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竞逐“制高点”丨西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室因地制宜发展新质生产力

发布日期:2024-03-12 点击量:

3月5日,习近平总书记在参加江苏代表团审议时强调:“要牢牢把握高质量发展这个首要任务,因地制宜发展新质生产力。”

3月6日,习近平总书记在看望参加政协会议的民革、科技界、环境资源界委员时强调:“加强基础研究和应用基础研究,打好关键核心技术攻坚战,培育发展新质生产力的新动能。

与传统生产力形成鲜明对比,新质生产力的核心动力在于科技创新,西安科技大学是煤炭行业特色鲜明的高水平研究型大学,依托西安科技大学建设的“西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室”作为学校科技创新体系的重要组成部分,是我校组织高水平科学研究、培养和集聚创新人才、开展学术合作交流的重要基地。

搭建高质量创新平台 构筑新质生产力引擎

作为基础研究的生力军和重要技术突破的策源地,西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室面向国家能源安全、黄河流域生态保护和高质量发展、新时代西部大开发战略需求,响应“一带一路”倡议,坚持“四个面向”,围绕富油煤“绿色、低碳、安全、智能”开发目标,发力建设煤基油气资源开发领域自主创新平台,强化颠覆性、引领性和“卡脖子”难题等重大关键问题的突破,为推动煤炭工业转型升级、双碳战略实现、提升煤炭产业链协同水平、助力国家能源安全提供科技支撑。

近五年来,重点实验室牵头承担了多个国家级项目,科研成果获国家科技进步二等奖2项,省部级科技进步一等奖33项,二等奖63项,三等奖37项。发表高水平论文400余篇,出版学术专著及教材45余部,获国家发明专利授权170余项,在煤炭行业领域和高校具有广泛的学术影响


“五大平台”组团释放创新活力

富油煤安全高效开采物理模拟实验台始建于1993年,作为亚洲唯一的多功能支架实验台,通过三维空间内动-静耦合(非)均匀加载方式,为隧道、城市地铁、煤矿超大断面巷硐、液压支架等大型结构力学性态研究提供基础试验平台。目前该设备用于开展复杂条件下富油煤安全高效开采方法、超大断面巷道智能化掘进等多项创新性试验,引领了该领域基础与应用基础研究发展方向,为西安科技大学矿业工程、安全科学与工程学科的基础研究、人才培养和社会化服务做出了突出贡献。该实验台在规模、性能、测试手段及方法等方面均处于国际领先水平。

采动煤岩体与装备数字孪生实验装置拥有完全自主知识产权,通过“外动内定”装配式框架结构及同步异步伺服加载方式实现物理模型中不同倾角条件下采动煤岩体与装备载荷与位移精确还原,利用数字孪生技术建立物理采场围岩环境和采掘装备模型的数字孪生模型,形成了全周期、虚-实交互反馈、数据融合分析与控制的数字孪生系统,构建了基于重力-倾角效应的采动煤岩体与装备稳定性评估和优化技术创新平台,为大倾角、急倾斜富油煤层开采方法革新与智能化装备研发提供基础平台。该实验装置将服务于特殊赋存条件下富油煤采动力学行为、采场围岩-装备作用机制、颠覆性开采方法与智能化装备研发等国家重大需求,能够为稀缺复杂难采煤层智能化开采提供有力的科学支撑。

深部采动煤岩体多相多场动力学测试平台由超高压吸附、多元流体压裂、渗流、真三轴加载系统组成,吸附压力最大可达 25MPa,最大压缩载荷 2400kN,通过在富油煤试样上安装裂缝诱导孔,可实现多元流体(氮气、水、二氧化碳等)压裂煤样裂纹扩展及裂隙渗流多相多场耦合作用模拟,是用于富油煤压裂裂缝动态扩展规律以及流体、诱导孔参数对压裂效果的影响机制的国际领先水平的专用实验装置。可为大尺寸热解富油煤孔隙裂隙渗流实验以及温度-应力-渗流耦合作用下富油煤非线性渗透特征研究提供可靠条件保障。

富油煤原位热解物理模拟装置主体由冷却系统、压力系统、加热夹持系统、油气采集系统、管路焦油收集系统、孔渗在线测试系统、数据采集系统六部分组成。最大输出压力可达40Mpa,利用轴压微控泵可确保轴压恒定,不随煤体变形而改变。用于模拟地层条件下富油煤热解过程及油气产出规律,进而对不同埋深及应力条件富油煤层热解工艺及油气回收率进行评价,为富油煤地下原位热解选区评价提供可靠参数。

大型煤自燃发火试验台由物理相似模拟试验台、保温隔热系统、模拟采空区通风系统、分布式测温系统、粒子辐射监测应力状态系统以及气体监测系统组成,实验煤重可达2吨。可模拟实际生产条件下煤自燃过程,检测实验过程中的温度分布及产生的气体的变化,计算煤自燃、富油煤可控燃烧的相关参数。该设备可创造煤体在常温下依靠自身氧化放热而引起升温的供氧和蓄热条件;实验台煤体的蓄热环境类似于实际情况下大量松散煤体内首先引起自然升温的高温区域;并能确保较佳的煤体粒度,提供最有利于松散煤体自燃的漏风强度。因此,该设备能够测试煤的最短自然发火期,及最佳自燃条件下的相关参数。

勇担使命 为锻造新质生产力厚培沃土

多年来,西安科技大学始终坚持以创新驱动引领高质量发展,聚焦科研赛道、产业赛道,争当服务振兴“主力军”,厚植新质生产力生成的优势和底蕴,发挥在教育、科技、人才“三位一体”中的战略支点作用,心怀“国之大者”,加强有组织科研,主动服务国家和西部区域经济全面振兴重大战略需求,聚力解决关键核心技术领域重大科学问题3月3日,西安科技大学新质生产力研究中心成立大会在雁塔校区举行,西安科技大学校长、西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室主任来兴平强调要按照习近平总书记在中共中央政治局就新能源技术与我国的能源安全进行第十二次集体学习时重要讲话精神,聚焦国家“双碳”战略、能源安全新战略等,完善“能源+”“安全+”“智能+”“低碳+”新工科融合发展模式,发挥好双碳未来学院、软件学院、卓越工程师学院、“双带头人”支部、重点实验室等各类平台作用,为国家高质量发展作出更大的贡献。