十年来,行业持续加强基础理论研究,获批国家重大专项及示范项目、国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重大研发计划等各类国家重大、重点项目110余项,成功组织了一批重大基础研究,在煤田地质勘查、深部煤炭资源开采、煤矿灾害防治、煤炭转化等领域取得一批研究成果,煤炭基础研究整体实力显著增强,为煤炭领域关键技术突破奠定了坚实基础。
煤炭勘查与开采领域,形成了具有中国特色的煤炭地质学新理论,发展出适合中国煤炭资源分布特点的煤炭资源综合勘查技术体系;完善并形成了厚及特厚煤层开采、深部软岩工程耦合支护、保水开采、煤与瓦斯共采、煤与油型气共采等一系列代表性理论,提出了煤炭安全智能精准开采、深部煤炭原位流态化开采等科学构想。
煤矿灾害防治领域,形成了以灾害预测和防控为核心的理论与技术体系,包括集中静载荷疏导的区域防冲理论、冲击地压巷道防冲吸能支护理论、多尺度强湍流瓦斯爆炸动态传播和湍流—火焰—超压多场耦合理论、基于系统动力学的水害动态预测理论、煤自燃阶段跃迁理论等。
煤炭转化利用领域,探索研究了煤热解的多相反应动力学及传热传质理论、煤炭液化催化原理、燃煤烟气NOx脱除的化学反应、煤大规模高效清洁气化、中低阶煤分级转化联产低碳燃料和化学品、褐煤洁净高效转化、二氧化碳地质存储等基础理论和方法。
针对煤炭领域大型科学研究仪器与试验系统缺乏状况,成功研制出多尺度真三维煤与瓦斯突出定量模拟试验仪器系统,填补了国内加载充气保压下巷道掘进诱突物理模拟的空白,为揭示煤与瓦斯突出机理与规律提供了基础;研制出国际上唯一能测试井下锚杆支护系统复杂受力状态的综合试验平台,可对锚杆及构件在受到拉、剪、扭、弯以及冲击载荷单一或复合载荷作用下的力学性能进行试验,试用锚杆直径16毫米至25毫米,冲击能量达11000焦耳。
十年来,行业以推进高质量发展为目标,以只争朝夕的使命感、责任感、紧迫感,成功完成了一批重点科技攻关任务,原始创新取得新突破,智能开采、矿山生态、清洁煤电、煤炭转化等重要领域实现了跨越发展,煤炭采掘与利用关键技术装备逐步实现自主可控。
十年来,行业以推进高质量发展为目标,以只争朝夕的使命感、责任感、紧迫感,成功完成了一批重点科技攻关任务,原始创新取得新突破,智能开采、矿山生态、清洁煤电、煤炭转化等重要领域实现了跨越发展,煤炭采掘与利用关键技术装备逐步实现自主可控。
我国煤矿分布区域较广,矿井地质赋存环境复杂、开采难度大,复合动力灾害机理尚不明晰,灾害预警预报准确度还需提高;煤矿智能开采基础理论研究不够深入,西部生态脆弱区低损害开采与生态保护技术体系尚未形成,充填开采、保水开采、无煤柱开采等绿色开采技术亟需规模化推广应用;煤炭作为原料转化为碳基新材料、特殊性能产品的基础理论与关键技术需进一步加强,煤炭与清洁能源协同并向固碳、碳循环方向转变尚处于起步阶段。
当前,世纪疫情与百年变局影响交织叠加,世界进入动荡变革期,全球能源价格上涨,能源体系发生结构性演变,未来我国能源安全面临的风险因素将进一步增加。站在新一轮科技革命和产业变革的历史潮头,煤炭行业比过去任何时候都更加需要科技创新,需要面向碳达峰碳中和目标,从整体技术布局和攻关方向进行全新定位,从而引领支撑行业高质量发展。
第一,做好煤炭技术前沿领域布局。结合煤炭绿色低碳转型短期与中长期目标,提出升级换代、低碳融合、颠覆突破、负碳固碳四大技术类型布局。升级换代类包括精准地质探测技术、智能快速掘进技术、智能无人开采技术、煤矿绿色开采技术、超超临界发电技术、新型煤气化和煤与有机废气物协同气化技术、煤经合成气一步法制化学品技术、关闭矿井瓦斯抽采技术、低浓度瓦斯高效利用技术、低品位气源分布式发电技术、黄河流域煤炭开发生态修复技术、矿区碳汇管理技术等;低碳融合类包括矿井空间开发利用技术,绿氢、绿电与煤炭转化融合技术,煤与生物质、废弃物协同利用技术,地热资源利用技术等;颠覆突破类包括井下流态化开采与转化一体化技术,煤基高能燃料合成技术,先进煤基炭素材料制备技术,深部原位二氧化碳与甲烷制氢技术等;负碳固碳类包括煤矿采空区、残采区、关闭矿井封存二氧化碳技术,二氧化碳驱油驱气技术,二氧化碳电化学催化转化捕集技术,二氧化碳矿化利用技术等。
第二,推进创新链产业链深度融合。深入实施创新驱动发展战略,强化国家能源保障使命担当,加快科研生产管理体系优化升级,夯实国家能源安全基础。进一步完善以企业为主体、以市场为导向、产学研深度融合的煤炭科技创新体系,增强企业在技术创新决策、研发投入、项目组织、成果转化等方面的主导地位,不断提升企业的原创力和组织力。以智能开采、灾害防治、清洁利用等为主题,加快构建行业龙头企业牵头、高校院所支撑、各创新主体相互协同的创新联合体,协同推进基础研究、技术研发、转化应用。充分发挥企业的“出题者”作用,采用“揭榜挂帅”“赛马制”等竞争性方式,加速内部市场和应用场景开放,提高科技成果转移转化成效。积极融入全球创新网络,加强国际合作,深化与国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业的合作,持续扩大技术创新“朋友圈”。
第三,打造煤炭原创技术策源地。以行业国有重点企业为主,重点突破引领行业未来发展、推动产业变革的颠覆性技术以及影响产业链安全稳定的卡脖子难题,大幅提升源头供给能力。持续加大企业研发投入强度,提升原创技术投入在研发投入中的占比,用足用好税收优惠、单列工资总额等各项支持政策。围绕国家实验室、全国重点实验室、国家技术创新中心等国家级平台和省部级、行业级平台建设目标,加强高端研发平台建设,集聚创新要素。针对原创技术具有高风险性和不确定性的特点,坚持以创新能力、质量、价值、贡献为核心的评价导向,准确反映成果创新水平、转化应用绩效和对经济社会发展的实际贡献。积极培养、引进、用好各类人才,厚植尊重人才、尊重创造、鼓励探索、宽容失败的创新文化。到2025年,突破一批行业卡脖子技术瓶颈,行业核心技术基本实现自主可控;到2030年,在煤矿智能化、煤矿灾害防治、煤炭清洁高效利用等领域取得一大批原创成果,推动我国进入创新型国家前列。