• evo视讯(中国)

    2022年evo视讯(中国)情况概述

    发布时间 :2023-08-25
     一 、研究水平与贡献 

    2022年度 ,evo视讯(中国)以多项国家及省部级科研项目实施为抓手 ,取得了系列科研新进展 。新增省部级及以上项目13项 ,其中 ,国家自然科学基金项目8项(其中 ,重点基金项目2项目) ,省部级项目项目5项(其中 ,省重点研发计划项目2项 ,省杰出青年基金项目1项 ,省自然科学基金青年基金项目1项 ,省自然科学基金面上项目1项);新增其他重大工程项目20项 ,各类项目共计33项 。新增合同经费 6297.48万元 。evo视讯(中国)发表SCI/EI论文多篇 ,标注省重论文20篇 ,获得省部级奖3项 ,行业协会奖励1项;获得软件登记34项;发明专利授权66项 。

    1. 承担任务

    本年度新增的部分代表性科研项目如下 :

    1 、国家自然基金项目 ,二氧化碳相变致裂岩体破裂机制和特征研究, 2023.01-2026.12, 306.00万元;

    2 、国家自然基金项目 ,地下工程施工过程--信息互馈机理及智能化决策 ,2023.01-2026.12 ,306.00万元;

    3 、国家自然科学基金项目 ,长期水力荷载-海蚀作用下海底隧道复合式支护渐进劣化机理及设计准则 ,执行期限 :2023.01-2026.12 ,66.30万元;

    4 、国家自然科学基金项目 ,基于地形与地层效应耦合作用机制的顺层岩体边坡地震临界位移的智能判识研究 ,执行期限 :2023.01-2026.12 ,68.90万元;

    5 、国家自然科学基金项目 ,深部断层带泥质充填裂隙岩体剪切滑移大变形机理与数值仿真方法 ,执行期限 :2023.01-2026.12 ,68.75万元;

    6 、国家自然科学基金项目 ,边坡岩体与锚固体系互馈机制 、锚固失效判别准则及关键参数研究 ,执行期限 :2023.01-2026.12 ,63.59万元;

    7 、国家自然科学基金项目 ,高放废物深地质处置花岗岩裂隙网络分级发育机制与自启发模拟 ,执行期限 :2023.01-2026.12 ,72.60万元;

    8 、国家自然科学基金项目 ,库岸堆积层滑坡-桩锚体系协同作用机理与稳定性评价方法研究 ,执行期限 :2023.01-2025.12 ,30.00万元;

    9 、横向课题 , 金坛储气库安全监检测新技术研究与应用 ,执行期限 :2021.12-2023.04 ,1378.00万元;(2022年立项批复)

    10 、横向课题 ,金坛储气库建设运行优化技术研究 ,执行期限 :2022.08-2024.06 ,394.32 万元;

    11 、横向课题 ,龙佰攀枝花矿产品有限公司1300t/a扩能技改项目边坡稳定性研究项目 ,2022.02-2023.02 ,368万元;

    12 、横向课题 ,地下盐穴规模化储氢基础理论与关键技术研究 ,执行期限 :2022.11-2024.11 ,300.00万元 。

    13 、横向课题 ,湖北应城300MW级压缩空气储能电站示范工程地下工程稳定性评价咨询项目服务 ,执行期限 :2022-2023 ,295万元 。

    14 、横向课题 ,文23储气库断层动态密封性评价机理研究 ,执行期限 :2021.12-2023.4 ,280万元 。(2022年立项批复)

    15 、横向课题 ,湖北应城300MW级压缩空气储能电站示范工程盐穴地下工程(院士专家团队咨询服务) ,执行期限 :2022.12-2024.12 ,260万元 。

    16 、横向课题 ,三道庄露天矿边坡稳定性定量分析及动态调控研究 ,执行期限 :2022.07-2023.07 ,260万元 。

    17 、横向课题 ,川藏地区地热流体防垢除垢工程试验研究 ,执行期限 :2022.01-2022.12 ,207.69万元 。

    18 、横向课题 ,宁晋盐穴地下储气库项目造腔试验合作协议 ,执行期限 :2022.05-2024.05 ,200万元 。

    2. 研究工作水平

    以上述国家及省部级科研项目为牵引 ,以相关横向项目重大需求为支撑配合 ,evo视讯(中国)在诸多方向取得了一系列研究进展和成果 ,主要代表性工作进展如下 :

