線智能光電分選成套裝備,性能指標優于進口,實現進口替代,成功解決煤矸6~300mm寬粒徑精準識別與高效分離。
大皖新聞記者了解到,智能化煤矸高效光電分選設備成功在淮河能源(集團)股份有限公司進行了工業性試驗,開啟了煤炭智能洗選的技術革命,全面推廣應用后,使礦區不再有黑水煤泥,矸石山也變成了綠草地。該成果之后在安徽、山西、青海等煤礦應用,近三年直接經濟效益達15.4億元。
記者在采訪中了解到,安徽理工大學國家重點實驗室現有固定研究人員204人,院士全職院士1人,全職引進和自主培養國家級人才13人,正高職稱127人,副高職稱57人,涵蓋礦業、安全、地質、土木、材料、機械、電氣等學科專業;團隊品德優良、結構合理、創新能力突出,近年來攻克了許多難題。
實驗室榮獲第六屆全國專業技術人才先進集體、安徽省青年五四獎章榮譽稱號、全國煤炭青年五四獎章集體榮譽稱號;入選2022-2026年煤炭行業科普教育基地。獲批“全國高校黃大年式教師團隊”2個,中國煤炭工業協會創新團隊2個,安徽省“115”產業創新團隊2個,安徽省高校領軍人才團隊3個。
近5年來,新增國家級科研項目115項,國家重大科研儀器研制項目1項,國家重點研發計劃課題6項;新增校企合作項目173項,總經費4.03億元。獲省政府科技獎勵36項,一等獎14項;中國煤炭工業協會科學技術獎42項,一等獎12項;中國機械工業聯合會技術發明一等獎1項。
全國專業技術人才先進集體榮譽證書。
校企合作,促進我國礦山產業發展
大皖新聞記者采訪中了解到,安徽理工大學國家重點實驗室以“開放、流動、聯合、競爭”為指導思想,加強國內外學術及校企產學研用交流與合作,充分發揮校企各自優勢,推進煤炭安全高效開采科研成果的工程化、產業化研究開發,促進我國礦山產業的發展。
實驗室先后提交重大決策咨詢報告及建議30余項,主動融入“能源革命”“健康中國”“長三角一體化”等國家戰略,提出能源全生命周期全產業鏈戰略規劃、產業發展治理體系等工程科技建議,政產學研協同攻關體制機制等政策建議。
依托中國工程科技發展戰略安徽研究院,聚焦安徽重大工程科技發展需求,發揮高?!爸菐臁弊饔?,開展安徽省能源產業發展戰略研究,為省委省政府提供前瞻性、專業化、高品質、高質量決策支撐。
瞄準煤及共伴生資源開采科技前沿,開發成功鉆孔、以孔代巷、地面鉆井抽采卸壓瓦斯成套技術,應用于淮南礦區,連續23年杜絕瓦斯事故,解決了千米深井瓦斯災害治理難題。開創煤與瓦斯共采走向煤與共伴生資源精準開采新的科學研究階段;挑戰低濃度瓦斯利用世界性難題,創立瓦斯分濃度段利用關鍵技術,實現煤礦瓦斯全濃度利用,解決了煤與瓦斯共采和環境減排問題。
瞄準行業安全發展,主持國家《安全科學與工程學科發展戰略研究(2015-2030)》規劃編制、《煤礦安全規程》井工開采修訂、國標和行標制定;依據礦山領域技術積淀,主編《辭?!罚ǖ谄甙妫┎傻V分科編纂,助推礦業知識普及,為國家能源安全和行業高質量發展做出了重大貢獻。
瞄準學術共同體構建,牽頭發起成立行業首個“煤炭安全智能精準開采協同創新組織”,承辦中國工程科技論壇2次、主辦國際會議8次,共計100余位兩院院士、參會人員近萬名,推動煤炭安全精準開采理論與技術發展。
瞄準礦井安全生產,指導淮南礦區建成以顧橋煤礦、張集煤礦等為代表的8座高瓦斯、千米深、千萬噸級現代化礦井群;組建晉城、陜煤等技術服務項目部14個,培訓工程技術人員18900余人次;覆蓋產能達22億噸,為煤炭行業高質量發展做出積極貢獻。
大皖新聞記者 張安浩
編輯 張思平
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