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安徽日报 | 牢记嘱托 感恩奋进:安徽理工大学国家重点实验室以科技革命夯实能源安全根基
2023-08-05 17:41   党委宣传部   (点击: )

日前,记者来到安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室,科研人员正在进行采动响应力学测试。

“在大量工程实测和理论研究的基础上,发现了采掘工作面围岩存在高应力束组成的三维‘应力壳’。”实验室副主任王磊告诉记者,据此提出了控制围岩最小变形的时空耦合支护方法,首创了巷道底板超挖锚注回填技术,得到了广泛应用,研究成果获国家科技进步二等奖。

作为我国煤矿采动灾害防控领域唯一的国家重点实验室,安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室主动融入“能源革命”“长三角一体化”等国家战略,立足两淮、辐射全国,为煤炭行业安全可持续发展提供强大理论、技术、装备和智库支撑。

中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮深入煤矿井下指导瓦斯抽采

科技创新,引领智能精准开采

在内蒙古鄂尔多斯市的麻地梁煤矿,地面操作人员打开5G+智慧煤矿系统,井下采掘工作面的工作现场便一目了然。操作人员在监控中心远程干预遥控设备运行,采掘工作面落煤区域无人操作,实现地面和井下相结合的远程遥控式精准开采。

实验室以煤炭智能精准开采理论为指导,开创了煤矿智能精准开采理论与技术,开展了5G+智慧煤矿系统设计,构建了人机环管数据库和设备远程诊断系统,创新研发了安全精准开采和绿色低碳运维等关键技术,成功将麻地梁煤矿指导建设为国家首个5G智慧矿山示范基地,研究成果达到国际领先水平。

实验室聘任彭苏萍、汪旭光等院士8人,建立“院士+”模式,200余名研究人员,创建一流国家级科技创新平台,不断推进理论与技术突破。

采掘工作面围岩“应力壳”理论——建立了多灾源煤层群、单煤层巷道和采场围岩应力壳理论体系,首次开拓性地将二维矿压理论体系推广到三维矿压理论体系。

围岩失稳及安全控制理论与技术——创新了控制围岩最小变形的时空耦合支护方法,首创了巷道底板超挖锚注回填技术并研发了锚网索注整体加固主动支护成套技术。

多场耦合灾变机理与防控技术——首次提出了扩容致灾的安全判定指标;开发了深井开采煤体扩容的有效预测方法,发明了扩容灾变的实时定量监测预警成套装备与技术;创建了水力压裂高效增透成套新技术,在煤与瓦斯动力灾害防控领域取得重大突破。

多灾源煤层群协调开采理论与技术——创建了“减缓采动应力集中为核心”预先区域防控新技术,研发了“刚性支架+柔性金属网”的新型刚柔复合全断面支护系统,创新了“差异步距”采煤新工艺。

近3年,实验室与美、澳、波、德、加等国家的多所知名高校建立密切的合作关系,已成功联合举办国际性会议7次,在煤矿安全智能精准开采领域达到并保持国际先进水平,多项研究成果被鉴定为国际领先水平。中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮获得世界采矿大会(WMC)突出贡献奖,12人任相关国际学术组织委员,36人任相关国际学术期刊编委或审稿人。

安徽理工大学党委书记、实验室主任郭永存教授指导煤岩细观结构实时演化观测试验

技术革命,引领能源安全进步

在实验室里,有一套全球唯一大型真三维煤与瓦斯突出物理模拟实验系统,既可用于煤与瓦斯突出模拟试验,还可应用于各类大型真三维岩土类力学试验。

“这是国际首台煤与瓦斯突出模拟实验平台。”王磊告诉记者,实验室开展了全球首次在加载充气保压条件下进行的一次巷道掘进揭煤诱发煤与瓦斯突出模拟试验,填补了吸附瓦斯煤岩特性试验与突出全过程真实模拟的技术空白,极大推动了对煤与瓦斯突出发生机理与规律的研究、提升了煤矿瓦斯灾害防控水平。