    (1)    代表性研究工作进展

    点石成土 :大宗固废人工造土造地消纳及生态治理技术

    我evo视讯(中国)科研人员结合地方经济发展需要自主开发的创新专利技术 。该技术旨在将煤矸石 、粉煤灰 、石膏等大宗工业固废制作成人造土壤 ,然后利用人造土去造地应用 ,从而大规模 、低成本甚至高效益解决大宗固废消纳和综合利用瓶颈难题 。目前研究成果已经经历了室内试验 、现场小试 ,并在贵州能源集团 、内蒙等地开展了示范研究 。在贵州的示范效果得到了盘州市 、六盘水市以及贵州能源局等各级肯定 、认可和推荐 。技术路线被先后被写入六盘水市 、贵州省能源局等6个厅局以及省级有关文件中 。该技术于2017年酝酿 ,目前已制定企业标准 ,并获得2022年度科技部全国颠覆式创新大赛领域赛优秀奖 ,获贵州省能源局揭榜挂帅项目支持 。目前该技术已经受到媒体以及市场广泛关注和技术跟踪 。

    2)标志性成果

    本年度取得一项标志性成果 :煤矿深部巷道快速掘进及典型灾害防控关键技术 ,获湖北省科技进步一等奖 。

    l  成果简介

    煤炭在我国一次能源结构中占主导地位 。随着浅部资源日渐枯竭 ,我国中东部煤矿逐渐转入深部 开采阶段 ,煤矿深部地层地质条件复杂 ,赋存高地应力 ,巷道掘进效率低 ,且围岩大变形 、冲击 地压等工程灾害频发 ,严重影响煤矿的采掘接替和正常生产 。本项目围绕煤矿深部巷道快速掘进 及典型灾害防控关键技术开展研究 ,取得如下创新成果 :

    (1)研制了基于波分复用原理的小型化六面光纤光栅地应力监测传感器及煤矿井上井下一体化地 应力场演化监测平台 ,研发了弱反射光纤光栅大量程位移传感器及围岩结构精细化实时监测技术  ,形成了煤矿深部围岩结构与扰动应力场演化过程实时监测表征方法 。

    (2)研发了高围压破岩试验系统 ,揭示了煤矿深部地层TBM高效破岩机理 ,建立了煤矿深部地 层TBM可掘性评价方法;提出了煤矿深部巷道TBM系统适应性设计方法 ,研制了便于井下组装拆 卸的模块化整机系统 、免焊接分体式刀盘 、自动锚杆钻机等防爆TBM装备 ,形成了煤矿深部巷道 全断面掘进机快速掘进技术 。

    3)揭示了TBM掘进扰动作用下煤矿深部巷道围岩变形破坏机制 ,提出了深部围岩大变形灾变 机理预测分析的VE-ENMM数值方法 ,形成了精准介入围岩结构和扰动应力场演化过程的深部巷道 大变形分步联合控制技术;提出了煤矿深部巷道围岩冲击地压灾害监测预警方法 ,形成了基于超 前释能和能量阻断原理的冲击地压动态防控技术 。

    l  技术创新

    新一 :提出了煤矿深部围岩结构与扰动应力场演化过程实时监测表征方法 。

        发展了流变应力恢复法地应力监测技术 ,研制了基于波分复用原理的小型 化六面光纤光栅地应力监测传感器 ,研发了矿用组网式本安型光纤光栅解调仪 ,提 出多点串联分布式测试方法 ,建立了煤矿井上井下一体化地应力场演化监测平台 , 能够实施监测岩体扰动应力场演化规律;通过现场监测得出了深部巷道采掘扰动条 件下的地应力场演化规律 ,解决了深部围岩扰动应力场难以实时监测的技术难题 。基于震 动波速度层析方法以及波速与应力的正相关关系 ,提出了以流变应力恢复法多点测试结果 为约束条件的地震波主动 CT 和震动波被动 CT 互补的地应力场反演分析方法 , 解决了扰动应力场难以精确表征的难题 。

