附件:《CCAJ煤炭周报》总第97期(20230114—20230120).pdf
经典必读
系统总结了"十三五"以来我国煤炭科技取得的主要成果,梳理了煤炭地质勘探、矿井建设、煤及共伴生资源开采、矿井灾害防治、煤机装备与智能化、洁净煤技术、节能环保与职业健康等7个领域所取得的理论、技术及工程应用方面的进展。分析了当前煤炭科技发展面临的共性问题,指出煤炭科技创新支撑我国煤炭工业高质量发展的能力依然不足。提出了煤炭科技自立自强、完善现代化煤炭开发利用理论与技术体系的"十四五"煤炭科技发展目标。围绕煤炭安全绿色智能开采和清洁高效低碳利用,明确了"31110"科技创新主要任务,为"十四五"时期煤炭科技的发展方向提供了指导意见。
分析了美国碳达峰前后现代化进程、能源消费、碳排放强度等基本特征和变化规律,提出我国能源优化发展的三大路径,即持续提高能源效率,减少能源消费;大力发展新能源,优化电力结构;大力发展CO2能源化资源化新技术,推进CO2再利用;增强能源自给能力,保障能源安全。研判了我国能源消费格局演变趋势及不同时段煤炭消费规模,即我国能源消费格局演变分为煤炭由基础能源(2021—2030年)—保障能源(2031—2050年)—支撑能源(2051—2060年)、新能源对应由补充能源—替代能源—主体能源的3个阶段。即使全面实现了碳中和,仍需要煤炭作为电力调峰、碳质还原剂和保障能源安全的兜底能源(15亿~12亿t/a)。阐述了碳中和目标下,我国煤炭行业将迎来的三大机遇,即实现煤炭高质量发展的机遇、煤炭升级高技术产业的机遇、煤炭抢占新能源主阵地的机遇。
提出千米深井、软岩、强采动巷道支护-改性-卸压协同控制理念,采用数值模拟对比研究了无支护、锚杆支护、锚杆支护-注浆改性、锚杆支护-注浆改性-水力压裂卸压4种方案巷道围岩应力、变形及破坏规律,阐述了巷道支护-改性-卸压协同控制原理。研发出CRMG700超高强度、高冲击韧性锚杆支护材料,研究揭示了锚杆受拉、剪、扭、弯及冲击复合载荷作用的力学响应特征;开发出微纳米无机有机复合改性材料及配套高压劈裂注浆技术;研发出分段压裂水力压裂卸压技术与设备,形成了巷道支护-改性-卸压协同控制技术。基于上述研究成果,提出口孜东矿示范巷道支护-改性-卸压布置方案与参数,并进行了井下试验与矿压监测。
基于数字矿山技术发展现状,结合生产系统智慧化特征及要求,给出了智慧矿山概念及内涵:将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术融合,形成矿山感知、互联、分析、自学习、预测、决策、控制的完整智能系统;到2025年,实现煤矿单个系统智能化向多系统智慧化方向发展,建立智慧生产、智慧安全及智慧保障系统的基本运行框架,初步形成空间数字化、信息集成化、设备互联化、虚实一体化和控制网络化的智慧煤矿第二阶段目标。实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行。资源开发利用水平显著提高,煤矿职业健康和工作环境根本改善,矿山生态恢复和保护全面实施。
分析了在煤炭智能开采背景下地质保障技术面临的3个难题:地质条件探测精度不足、动态地质信息监测困难与智能开采缺乏统一的地质基础。论述了面向煤炭智能开采的地质保障技术体系,主要包含高精度综合探测、一体化智能在线监测、工作面地质透明化三大关键技术,通过煤炭开采过程中地质信息综合精准感知、动态融合、同步映射和孪生反馈,实现地质保障的数字化、三维可视化和智能化。针对新形势下煤矿安全发展新要求,提出了煤炭智能开采地质保障云平台、技术标准体系构建的发展方向,平台化、标准化的技术体系可为煤炭安全高效智能绿色开采提供可靠的地质保障。
齐庆新:我国煤矿冲击地压发展70年:理论与技术体系的建立与思考
