| 学科专业评审组： | 环境与资源利用组 | | 项目名称： | 采空区煤自燃高温区域介尺度形成演化机制与精准预警技术 |
| 提名单位： | 陕西省教育厅 |
| 提名等级： | 二等奖 |
| 提名单位意见： | 煤炭是我国主体能源，在能源保供中发挥“压舱石”和“稳定器”作用，能够长期和稳固地为经济发展提供兜底保障。然而，我国煤层有自然发火危险的煤层占累计可采煤层数的60%。煤自燃不仅造成大量煤炭资源烧毁或冻结，同时可能诱发瓦斯爆炸等次生灾害，严重威胁煤矿安全生产、破坏生态环境平衡、制约绿色低碳发展。煤自燃具有火源隐蔽、发展过程不可视、影响因素复杂、高温区域动态迁移的特征，其演化过程呈现显著的多尺度特征，导致煤自燃形成演化机理的研究存在不足。该成果丰富和发展了煤自燃微观氧化特性与宏观自燃现象之间的关联桥梁，贯通了煤自燃热量“产生-释放-聚积”全过程的热动力学研究，发展了煤自燃高温区域识别基础理论，研发了采空区煤自燃多尺度风险判定与热动力智能监测技术，为发展具有机理支撑的煤自燃风险动态预测奠定了科学基础，为隐蔽火源智能探测与精准防控提供了重要的科学支撑。研究成果具有很强的市场竞争力和极大推广应用价值，对于促进矿井安全生产和区域经济发展具有重大意义。
成果材料齐全、规范，无知识产权纠纷，人员排序无争议，符合陕西省科技进步奖提名条件。 |
| 项目简介： | 
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| 客观评价： | 
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| 应用情况和效益： | 
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| 主要知识产权和标准规范等目录： | 
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| 主要完成人： | - 姓名：赵婧昱
排名：1
行政职务：消防系主任
技术职称：教授
工作单位：西安科技大学
对本项目技术创造性贡献：作为项目第一完成人，负责项目总体方案设计、技术研发路线规划及组织实施。提出了煤自燃高温区域介尺度形成演化机制研究框架，确立了理论推导、数据驱动、数值模拟、现场应用的技术路线，主持攻克了煤自燃孔隙尺度定量表征与跨尺度关联的技术难题，解决了煤自燃高温区域判定长期存在的稳定性不足问题，提升了高温区域智能预测及火源位置定位精度，实现了煤自燃多尺度指标体系、风险判定方法和智能预警管控技术的现场应用，对科技创新一、二、三、四做出贡献。支撑材料：代表性成果的发明专利1、3、4、5；软著9。
曾获国家科技奖励情况：多尺度协同作用下煤自燃高温区域时空运移动力学机制及判定方法研究，2023年，中国职业安全健康协会科学技术奖科技进步奖，二等奖，排名第1，2023-2-57-01;
煤自燃基团突变机制及纳米定向抑制阻化技术，2020年，中国职业安全健康协会科学技术奖，等奖，排名第3，2020-1-13-03。 - 姓名：宋佳佳
排名：2
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：陇东学院
对本项目技术创造性贡献：作为项目主要完成人，负责煤自燃高温区域演化实验体系构建及关键参数研究。围绕采空区煤自燃危险区域动态演化问题，完成松散煤体氧化升温、渗流传热及气体迁移等实验设计与实施，建立高温区域温度场、氧浓度场与气体指标协同变化分析方法;确定煤自燃危险区域演化关键特征参数，验证了多尺度指标体系在不同工况下的适用性，为煤自燃高温区域判定及风险演化规律研究提供了实验依据，对科技创新一、二、三做出贡献。支撑材料：代表性成果的发明专利1、3、4、5，软著9。
曾获国家科技奖励情况：多尺度协同作用下煤自燃高温区域时空运移动力学机制及判定方法研究，2023年，中国职业安全健康协会科学技术奖科技进步奖，二等奖，排名第2，2023-2-57-01。 - 姓名：金士魁
排名：3
行政职务：主任
技术职称：高级工程师
工作单位：新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所
对本项目技术创造性贡献：作为项目主要完成人，负责煤层自然发火参数测试与火区范围判定研究。完成煤层自然发火标志性气体、临界值及最短自然发火期等关键参数现场测定，建立采空区“三带”动态划分参数分析方法；开展复杂条件下隐蔽火源探测与火区范围判定研究，验证煤自燃危险区域分级指标在现场环境中的适用性，对科技创新四做出重要贡献。支撑材料：代表性成果的发明专利6、7，软著8.
