关于拟提名2019年度四川省科技进步奖励

参评项目的公示

按照四川省科学技术奖励工作办公室《关于做好2019年度四川省科学技术奖励提名工作的通知》要求，现将“煤自然发火功能化离子液体定向阻化技术”拟提名2019年度四川省科学技术奖励参评项目予以公示。公示期7天，从5月13日—5月19日。任何单位和个人如有异议，请在公示期内向科技处成果科实名提出，匿名异议不予处理。

联系人：薛力猛   赵渭泳  刘畅 

　　联系电话：83858201

 

 

附件：四川芙蓉集团实业有限责任公司拟提名2018年度四川省科技进步奖励参评项目情况

 

                                                          科技处

                                                       2019年5月13日

 

 

附件

 

拟提名2019年度四川省科技进步奖励

参评项目情况

项目名称：煤自然发火功能化离子液体定向阻化技术

提名单位意见：四川省矿区煤自然发火形势严峻，严重影响了矿井的安全生产，定向抑制煤自燃是预防矿井火灾的关键也是煤矿安全领域的难点。该项目针对阴阳离子对煤活性基团作用程度的定量表征及离子液体阻化煤的功能化配制等关键科学技术问题，构建了四川芙蓉矿区煤分子基团和气体产物随温度变化的内在关联机制，揭示了煤氧化过程微观作用机理及离子液体阻化煤自燃的特征结构模型及放热机制，创建了抑制煤氧化自燃的离子液体的功能化配制方法，开发了功能化离子液体阻化剂配制及高效循环应用工艺系统，实现了功能化离子液体定向阻化煤成果的转变，大大提高了阻化剂的阻化效果，降低了应用成本，为四川芙蓉矿区安全生产及发展新型阻化技术做出了重大贡献。该成果达到国际领先水平，推荐该项目申请四川省科技进步奖一等奖。

项目简介：我国煤炭储量巨大，煤氧化活性差异显著，自然火灾频发，芙蓉矿区自燃灾害尤为严重。随着科学技术的发展，阻化防灭火技术在现代煤矿防火技术中得到全面应用，但存在着无定向性、时效性差及污染环境等问题。因此，研发一种具有定向阻化功能的绿色环保型阻化剂十分必要。

该项目基于煤活性基团氧化贡献度的差异性及离子液体中阴阳离子对煤活性基团破坏的选择性，配制针对不同变质程度煤的功能化离子液体阻化剂，实现煤自燃定向阻化。

项目以理论研究为基础，深入研究了离子液体对煤表面活性基团的微观作用过程及宏观阻化特性，配制了针对芙蓉矿区无烟煤的功能化离子液体阻化剂，并在川煤集团芙蓉矿区成功开展了应用，取得了较好的效果，得到的主要创新性成果有：

1、揭示了煤氧化自燃过程的微观作用机理

根据煤氧化过程关键活性基团演变特征，确定了煤活性基团在不同氧化阶段的贡献度，掌握了煤氧化过程热效应变化特征；构建了煤分子活性基团与气体产物随温度变化的内在关联机制，得到了气体产物释放规律，揭示了煤氧化过程微观作用机理。

2、构建了离子液体阻化煤分子的结构特征模型及氧化热动力学模型

依据离子液体对煤物理化学结构分布特征的影响，定量表征了离子液体中阴阳离子对煤表面活性基团的作用程度，建立了氧化过程抑制结构模型；掌握了离子液体阻化煤氧化过程中热行为反应模式及热耗散结构的作用机制；确定了阻化煤样氧化过程中表观活化能、指前因子、反应速率常数等动力学参数，建立了反应动力学模型。

3、掌握了定向抑制煤氧化自燃的功能化离子液体数据库和配制方法

基于离子液体中阴阳离子对煤分子表面活性结构破坏程度定量表征及氧化热动力学参数变化特征的量化度，提出了离子液体定向阻化煤自燃的理论，建立了功能化离子液体各阴阳离子惰化活性基团数据库，最终得到了离子液体阻化剂的功能化配制方法；根据功能化离子液体阻化剂的宏观阻化特性，确定了抑制煤氧化自燃的最优功能化离子液体配方，研制出针对不同煤种的功能化离子液体阻化剂，确定了适合抑制川煤无烟煤自燃的离子液体阻化剂及其阻化性能指标；

4、开发了功能化离子液体阻化剂循环利用高效应用工艺

设计了矿用功能化离子液体阻化剂发生装置，实现了功能化阻化剂智能化配制；研发了阻化剂喷洒、回收、净化装置及系统工艺，革新了传统阻化剂使用效率低的难题，实现了阻化剂的循环使用。开发的功能化离子液体在川煤集团工业试验成功应用，表明开发的阻化剂具有较好的阻化效果和相关的工艺装备实现了可利用，社会经济效益显著。