研究主要从理论、监测与预警装备、防治技术及法律法规与标准构建等重点介绍新中国成立70年在冲击地压研究方面取得的成绩。同时,兼顾国外主要采矿国家在冲击地压研究上开展的工作。改革开放40年来,我国煤矿冲击地压矿井数量不断增加,研究冲击地压的人数不断增加,冲击地压发生机理不断完善,冲击地压监测技术及仪器与装备从无到有,性能不断提升,冲击地压防治技术与方法不断完善,有效性不断提高,冲击地压有关法律法规从无到有,现已趋于完善。综合而言,我国煤矿冲击地压理论与技术体系已初步形成。应该看到,随着大数据、智能化与机器人时代的到来,在新的科学技术的推动下,冲击地压理论与技术将获得更大的发展。
回顾了中国现代煤化工近25年的发展历程,分析了各个"五年计划"期间在国家政策引导和宏观调控下开展的科技创新和产业发展工作的时代特征。概述了中国现代煤化工的发展现状,梳理了近25年现代煤化工快速发展过程中所取得的丰硕成果,包括煤化工核心技术、专用催化剂、关键设备等方面实现的重大突破。煤直接液化、煤气化、合成气费托合成、甲醇制烯烃、煤制乙二醇等工艺路线的核心技术与关键设备均已实现重大突破,技术水平总体上已位居世界前列,其中煤直接液化、甲醇制烯烃、煤制乙二醇等已达到世界领先水平。阐述了5个具有特殊意义的典型现代煤化工工业化示范项目,汇总了中国现代煤化工各主要技术方向已建成投运的工业化示范项目及产业规模。最后对近25年的快速发展历程进行了反思。
在《土地复垦规定》颁布实施30周年之际,回顾了土地复垦与生态重建的相关政策法规文件、理论和技术成果、科研成果以及人才培养情况;重点阐述了对土地复垦有里程碑作用的法规,对监测诊断、采煤沉陷地治理、煤矸石山生态修复、露天矿复垦等方面的技术进行了述评,并从科技获奖、学术论文和研究生培养等方面给予了定量分析。从最基本的名词概念和发展历史阶段划分等基本问题的反思入手,重点对"谁破坏、谁复垦"的基本原则、复垦责任、复垦资金、复垦监管机制等土地复垦的政策与监管进行了反思,并分别对露天矿、沉陷地、煤矸石山等损毁土地复垦技术进行了反思。最后,对我国土地复垦与生态重建进行展望。
回顾了煤田发现历程,分析了其资源特征,重点强调了煤炭开发过程中出现的突出环境问题。简述了保水采煤问题的提出和发展过程,解释了保水采煤的概念及科学内涵。指出了保水采煤领域主要关键科学问题。介绍了矿区生态水位及阈限研究、浅埋煤层岩层控制、导水裂隙带发育高度、保水开采条件分区、保水采煤技术及地下水监测网建设等方面取得的主要成果。
系统回顾了煤气化技术在中国150多年的发展历史,分别介绍了我国引进各类煤气化技术的过程及其应用情况;以改革开放前和改革开放后2个阶段,重点概括了我国煤气化技术领域的艰难探索、系统深入研究和技术示范与应用过程中取得的重要进展与成果;对我国自主开发的主要煤气化技术的研发历程、技术特点、应用情况及最新进展进行概要阐述,并对地下气化、催化气化、加氢气化、超临界水气化、等离子体气化等新型气化技术的国内研发进展进行简要述评;总结了我国煤气化技术引进、自主研究与工程应用经验,从降低装置投资、提高系统效率、实现环境友好、协同处理液/固有机废物、融合信息化技术、开发新技术、保护知识产权等方面对煤气化技术的未来发展进行了展望。
全面阐述了现有的防尘基础理论,主要包括:粉尘弥散污染规律、粉尘微观润湿理论、尘雾凝并湿式除尘理论、湿式喷射混凝土除尘理论。同时针对现有研究的不足,在智能化防尘、煤层注水减尘、采掘作业环境降尘、抑尘材料等4个方面给出了下步研究展望。研究与实践表明,我国煤矿已经初步形成了粉尘防治的理论和技术体系,未来要以智能化防尘为抓手,实现粉尘高精度传感-传输-评估与预警,开发集雾化除尘、干式、干湿混合式、小型化、吸风量大等于一体的组合式除尘器,实现综掘工作面、综采工作面等广域复杂空间微细粉尘高效通风控除尘技术与装备体系;同时,在低渗煤层水力强渗-增润技术、智能化防尘机器人、化学抑尘等技术与装备方面实现突破。以此来实现矿山粉尘的分源高效治理,提升矿井的清洁化生产水平。
基金申请
