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采用理論分析、數值模擬、相似模擬和現場實測等多種綜合研究方法，對分岔合并煤層上覆煤層采動后破碎頂板條件下 72 煤安全高效開采綜合技術進行系統研究。分析工作面的地質條件，測試工作面煤巖力學參數，掌握工作面煤巖力學特性；分析 71 煤開采對底板破壞影響規律，為工作面超前預注漿加固范圍提供依據；針對破碎頂板的特點，分析兩柱式和四柱式支架對破碎頂板的適應性，改變淮北礦區傳統的破碎頂板采用兩柱式支架選型原則，提出適合工作面破碎頂板條件的四柱支撐掩護式支架；確定注漿方案，選取注漿材料，實驗優化注漿漿液配比，設計漿液擴散半徑，布置注漿孔；現場實測破碎頂板條件下工作面礦壓顯現及圍巖運移特征，為有效的破碎頂板控制技術及頂板管理提供依據。1）針對試驗工作面復雜難采條件，研究提出了采用適應難采條件的四柱支撐掩護式支架結構，并合理設計了支架參數，改變了淮北礦區傳統的破碎頂板采用兩柱式支架選型原則，為淮北礦區破碎頂板的管理提供了全新途徑。2）研制了具有初撐力高、頂梁整體剛性強，前部支護強度大，密封性好、較大的面向煤壁的水平力、帶壓移架、底座采用半封底形式，抬架力高、液壓系統流量大等特點的 ZZ7600/20/40 新型液壓支架，解決了復雜難采煤層工作面易出現煤壁片幫、超前冒頂和支架扎底等難題，保證了工作面安全高效回采。3）與國內外同類研究相比，創新提出“更換鉆頭”與“跟管鉆進”埋設注漿套管的新方法，研發了經濟可行的破碎頂板注漿加固補強技術，有效控制了頂板冒落，為工作面安全順利回采創造了良好條件，降低了注漿成本，解決了破碎頂板鉆孔、埋設注漿套管難的問題。

鎂合金是作為一種輕質金屬結構材料，具有密度低、比強度和比剛度高、阻尼性能好、電磁屏蔽效果好、鑄造性能優良和加工性能好的優點，獲得了廣泛的應用前景。在鎂合金產業化應用過程中，稀土往往作為制備過程中的優化劑來改善合金的熔體純凈度、晶粒細化度及產品外觀質量，同時可大幅度提升合金的強度與延伸率。但是目前普遍使用的稀土鎂合金強度低導熱性能差，限制了其大規模應用。因此，開發具有高導熱性、高強度的鎂合金對于擴大鎂合金在 5G 通信、3C 器件及汽車產品等需要高散熱領域的應用，具有極其重要的意義。 高導熱高強度鎂合金是在一定配比的 Mg-Zn-Zr 系列合金中添加 Nd 稀土金屬，Nd 的添加可以改善合金的熔體純凈度、晶粒細化度及產品外觀質量，并有效析出基體中的 Zn和 Zr 原子，有效提升合金的導熱性能和力學強度。鎂合金的導熱性能可以通過導熱率來體現，力學性能可以通過抗拉強度，屈服強度體現。高的導熱性能可以保證合金在散熱器件領域的熱導性能指標，使器件可以具有較快的熱量傳輸能力，使設備內部熱量及時排出;高的力學強度可以保證合金作為結構件的力學性能指標，使其作為結構件更為可靠。相較于傳統鎂合金，團隊通過添加 Nd 稀土元素可以有效提升鎂合金的導熱性能和力學強度，Nd 一般分布于晶界，可以弱化鎂合金的織構，提升鎂合金各晶粒之間的協調能力:而且 Nd 在鎂合金成型過程中可以與 Zn 原子結合形成熱穩定的第二相，促進動態再結晶提升鎂合金的強度:此外，Nd 元素的添加會與基體中的 Zn 元素結合，減弱基體中的晶格畸變，提升鎂合金的熱導率。