     

    针对煤矿深部围岩结构演化难以探测表征的问题 ,基于时分复用原理 ,研发了弱反射光纤光栅大量程位移传感器;结合光纤光栅传感技术与光时域反射技术 ,研制了矿用隔爆型弱反射光纤光栅解调仪 ,实现了测点高密度布设(亚米级) 、高精度(±0.01mm)实时监控量测;形成了深部围岩结构演化过程精细化实时监测技术 ,解决了煤矿深部围岩结构演化过程难以实时监测表征的技术难题 。

     

    创新二 :研发形成了煤矿深部巷道全断面掘进机快速掘进成套技术 。

     针对深部高地应力条件 ,研发了高围压(25MPa)全尺寸滚刀真实破岩状态试验平台 ,能够模拟不同围压条件全尺寸滚刀线性切削和回转切削破岩试验 。试验揭示了煤矿深部地层 TBM 高效破岩机理 :随着围压增加 ,围压的作用由抑制破岩向促进破岩发展 ,低围压抑制破岩 ,中高围压促进破岩 。提出了煤矿深部巷道 TBM 主参数和掘进性能预测模型 ,建立了由现场贯入度指数表征的煤矿深部岩体可掘性预测模型 ,克服了现有预测模型不能考虑深部高地应力的缺陷;揭示了控制模式对破岩效率影响规律 ,建立了TBM 掘进控制模式优化决策方法 :坚硬岩-推力控制;软岩-贯入度控制 ,建立了煤矿深部地层 TBM 可掘性评价方法 。

        针对深部煤矿巷道掘进特殊环境 ,提出了全断面掘进机整机模块化和紧凑化 ,部件轻量化 、小型化和设备防爆等系统适应性设计 。研发了免焊接高强度分体式刀盘 ,满足井下运输安装要求;采用防松螺栓连接 ,避免井下焊接作业;按照煤矿井下设备防爆要求 ,通过创新发明防爆外壳 、喷水刀座 、防爆导向系统和嵌入式通风除尘系统等适应性设计 ,首次实现 TBM 整机防爆功能;研发了 TBM 搭载自动锚杆钻机快速钻进施工技术 ,大幅提升支护施工效率;提出了 TBM 井下有限空间运输 、组装 、拆卸技术 ,研发了TBM 深井煤矿井下始发 、掘进关键技术 ,采用始发油缸代替始发反力架 ,解决了井下有限空间 TBM 始发难题;提出了适用于不同类别围岩的刀盘转速 、推力等掘进关键参数 ,形成了煤矿深部巷道 TBM 快速施工工艺;开展了工序优化改进 ,实现破岩 、排渣 、支护 、运输同步进行 。通过以上装备适应性改进和快速施工技术研发 ,形成了煤矿深部巷道全断面掘进机快速掘进成套技术 ,显著提高了煤矿深部巷道的掘进速度 。

    创新三 :形成了精准介入围岩结构和扰动应力场演化过程的深部巷道大变形灾害分步联合控制技术 ,发展了基于超前释能和能量阻断原理的冲击地压动态防控技术 。

    创新发展了基于 Voronoi 环路的数值流形方法 ,可准确表征裂隙围岩的块体镶嵌作用 ,模拟围岩破裂 、裂隙网络扩展 、块体系统滑移 、张开及翻转运动构成的碎胀大变形形成机理 ,解决了开挖扰动引起围岩由连续到非连续到碎胀运动全过程模拟的技术难题;提出了基于显式积分格式的数值流形方法(VE-ENMM) ,大幅提升计算效率 ,实现了 TBM 掘进巷道围岩破裂碎胀过程高效模拟;形成了深部 TBM 掘进巷道围岩大变形机理模拟预测的数值流形方法(NMM) 。

     