2016—2020年国家自然科学基金项目采矿领域共覆盖了7个研究方向( 二级代码) 。排名前5位的分别是安全科学与工程( 569项) 、矿物工程与物质分离( 402 项) 、矿山开采工程( 396 项) 、矿山开采基础理论( 351 项) 、资源循环利用( 153 项) ,资助项目数量占总数的 96. 64% 。在矿产资源开采中,安全指标是衡量矿山生产质量、生产效益极为重要的因素,这一结论也在国家自然科学基金项目研究中体现。
研究以环境地球科学学科土壤学有关的 D0701 环境土壤学、D0709 基础土壤学、D0710 土壤侵蚀与土壤肥力等三个二级申请代码为重点进行分析,发现申请项目中,关键词反映的主题分别集中在重金属污染、土壤有机碳、土壤团聚体和微生物修复。而批准项目在三个代码的三个不同主题下,关键词分布更为均匀,每个代码均有代表性的高频关键词出现:D0701 中的“镉”“重金属”,D0709 中的“土壤团聚体”“土壤氮循环”以及 D0710 中的“土壤水蚀机理”“土壤侵蚀”等。
国自然基金申请指导与技巧—:《标书歌》
徐长庆教授根据自己多年申请和评审基金的经验,以《标书歌》的形式对基金申请书的撰写要点、重点、难点、注意事项和技巧进行了提炼,对申请书题目、关键词、摘要、技术路线、关键问题、创新、特色及科学问题属性等内容进行了生动的阐述。
科学家在线(ScientistIn)是由多位热爱科研的哈佛-清华人才团队于2016年5月打造的科技供需对接平台。基于基金委在其网站上公布的423213项立项项目数据,ScientistIn采用当年价格加总计算的方法,对每个科学家(团队)获得的经费资助总额进行分析,统计出自然科学基金30年来对242548位科学家(负责人)的资助情况,结果发现,获得经费资助总额在1亿元以上的科学家有9人,在5000万以上29人,在1000万以上1017人。(点击标题查看完整表单)
【视频】 煤炭科学技术大家谈(第2期)—国家自然科学基金项目申请
2022年12月23日,由《煤炭科学技术》编辑部与《煤炭科学技术》青年编辑委员会共同发起主办的“煤炭科学技术大家谈”系列学术活动第2期成功举办。本期以“国家自然科学基金项目申请”为主题开讲,会议由中国矿业大学李桂臣教授主持,辽宁工程技术大学王来贵教授以“国家自然科学基金项目申报撰写要点”为题、中国矿业大学(北京)张俊文教授以“关于对国家自然科学基金项目申请的注意事项”为题分别做了精彩报告,围绕国家自然科学基金项目申请提出了独到的见解。
2022热点前沿与重点新兴前沿
生态与环境科学领域的 Top 10 热点前沿主要分布在生态科学和环境科学两个子领域。生态与环境科学领域有 2 个方向入选新兴前沿,即“经济、政策、能源、全球化等社会因素对环境可持续性的影响”和“2019/2020 年澳大利亚特大森林火灾对生态系统的影响及气候相关驱动因素”。
生态与环境科学领域 Top 10 热点前沿
地球科学领域 Top 10 热点前沿中有6个属于地质学相关研究,3 个地理学研究和 1 个大气科学相关研究方向。放射性碳测年技术首次入围,凸显地球科学研究测试技术的重大进步。地球科学领域有1项研究入选新兴前沿,即“埃及苏伊士湾油田储层多尺度表征”。
地球科学领域 Top 10 热点前沿
化学与材料科学领域 Top 10热点前沿主要分布在催化、电池、材料、新兴交叉等研究方向。催化方向有 3 项,“不对称催化合成轴手性化合物”连续第二次入选,“单原子催化”和“纳米酶”都是中国学者率先提出并做出重要贡献的前沿方向。电池方向有 2 项,分别是水系锌离子电池和锂硫电池。水系锌离子电池第二次入选,2020 年正极材料入选,2022 年负极材料。材料方向有 3 项,分别是“自供电可穿戴织物”“具有圆偏振发光性质的热激活延迟荧光材料”“多金属氧簇研究”。新兴交叉方向有 2项。数据科学与化学的交叉第二次进入Top 10热点前沿,另一项是“机械化学”。在化学与材料科学领域共有 3项研究入选新兴前沿,分别涉及能源材料、纳米生物医药材料和化学检测技术。