（1）研發了系列新型高強高韌鑄造輕合金材料，支撐了復雜鑄件性能提升。 1）研發出一種新型高強韌鋁硅合金。開發出一種新型高強韌鋁硅合金及其制備方法；提出一種混合稀土和Sr元素的復合變質方法，縮小枝晶間距并細化共晶硅；研究出合適的熱處理制度；闡明了變質劑組成與含量對變質效果的影響規律，基于此顯著提高了鋁硅合金的綜合力學性能。有效解決了現有鋁合金鑄件易發生的裂紋、伸長率低、屈服強度不達標等缺陷和問題。 2）研發出一種低成本高強耐熱稀土鎂合金。開發出一種添加低成本混合稀土的新型多元稀土鎂合金材料；揭示了混合稀土對鎂合金相變規律的影響機制；研究出準晶增強稀土鎂合金的高溫固溶T6熱處理工藝；開發出兼具優良的室溫與高溫力學性能的低成本稀土鎂合金；解決了現有鎂合金鑄件易產生冷隔、強度低、韌性差等問題。 3）研發出一種新型高強韌鈦合金。開發出一種α+β型雙相高強高韌鈦合金，揭示了合金在凝固-熱等靜壓-熱處理過程中微觀組織的演變規律；研究出調控相組成及相形態的雙級固溶時效熱處理制度，形成了以等軸和籃網為主要特征的基體組織，使合金的強度和韌性同步提升。解決了現有鑄造鈦合金強度和韌性偏低、鑄造成形性差等問題。 （2）研發了鑄造全流程模擬仿真系統，提出了高效的單件化鑄造數值模擬方法，實現了高性能復雜鑄件的數字化工藝設計。 1）提出了一種鑄造原輔材料熱物性參數高精度求解方法。提出了基于實驗測溫與數值模擬反求的熱物性參數求解方法，實現了面向數值模擬的熱物性參數高精度求解；建立了反熱傳導法求解鑄件/鑄型界面換熱系數的數學模型,降低了界面關鍵參數求解誤差；研發了高精高效的熱物性參數反求平臺-華鑄PIS，創建了鑄造原輔材料高精度熱物性參數數據庫。 2）研發了鑄造合金熔煉-復雜鑄件充型凝固-熱處理的鑄造多物理場全流程高效模擬平臺。建立了電磁、速度、壓強、濃度、溫度的多物理場耦合數學模型，自主研發了從鑄造合金熔煉到復雜鑄件充型凝固到熱處理的鑄造全流程模擬仿真平臺，為鑄造工藝優化提供了工具；提出一種數據內存動態自適應劃分技術，解決了SOLA流動場求解數據耦合干擾難題，實現了大規模鑄造流動場模擬問題的并行高效求解。 3）提出縮孔縮松缺陷定量預測與單件化模擬工藝優化方法。提出雙高分配原則縮孔縮松預測模型，解決了復雜鑄件縮孔縮松高精度預測難題；提出了針對高性能復雜鑄件不同批次的單個鑄件模擬方法，建立關鍵工藝參數波動對典型缺陷的多元回歸關系模型，實現了基于單件化模擬仿真的高性能復雜鑄件缺陷控制與工藝優化。 （3）建立了鑄件生產全生命周期的單件化柔性化質量管理模型，實現了高性能復雜鑄件質量問題的單件化、全過程、全要素溯源。 1）創建了基于PLM理論和TQM理論的鑄件單件化管理模型。基于產品全生命周期PLM理念以及多智能體技術，構建了鑄造串并聯多工位單件化的缺陷溯源模型；建立鑄件單件及作業過程信息模型和組批、混批、拆批模式下單件自動生成、感知、標記、進度跟蹤的控制機制，實現高性能復雜鑄件單件化缺陷溯源。 2）創建了支持業務即時重構的參數配置式多維度鑄造柔性化管理模型。創建了支持鑄造數字化管理系統業務即時重構的參數配置式多維度鑄造柔性化管理模型，解決了剛性管理系統可重用性低、應變能力弱和實施周期長的難題，支撐不同領域不同類型鑄造企業隨環境變化、自身發展等柔性進行的組織變革、流程變更和管理改善，實現了企業按需柔性化管理。 3）創建了基于TLBO\GA\BSA元啟發式算法優化理論的鑄造智能化管理模型。創建基于改進性教與學算法（TLBO）、遺傳算法（GA）、回溯搜索算法（BSA）等元啟發式算法優化理論的鑄造智能化管理模型和技術，解決了鑄件異步熱工序組爐復雜條件下工序生產調度IPPS組合優化難題，實現了系統智能決策管理以及多品種大容量鑄件高效生產。

由于我國現在投運的機組其經濟性指標比起國外先進機組還有很大差距，因此，除了對經濟性差的老機組進行淘汰和改進外，加強對在役鍋爐的優化設計研究等工作也是一種改變落后狀態行之有效的方法。

