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主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

热烈祝贺长江学者特聘教授、《煤炭科学技术》编委胡振琪教授喜获2019年度国家科技进步二等奖

2020-01-10   出版传媒集团代艳玲供稿

  2020年1月10日上午,中共中央、国务院在北京隆重举行国家科学技术奖励大会。习近平、李克强、王沪宁、韩正等党和国家领导人出席大会并为获奖代表颁奖。长江学者特聘教授、《煤炭科学技术》编委胡振琪教授团队主持完成的“煤矸石山自燃污染控制与生态修复关键技术及应用”项目荣获国家科技进步奖二等奖。


  


  项目研究背景


  煤矸石山自燃会释放SO2、H2S、CO、NOx、粉尘等,是区域大气污染的重要来源,是亟须破解的生态环境保护难题。据不完全统计,我国中西部年产煤矸石近6亿t,约1200余座矸石山自燃,已经成为京津冀及周边大气污染防治的重要内容,也是“一带一路”能源开发必须面对和解决的环境问题。煤矸石山自燃的污染物属于无组织排放、难以纳入环境统计范畴,自燃治理与生态修复是从源头上防治大气污染的必然途径。煤矸石山治理存在燃点判定难、安全灭火难、有效防火难、植被恢复难等问题,且治理后复燃率高达60%以上。该项目针对矸石山自燃导致大气污染的这一源头控制难题和环境管理需求,在国家863计划、国家自然科学基金等支持下,历经10余年对此进行了艰苦卓绝的科技攻关与实践。


  项目成果及意义


  成功治理了包括山西长治、阳泉,河南平顶山等地成功治理了60余座矸石山,均未发生复燃,同时植被覆盖率达80%以上,治理后区域大气中SO2等有害气体浓度降低60%以上,全部达到国家有关空气质量二级标准,促使矸石山综合治理被纳入国务院《打赢蓝天保卫战三年行动计划》。经鉴定:成果整体达到国际先进水平,部分达到国际领先水平。获得自主知识产权39项,其中授权国家发明专利18项。颁布企业标准2部,获省部级一等奖2项、二等奖2项。发表论文120余篇,著作3部,被引用2260次。


  项目主要创新点


  (1) 发明了煤矸石山自燃位置监测诊断技术:燃点定位是精准灭火、抑制污染物排放的基础。针对煤矸石山深部燃点位置难以确定的瓶颈问题,发明了热红外与近景摄影测量、三维激光扫描等相耦合的表面自燃位置定位技术,构建了基于表面温度场和修正热传导模型的深部燃点位置解算模型,实现了矸石山自燃立体监测定位及预警,表层自燃位置定位误差为±0.15cm,温度偏差±3℃,深部燃点定位误差为±0.5m,满足了精准灭火的要求。


  (2) 首创了浅层喷浆与钻孔注浆相结合的安全灭火技术、材料及装备:灭火是控制矸石山有害气体析出的关键。针对灭火时易中毒、灼伤、爆炸,深部燃点灭火效率低,灭火材料易开裂失效引发复燃等难题,发明了远距离浅层喷浆控火与防爆型深部钻孔注浆相结合的灭火工法;发明了以阻燃剂为核心、入渗封闭性强、包裹防裂的阻燃材料,在增稠、增粘、增滑和防裂上具有独特性;研制出一机双泵,变浓度、变流量的灭火设备,灭火效率提高近3倍,实现安全、高效灭火。


  (3) 创立了煤矸石山抑氧隔氧耦合防火技术:矸石山存在大量可燃物质,防火是治本之策。在对矸石自燃和复燃驱动力(氧化反应)分析基础上,发明了杀菌剂和还原菌耦合的抑制氧化短期防火方法与材料;研制了惰性材料覆盖碾压隔氧长效防火方法、材料和装置,形成了抑氧隔氧耦合防火技术,并据此提出了菌剂喷洒、分层碾压、覆盖隔离、格室堆储的新排矸石防自燃堆储方法。


  (4) 研发了防燃型生态修复技术:植被恢复是生态修复的难点和改善大气环境的重要措施。针对自燃煤矸石山特殊条件,发明了以植物胶黏合剂为核心的喷播植物生长基质、防火层与植物根系相共生的土工格室结构、柔性护坡装置、防燃型植物群落等植被恢复方法,实现植被恢复后覆盖率在80%以上。


  项目负责人


  胡振琪,男,1963年5月出生,安徽五河人,中共党员,教授(二级)、博士生导师、长江学者特聘教授,是我国第一位中美联合培养的土地复垦学博士。现为中国矿业大学环境与测绘学院教授,中国矿业大学(北京)矿山生态安全教育部工程研究中心主任、土地复垦与生态重建研究所所长、教育部测绘类专业教学指导委员会委员,主要研究方向为土地复垦与矿区生态重建、矿区环境与污染土地修复、国土资源利用与管理和矿山测量。


  胡振琪教授长期从事土地复垦与生态修复研究,先后获国家科技进步二等奖3项,省部级科技进步奖20余项。出版专著10余部,编写教材5部,发表论文300余篇,获国家发明专利36项、实用新型专利11项。作为首席科学家完成和出版了中国煤炭学会第一个中国科协学科发展研究项目的研究报告《煤矿区土地复垦与生态修复学科发展研究》。


  荣获“新世纪百千万人才工程”国家级人选、教育部长江学者特聘教授、中国青年科技奖、教育部跨世纪和新世纪优秀人才、享受国务院政府特殊津贴,还获得美国采矿与复垦学会(ASMR)2009年度科技贡献奖、2018年度复垦先锋奖。目前担任国际土地复垦家联合会协调委员会委员(中国唯一代表)、中国煤炭学会煤矿土地复垦与生态修复专业委员会副主任委员兼秘书长、中国土地学会常务理事兼土地整理与复垦分会副主任委员、中国生态学会常务理事、首批国家清洁生产专家库专家、International Journal of Mining, Reclamation and Environment(国际采矿、复垦与环境杂志)执行主编、《煤炭科学技术》《中国土地科学》、《农业工程学报》等杂志编委。


  拓展阅读


  胡振琪:我国土地复垦与生态修复30年:回顾、反思与展望(点击查看)


  责任编辑:宫在芹

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