近年来,实验室基于煤矿采动响应、灾变机理与防控理论体系,开发了煤矿采动灾害多场耦合灾变监测预警系统平台,创新煤岩体采动灾变的定量和定向防控技术,研发了煤矿开采灾害防控智能装备。研发的大型带式输送机安全高效运行关键技术与装备,为现代化高产高效矿井提供了设备保障。

在淮河能源控股集团,实验室进行了煤矸高效光电分选关键技术及装备的工业性试验,开启了煤炭智能洗选的技术革命,全面推广应用后,矿区将不再有黑水煤泥,矸石山将变成绿草地。

煤炭是国家主体能源,双碳背景下,清洁高效利用是必然选择。实验室研发了煤矸智能多通道高速并行识别技术、精准定位与快速聚能空气射流高效分离技术,成功解决了煤矸6~300mm宽粒径精准识别与高效分离,在安徽、山西、青海等煤矿应用,近三年直接经济效益达15.4亿元。研究成果获安徽省科技进步一等奖1项,该装备也参加了安徽改革开放40周年成果展示。

近5年来,该实验室新增国家级科研项目115项,国家重大科研仪器研制项目1项,国家重点研发计划课题6项;新增校企合作项目173项,总经费4.03亿元。获省政府科技奖励36项,一等奖14项;中国煤炭工业协会科学技术奖42项,一等奖12项;中国机械工业联合会技术发明一等奖1项。

安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室科研团队

产学研融合,成果引领行业发展

近年来,实验室以“开放、流动、联合、竞争”为指导思想,加强国内外学术及校企产学研用交流与合作,充分发挥校企各自优势,推进煤炭安全高效开采科研成果的工程化、产业化研究开发,促进我国矿山产业的发展。

聚焦国家能源安全新战略,高端智库支撑科学决策,实验室先后提交重大决策咨询报告及建议30余项,主动融入“能源革命”“健康中国”“长三角一体化”等国家战略,提出能源全生命周期全产业链战略规划、产业发展治理体系等工程科技建议,政产学研协同攻关体制机制等政策建议。

依托中国工程科技发展战略安徽研究院,聚焦安徽重大工程科技发展需求,实验室发挥高校“智库”作用,开展安徽省能源产业发展战略研究,为省委省政府提供前瞻性、专业化、高品质、高质量决策支撑。

瞄准煤及共伴生资源开采科技前沿,实验室开发成功钻孔、以孔代巷、地面钻井抽采卸压瓦斯成套技术,应用于淮南矿区,连续23年杜绝瓦斯事故,解决了千米深井瓦斯灾害治理难题,实现煤矿瓦斯全浓度利用,解决了煤与瓦斯共采和环境减排问题。

瞄准行业安全发展,实验室主持国家《安全科学与工程学科发展战略研究(2015-2030)》规划编制、《煤矿安全规程》井工开采修订、国标和行标制定;主编《辞海》(第七版)采矿分科编纂,为国家能源安全和行业高质量发展做出了重大贡献。

瞄准学术共同体构建,实验室于2017年牵头发起成立行业首个“煤炭安全智能精准开采协同创新组织”,承办中国工程科技论坛2次、主办国际会议8次,共计100余位两院院士、参会人员近万名,推动煤炭安全精准开采理论与技术发展。

瞄准矿井安全生产,实验室指导淮南矿区建成以顾桥煤矿、张集煤矿等为代表的8座高瓦斯、千米深、千万吨级现代化矿井群;组建晋城、陕煤等技术服务项目部14个,培训工程技术人员18900余人次;覆盖产能达22亿吨,为煤炭行业高质量发展做出积极贡献。

实验室荣获全国专业技术人才先进集体称号

该实验室荣获第六届全国专业技术人才先进集体;获全国向上向善好青年群体等集体荣誉称号、安徽省青年五四奖章荣誉称号、全国煤炭青年五四奖章集体荣誉称号;入选2022-2026年煤炭行业科普教育基地。获批“全国高校黄大年式教师团队”2个,中国煤炭工业协会创新团队2个,安徽省“115”产业创新团队2个,安徽省高校领军人才团队3个。

(来源:安徽日报/记者 柏松)


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