客观评价：2019年4月26日四川省科建煤炭产业技术研究院有限公司组织召开了“煤自然发火功能化离子液体定向阻化技术”项目科技成果评价会。评价咨询专家组一致认为该成果整体达到了国际领先水平。

推广应用情况：2012年6月起至2016年5月在四川芙蓉集团实业有限责任公司杉木树和新维煤矿进行了广泛的应用推广，实现了功能化离子液体阻化剂及相关工艺装备的成功应用，有效预防了工作面煤自燃灾害的发生，保障了矿井的安全生产。

主要知识产权证明目录：一种抑制煤自燃的环保型离子液体阻化剂、煤田火灾演化过程相似模拟试验装置及方法、基于指标气体的采空区煤自燃危险程度判别与预警方法、一种煤矿井下液态二氧化碳被动性防火灭火的方法及装置、一种在无氧条件下煤炭中一氧化碳气体分析的方法、一种燃烧烟气分析实验监测装置、防治煤自燃的离子液体阻化剂发生装置、松散煤体内气体热扩散测试用实验装置、一种煤矿井下液态二氧化碳被动性防火灭火的方法及装置。

主要完成人情况：1、邓军，项目负责人，协调各阶段科研工作；2、蒋志刚，技术负责人，负责现场实施规划与指导及现场应用推广工作；3、王彩萍，实验总负责人，项目总体设计、理论研究、数据分析；4、陈丽军，实验设计、实施及数据分析；5、肖旸，实验总体设计，负责实验方案、测试方法；6、俞学平，负责现场试验实施管理及技术指导；7、白祖锦，本项研究过程中理论研究和实验分析；8、阿多，负责现场实施及应用推广工作；9、肖新建，负责项目数值模拟及分析；10、吕慧菲，实验测试与分析。

主要完成单位及创新推广贡献：

1、四川省煤炭产业集团有限责任公司为本项目第一完成单位，创造性地作出了以下贡献：（1）提出功能化离子液体定向阻化技术现场应用需求，总体负责本项目现场研究及应用方案制定，负责本项目研究成果在四川芙蓉集团实业有限责任公司的推广应用工作；（2）负责项目研究方案的论证和技术路线的制定等工作；（3）负责该项目研究过程中所需煤样、材料等相关基础参数的提供及现场试验工程施工；

2、西安科技大学为本项目第二完成单位，创造性地作出了以下贡献：（1）负责项目总体技术方案设计工作，负责实验、理论、数值模拟研究，负责相关技术装备研发工作；（2）掌握了煤自燃过程活性基团氧化贡献度，构建了活性基团与气体产物随温度之间的内在关联机制；（3）提出了功能化离子液体阻化剂定向阻化煤自燃的基础理论，建立了功能化离子液体配方数据库；（4）掌握了功能化离子液体对煤微观结构的影响特征，构建了功能化离子液体阻化煤自燃的分子结构模型，揭示了功能化离子液体抑制煤自燃的微观机理及氧化动力学响应机制；（5）确定了针对四川芙蓉矿区无烟煤的功能化离子液体阻化剂配方，掌握了宏观阻化特性；（6）设计了功能化离子液体发生、喷洒、回收、净化等装置和工艺系统。

3、四川芙蓉集团实业有限责任公司为本项目第三完成单位，创造性地作出了以下贡献：（1）负责项目总体实施过程，为项目理论、实验研究提供基础，及相关的材料用品；（2）负责项目现场的具体实施，制定了项目实施的总体方案，协调和配合现场工业试验的有序开展，为项目提供现场实施条件；（3）设计和研发了矿用功能化离子液体阻化剂制备、回收等工艺装备，并对相关工艺装备提出了进一步提升的建议，为具备相似条件的矿区进行推广和应用做出了示范。

完成人合作关系说明：项目组成立了功能化离子液体定向阻化技术课题组，由邓军担任组长，全面负责该课题的组织管理、指挥工作；王彩萍、肖旸、白祖锦、吕慧菲为西安科技大学邓军教授煤火创新团队成员，负责项目的实验设计及研究等相关工作，肖新建为邓军教授的同学，主要负责相关的模拟研究，两人在科研上均有合作；蒋志刚、陈丽军及阿多在四川省煤炭产业集团有限责任公司工作，组织和协调西安科技大学和四川芙蓉集团实业有限责任公司之间的联系，搭建两单位之间的桥梁关系，辅助完成相关的现场工业试验等内容；俞学平在四川芙蓉集团实业有限责任公司工作，具体负责项目现场方案的制定，相关工艺装备系统的布置，及具体项目的落实；人员按各自分工，全面落实课题项目组工作要求，共同开展项目工作。