1、項目概述 由于我國現在投運的機組其經濟性指標比起國外先進機組還有很大差距，因此，除了對經濟性差的老機組進行淘汰和改進外，加強對在役鍋爐的優化設計研究等工作也是一種改變落后狀態行之有效的方法。 2、技術創新點 (1)理論上的創新點 項目組在結合多種算法的同時，提出了修正系數這一重要調整參數，從而使得熱力計算能夠針對某特定鍋爐進行準確預測。大大提高了計算的可靠性和準確性。 (2)方法上的創新點 針對大型煤粉鍋爐存在的實際問題，項目組首次提出了截短分隔屏增加省煤器的優化改造方案。改造方案可以同時解決過熱器減溫水過量和二次汽欠溫的問題。通過截短分隔屏，減少了過熱蒸汽系統吸熱量，從而降低了過熱系統減溫水，同時使得高溫再熱器的入口煙氣溫度升高，從而解決了再熱器欠溫的問題。在該方案的基礎上，增加尾部省煤器受熱面，進一步降低了過熱系統減溫水量，同時抑制了排煙溫度由于截屏而升高這一隱患。完滿解決了鍋爐存在的問題，大大提升了機組運行的安全性和經濟性。 3、同類技術產品或成果比較 項目組采用熱力校核計算和數值模擬相結合的方式對鍋爐改造效果進行了全面評估。目前，同時采用這兩種方式的對鍋爐改造進行預測評估的報道比較少見。熱力計算和數值模擬兩個手段相輔相成，結合起來可以為電廠提供全面的優化改造預測信息。熱力計算著重于鍋爐內輻射受熱面和對流受熱面的換熱情況，但無法反映改造對爐內流場和溫度場乃至組分場的影響，數值計算可以在熱力計算的基礎上對爐內場的信息進行預測。在鍋爐熱力校核計算準確性方面，關鍵是計算所采用的半經驗公式的可靠性和準確性。數值計算方面關鍵是所采用的計算模型的可靠性、準確性及使用計算網格的合理性。方法創新點主要是提出新穎的切實有效可行的受熱面改造方案，經過一處改造，同時解決多個問題，降低了改造成本，提高了改造效率。 4、能為產業解決的關鍵技術 關鍵技術有兩個方面：熱力校核計算制訂優化受熱面改造的合理方案；預測改造方案實施后的鍋爐爐內燃燒工況、流動工況及經濟效益。 5、已應用的成功案例 項目組已經積累了多年經驗，目前已經成功應用的案例主要有： （1）內蒙古大唐國際托克托發電有限責任公司的1#、3#鍋爐對流受熱面優化改造； （2）河北大唐王灘發電廠1#、2#爐受熱面的優化改造； （3）大唐韓城第二發電廠有限責任公司的二期3號鍋爐對流受熱面優化改造。 應用范圍： 主要應用于我國大容量煤粉鍋爐以及循環流化床鍋爐的受熱面優化改造。針對各個不同改造方案進行熱力校核計算，根據對計算結果的分析對比，為電廠提供合理可行的改造方案，以期解決電廠鍋爐運行中所出現的安全隱患問題及經濟性較低的問題。

我國資源量超過 40% 的優質西北侏羅紀煤惰質組分含量高，造成此類煤的粘結性、成漿性能、液化性能整體下降，極大地增加了煤的高效潔凈利用難度。本成果的核心是進行煤炭的分質加工利用，一方面開發了新型煤巖分選技術實現煤巖組分的高效分離，另一方面針對不同煤巖組分開發了多聯產高效轉化技術。成果來源于陜西省科技攻關項目，前期獲得了陜西省教育廳專項基金和中國博士后科學基金的支持，已有一部分工作申請國家發明專利，摸索出煤炭分質利用的新技術，取得了良好的技術經濟和社會效益。

石油焦的揮發份（5～10％），碳含量約在85％以上，具有較高的熱值（～31000kj/kg），是可利用的廉價燃料資源。采用在煤粉鍋爐中摻燒一定比例的石油焦，不僅可利用這一廉價資源，而且鍋爐飛灰具有一定固硫作用，對降低燃焦SO2排放污染也有益處。/line石油焦高碳且極難燃盡、物料粘性大、流動性和可磨性差等特點，在摻燒中也會給電站鍋爐機組的各生產環節帶來一些問題。本技術可確保電站鍋爐在摻燒石油焦條件下運行的安全性和經濟性。系統技術包括：煤與石油焦混合粉制備和輸送技術、煤與石油焦混合粉燃燒優化技術、煤與石油焦混燃煙氣腐蝕預防技術、煤與石油焦混燃粉塵靜電收塵技術。

國煤多、油少，發展基于煤的C1化工，開拓化工原料多樣化的工藝路線，符合國家能源 發展戰略，具有十分重要的意義和經濟價值。在此背景下，羰基合成技術近年來取得了長足發 展，繼孟山都公司成功地開發甲醇羰基合成醋酸工業技術并大規模工業化后，羰基合成技術成 為C1化工中技術和應用的熱點。 醋酸乙烯是世界上產量最大的50種化工原料之一，工業生產技術主要有乙烯法和乙炔法， 目前乙烯法占總生產能力的72%以上。乙烯法的原料是乙烯、醋酸和氧氣，由于原油價格一直 上漲，乙烯法的生產成本不斷增加，為降低生產成本，醋酸乙烯的工藝路線向以煤為原料的C1 化學方向轉變。 本項目提出了以煤或天然氣為原料合成醋酸乙烯的工藝路線，煤或天然氣→合成氣→甲 醇→二甲醚→醋酸乙烯，該工藝路線不再依賴原油為原料，而以煤或天然氣為基礎，降低了成 本，同時還能副產醋酸、醋酐。本項目關鍵技術是二甲醚與合成氣羰基合成醋酸乙烯的催化反 應體系、催化劑配方、制備方法和反應器設計等。

隨著全球能源短缺、環境污染問題的日益嚴重，各個國家都在加緊可再生能源的開發和利用。風力發電是目前最經濟、最清潔、最容易實現大規模生產的。隨著科技水平的發展，大功率的風力發電機在我國逐漸推出，而它們基本都是原型機，未經時間考驗。通過風力機塔架的三維有限元強度、振動與疲勞壽命分析，可以保障機組的安全運行。 本項目采用三維非線性有限元方法，考慮風力機塔架在各種工況下的載荷，計算分析風力機塔架的強度、振動和疲勞壽命。