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：雷昌奎
排名：4
行政职务：无
技术职称：副教授
工作单位：太原理工大学
对本项目技术创造性贡献：作为项目主要完成人，负责采空区煤自燃相似模拟实验及工程验证研究。完成不同通风强度与氧浓度条件下煤自燃相似模拟实验设计与实施，建立采空区温度场、气体场及热量迁移协同演化实验分析方法；开展煤自燃危险区域动态变化规律与典型工况对比研究，验证多尺度风险判定指标在复杂条件下的适用性，为现场危险区域识别与防控提供实验支撑，对科技创新三、四做出重要贡献。支撑材料：代表性成果的发明专利2、论文10。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：明汉奇
排名：5
行政职务：无
技术职称：无
工作单位：西安科技大学
对本项目技术创造性贡献：作为项目主要完成人，负责煤自燃程序升温实验及氧化动力学特征研究。完成松散煤体程序升温实验设计与气体产物检测，建立煤氧化过程中气体释放规律、特征温度变化及活性基团响应分析方法；开展煤氧化阶段性动力学特征研究，分析不同氧浓度条件下煤自燃反应活性变化规律，并参与高温区域演化实验验证，对科技创新一、二做出贡献。支撑材料：代表性成果的发明专利4。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：卢世平
排名：6
行政职务：无
技术职称：无
工作单位：西安科技大学
对本项目技术创造性贡献：作为项目主要完成人，研究了活性基团与特征气体之间内在构效关系，构建了基于图像识别技术的煤自燃孔隙信息感知方法，掌握了煤自燃过程中由粒度效应造成的孔隙微结构演化特征；通过热分析、热物性与Gaussian等实验及数值模拟方法分析了煤自燃热产生过程的本质属性与普遍规律。对科技创新一、二做出贡献。支撑材料：代表性成果的发明专利4、软著9.
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：杨小成
排名：7
行政职务：无
技术职称：无
工作单位：西安科技大学
对本项目技术创造性贡献：作为项目的主要完成人，参与基于有限元与粒子群优化的动态数据驱动联合反演模型创建，实现了高温区域火源位置精准判定；参与“自吸氧效应”假说的实验验证工作，负责半封闭煤火发展演化模拟试验相关操作；协助完成煤自燃相关专利的申报与实验装置的调试工作。对科技创新三做出贡献。支撑材料：代表性成果的发明专利1、软著9。
曾获国家科技奖励情况：无 - 姓名：袁相磊
排名：8
行政职务：副主任
技术职称：高级工程师
工作单位：新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所
对本项目技术创造性贡献：作为项目的主要完成人，参与建立了采空区煤自燃多尺度风险评估模型，提出了采空区煤自燃风险多源参数反演与临界边界判定方法，形成了井下风险表征参数体系；协助研发了采空区煤自燃热动力监测系统。对科技创新四做出贡献。
曾获国家科技奖励情况：无
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| 主要完成单位及创新推广贡献： | - 单位名称：西安科技大学
单位贡献：作为本成果的第一完成单位，西安科技大学全面负责项目的总体设计、理论创新与实验研究。1）构建了以煤氧复合微观结构演化、煤氧化自燃热动力学、煤自燃高温区域运移机制为主线的多维研究体系。2）自主搭建了煤氧化自燃升温全过程模拟实验系统与半封闭煤火发展演化模拟试验系统，揭示了关键活性基团的阶段性突变演化机理，建立了基于介尺度科学的松散煤体孔隙微结构模型，阐明了煤自燃孔隙微结构演化的动力学机制。3）系统掌握了煤氧化自燃热量“产生-聚积-传递-破坏”全过程的时空演化特征，揭示了煤自燃热动力学机制与尺度效应影响规律。4）提出了“自吸氧效应”假说，创建了基于有限元与粒子群优化的动态数据驱动联合反演模型，实现了高温区域火源位置精准判定。单位拥有教育部煤火灾害防治重点实验室等科研平台，为成果的取得提供了人才、设备与条件保障，推动成果在陕西、宁夏、内蒙古等矿区转化应用。
- 单位名称：太原理工大学
单位贡献：作为本成果的主要完成单位之一，太原理工大学负责煤自燃高温区域演化数值模拟及智能预测模型研究。1）参与了煤氧化自燃热产生过程的反应动力学分析，协助完成了热重实验与热动力学模型拟合工作，定量表征了不同因素（含水率、氧浓度、粒度等）对产热过程的影响规律。2）开展煤自燃智能预测及火源反演相关研究，建立煤自燃危险区域动态预测模型与火源定位计算方法。3）参与煤自燃智能预警相关软件系统开发，提升复杂矿井条件下煤自燃风险动态识别与火源定位能力，为煤自燃智能预警与风险防控技术研究提供模型与算法支撑。
- 单位名称：新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所
单位贡献：作为项目主要完成单位之一，新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所重点参与了成果的工程转化与现场应用验证工作。1）负责煤自燃危险区域现场监测及工程验证研究，开展采空区煤自燃危险区域动态演化现场监测研究，完成不同矿井条件下温度场、气体场及漏风参数现场采集与分析，验证煤自燃高温区域演化规律及危险区域判定指标的适用性。2）参与煤自燃智能预测与火源定位技术现场验证，为煤自燃风险动态识别与预警模型优化提供现场数据支撑。推动了多尺度煤自燃理论向工程应用的转化，取得了显著的经济效益和社会效益。
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| 完成人合作关系说明： | 完成人合作关系说明：1
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