化学与材料科学领域 Top 10 热点前沿
信息科学领域位居前十位的热点前沿主要包括面向从头药物设计、人类活动识别、脑肿瘤图像分割等领域的深度学习方法研究,长距离自由空间量子密钥分配与量子纠缠研究,知识图谱与图嵌入技术研究,多智能体强化学习研究,区块链与物联网集成研究,大规模机器学习优化方法,以及无人机无线通信和毫米波 MIMO 通信系统的信号处理等方向。信息科学领域有 2 项研究入选新兴前沿,“面向 MISO、MIMO 通信的可重构智能表面研究”和“可解释人工智能”。
信息科学领域 Top 10 热点前沿
数据图表
2021 年煤炭产量为 41.3 亿吨,比上年增长5.7%,消费量 42.3 亿吨,增长 4.6%。
党的十八大以来,自然资源管理部门落实党中央决策部署,坚持节约资源和保护环境的基本国策,以节约资源和绿色发展为根本,通过系列措施,推进我国矿产资源全面节约和高效利用,矿产资源综合利用工作取得积极成效。一是出台了《关于推进矿产资源全面节约和高效利用的意见》,围绕加强勘查开发管理、研发推广应用先进适用技术、发挥标准规范强制和引领作用、建立长效机制等方面提出具体任务和要求,将节约与高效利用的要求贯穿于矿产资源勘查开发全过程,确定了今后一段时期矿产资源全面节约和高效利用的指导方向。二是会同国家发展和改革委员会、工业和信息化部、财政部、国家能源局联合印发《矿产资源开发利用水平调查评估制度工作方案》(国土资发〔2016〕195号),初步建立了矿产资源开发利用水平调查评估制度。三是陆续开展了 124 种矿产资源合理开发利用“三率”最低指标要求的研究工作,初步实现了在产矿山所涉及矿种全覆盖的目标,构建起我国矿产资源完整的“三率”指标体系,为强化矿产资源综合利用评估和监管奠定了基础。四是建立了先进适用技术推广目录发布制度,制定发布了《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录(2019年版)》和《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录(2022 年版)》,对加快先进技术的转化,实现综合利用产业化发展,提高矿产资源利用效率发挥了积极的推动作用。
党的十八大以来,绿色矿山建设从倡议探索、到试点示范、再到上下联动推进,成为推动矿业领域生态文明建设的重要平台和生动实践。2018 年发布了有色金属、煤炭等 9 个行业绿色矿山建设标准规范,15 个省陆续因地制宜研制发布了地方标准,绿色矿山标准基本确立。2019 年、2020 年开展全国绿色矿山遴选工作,目前共建设 1100 多家国家级绿色矿山,2020 年开展 50 家绿色矿业发展示范区创建工作。绿色矿山建设开展以来,在促进资源节约、高效利用,生态修复治理、构建矿区社区和谐关系等方面发挥了很大作用,成为矿业领域推进生态文明建设的生动实践。
2012 年,“中国东部中生代隐伏金属矿找矿理论技术创新与重大突破”获国家科学技术进步二等奖。2015 年,“2000m 以内全液压地质岩心钻探装备及关键器具”获国家科学技术进步二等奖。2016 年,“中国东部板内燕山期大规模成矿动力学模型”获国家自然科学二等奖;“航空地球物理勘查技术系统”获国家科学技术进步二等奖;“大别山东段深部探测与找矿突破”获国家科学技术进步二等奖。2017 年,“全国危机矿山接替资源勘查理论创新与找矿重大突破”获国家科学技术进步二等奖。2019 年,“碰撞型斑岩铜矿成矿理论”获国家自然科学二等奖。
来源:中华人民共和国自然资源部,中国矿产资源报告2022[M].北京:地质出版社,2022.
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