    结合煤矿深部围岩应力和结构动态演化规律以及围岩变形破坏机制 ,形成了精准介入围岩结构和扰动应力场演化过程的深部巷道大变形灾害分步联合控制技术 。不同支护措施精准介入围岩结构和扰动应力场演化过程 ,充分发挥支架 、预应力锚杆(索) 、深浅孔层序注浆等多种支护手段在时间和空间上的协同控制作用 ,实现围岩大变形的有效控制 。在此基础上 ,针对深部地质异常带特殊地质条件 ,提出了超前管棚高压预注浆 、封闭拱架 、高强预应力锚固 、分步层序注浆相结合的支护技术 ,解决了 TBM 穿越地质异常带易发生巷道大变形失稳破坏造成卡机灾害的技术难题 。

     

    提出了冲击灾害区内外协同扰动应力-微震精细监测方法 ,获取灾害孕育过程能量聚集-释放特征和外部能量迁移规律 。基于灾害区内外能量演化规律 ,提出了内外分区分级综合预警技术 ,提高冲击地压灾害预警的准确性和及时性 。发明了冲击地压灾害区外分级“超前释能+能量阻断”动态防控技术 ,突破了传统技术仅针对灾害区内部进行防控的局限 ,实现灾害区外部能量有效阻断 ,可显著提高冲击灾害防治效果 。研发了冲击地压能量“均化评估”动态反馈式防控评估方法 ,解决了煤矿深部地层灾害区“能量均化”效果评估难题 。

     

    l  应用示范

    发表学术论文187篇 ,其中SCI论文121篇(含中科院1/257篇) ,EI论文46篇 ,获发明专 53项(国际发明专利2项) ,省级工法1项 ,行业标准1项;软件著作权登记14项 ,研究成果达到 国际领先水平 ,成功应用于淮南矿区 、平顶山矿区 、济宁矿区 、陕西陕煤韩城矿业有限公司下峪 口煤矿 、陕西彬长大佛寺矿等十余座矿井 。施工中避免了工程灾害的发生 ,保障了人员设备安全  ,显著提高了煤矿巷道的掘进效率 ,掘进速度由月均80~160m提高到350~450m ,并创造了煤矿巷道 掘进月进尺记录 ,整体提升了我国深部巷道快速掘进及典型灾害防控的技术水平 ,累计创造经济 效益12.486亿元 ,经济和社会效益显著 。

    二 、队伍建设和人才培养

    1. evo视讯(中国)队伍的总体情况

    依托单位中国科学院武汉岩土力学研究所瞄准evo视讯(中国)的研究定位和方向 ,充分调动全所人力资源 ,不断加强evo视讯(中国)队伍建设力度 ,建立完善适应evo视讯(中国)发展需要的人才动态优化机制 ,人才成长的激励评价与考核机制以及稳定关键人才的长效机制 ,不断加强对本室人才的培养 。evo视讯(中国)科研力量不断充实 ,提高了科研人员的学术水平 ,促进了青年科研人员的成长进步 ,造就了一支德才兼备充满创新活力科研创新和管理队伍 。evo视讯(中国)现有固定研究人员106人 ,其中 ,研究员30人 ,副研究员42人 ,高级工程师2人 ,助理研究员26人 ,助理工程师人6人 。其中 ,中国工程院院士2人 ,国家973项目首席科学家2人 ,国家杰出青年基金获得者2人 ,百人计划7人 ,长江学者1人 。此外 , 本年度还有15名流动研究人员在evo视讯(中国)从事研究工作(3名外籍学者) 。

    2. 本年度队伍建设 、人才培养与引进情况

    本年度evo视讯(中国)瞄准研究定位和方向 ,不断加强evo视讯(中国)队伍建设力度 ,建立完善适应evo视讯(中国)发展需要的人才动态优化机制 ,人才成长的激励评价与考核机制以及稳定关键人才的长效机制 ,不断充实evo视讯(中国)科研力量 ,科研队伍的年龄和学历结构日益改善 ,加快了人才梯队建设优化步伐 ,造就了一支充满创新活力的科技队伍 。同时依托研究所 ,为优秀引进人才预留高级岗位 ,可直接聘任研究员或副研究员岗位 ,高级职称固定研究人员数量显著增加 。新增国家优秀青年基金项目人才1项 。新引进(含择优通过)中科院百人计划人才2人 。以学科发展和国家重大工程建设需求为导向 ,通过承担国家和重大工程研究项目造就培养人才 。培养博士生86人 ,硕士生58人 。

    三 、开放与合作交流

    1.概述本年度evo视讯(中国)国内外学术交流与合作的主要情况

    evo视讯(中国)高度重视国内外学术交流与合作 ,积极构建学术交流与合作的机制与机会 ,坚持走出去 、请进来 ,通过交流与合作服务人才培养 ,服务成果产出 。2022年度 ,由于众所周知的新冠肺炎疫情的缘故 ,累计开展学术交流 、讲学 、合作研究或学术会议1次 。

    2.evo视讯(中国)作为本领域公共研究平台的作用 ,大型仪器设备的开放与共享情况

    evo视讯(中国)有效整合现有科学仪器设备资源 ,努力拓展不同层次的共享渠道 ,实现资源的共享 、共用 。通过建设研究所所级公共技术服务中心网站 、加入华中地区大型仪器设备协作共用网 、与其他科研院所及大企业公司建立合作研究中心 、与地方院校签订合作协议以及实施大创计划等方式加大大型仪器设备的宣传力度 ,让国内外同行了解研究所设备资源 ,促进开放共享 ,充分发挥仪器设备使用效率 。

    截止2022年底evo视讯(中国)共有10万元以上的大型仪器设备37台(套) ,总值4247.81万元 ,大型仪器总研究工作机时达到62048.19小时 ,对外服务工作总机时达到7389.79小时 。
    四 、evo视讯(中国)下一步的发展思路

    目前evo视讯(中国)正处于有序运行中 ,多年来 ,人才 、项目 、成果等各方面一直呈现良好发展势头 。下一步将在总结运行管理经验的基础上 ,不断加大开放基金设立力度 ,引导面向国家和地方重大需求的自由超前探索 ,服务地方产业建链 、强链 ,加强青年学者培养 ,不断扩大evo视讯(中国)影响力 。重视研究成果的转移转化 ,特别是强化在重大工程中的应用与推广 。引导人才队伍和研究成果服务国民经济特别是湖北经济主战场 。进一步加强学术骨干人才的支撑作用 ,努力破“四唯” ,加强的对科学研究的服务保障 ,鼓励科研人员敢坐冷板凳强化基础研究 ,做出好成果 、出大成果 。

    五 、evo视讯(中国)大事记

    evo视讯(中国)需记录并填报如下事件 :

    1 、evo视讯(中国)刘贺娟研究员获湖北省三八红旗手

    近日 ,在第112个“三八”国际妇女节来临之际 ,湖北省人力资源和社会保障厅 、省妇女联合会联合发文 ,授予武汉岩土所刘贺娟研究员“2021年度湖北省三八红旗手”荣誉称号 。刘贺娟 ,现为武汉岩土所研究员 、博士生导师 ,是武汉岩土所目前在职的唯一女性研究员 ,2020年入选湖北省女性科技创新人才 。

    2 、武汉岩土所杨春和院士团队论文入选中国科协第七届优秀科技论文

     108日 ,中国科学技术学会公布了第七届优秀科技论文遴选计划入选论文 。经过各学科领域专家推荐 、初评遴选 、终评审定并向社会公示 ,最终确定了95篇入选论文 ,中国科学院武汉岩土力学研究所杨春和院士团队撰写的《大型高尾矿坝灾变机制与防控方法》是入选论文之一 。

    3 、第一届全国能源转化储存与CCUS渗流会议暨湖北省第四届渗流力学前沿论坛成功举办

     为加强渗流力学理论与工程的深度融合 ,促进新兴交叉学科发展 ,加快突破关键核心技术 ,第一届全国能源转化储存与CCUS渗流会议暨湖北省第四届渗流力学前沿论坛于20221126日以在线直播的形式成功召开 。

     

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