2024年新疆维吾尔自治区重点研发任务专项（煤炭煤电煤化工领域）申报指南

煤炭方向

1.露天矿穿孔爆破全过程智能化关键技术及成套装备研发

研究内容：开发智能优化算法方法的穿孔爆破深度学习模型和爆破孔位设计方法、多装备协同作业3DGIS数字化孪生平台；探索多装备协同作业机制和参数优化，实现智能化穿孔爆破作业的数字化管理与监控。研究深度学习与智能优化算法的多约束条件下钻机行驶轨迹规划及钻杆姿态控制技术，实现随钻测量、验孔和护孔；开发钻孔无人化作业的安全保障机制，确保智能化钻孔作业的高效进行。开发智能优化算法、先进深度学习及机器学习的混合模型库，深度分析装药作业相关数据特征；结合多孔特征匹配最优混合模型，研究多孔装药作业最优轨迹；开发装药机构新构型、装药主动对准、精准计量和控制技术，实现装药作业的智能化；探索混装炸药高精度比例控制技术，建立装药少人化作业的安全保障机制。开发填塞作业机构新构型、填塞机构展开轨迹规划和跟踪控制方法，实现填塞作业的智能化；探索填塞自主对准和自动排水技术，建立填塞无人化作业的安全保障机制。研究基于深度学习技术下多视角高精度爆堆与台阶快速三维重构技术；研究穿爆无人化/少人化作业安全风险评价和预警方法；建立智能穿孔爆破全过程作业规范，推广应用深度学习与智能优化算法。

关键指标：建立穿孔爆破作业智能化应用示范点1个；研制钻机、装药车、填塞车智能化感知、控制等关键部件；开发穿孔爆破作业3DGIS 数字孪生平台。实现单人可操纵3台智能化钻机钻孔深度6-15m，作业精度≤8cm、深度≤10cm，钻孔深度、钻孔岩性等数据可采集回传；具备自主行驶功能，路径跟踪误差<5%。接收智能平台下控制系统的钻孔位置、深度、岩性等数据，调整最佳乳化炸药密度，调整范围1.05-1.25g/cm³；具备孔位自主对准、自动计量功能，对准误差<10%（按孔径），计量误差<5%。接收智能施工平台下的钻孔位置、深度、填塞长度等数据；具备自主对准功能，对准误差<10%（按孔径）。显著提升露天矿开采效率和安全性，爆破作业效率提升20%，减少作业人员25%以上。

2.井工煤矿低浓度瓦斯治理关键技术研发

研究内容：围绕井工煤矿开采过程中产生的风排瓦斯甲烷浓度低、流量大、波动性强的问题，利用煤矿固废开发高活性低成本催化剂，提高催化剂对低浓度瓦斯的催化燃烧效果及抗水和抗中毒性能，揭示催化剂的构效关系；综合考虑催化燃烧的热量利用，依据催化剂反应空速、转化率、放热量、成型条件等参数，选定合适的催化反应床型，开发低浓度瓦斯催化燃烧关键装备与控制系统，在典型井工煤矿开展低浓度瓦斯治理的成套技术应用，开发工艺包。

关键指标：利用煤矿固废开发高性能低成本催化剂，瓦斯处理浓度0.1%-0.8%，在各浓度条件下甲烷去除效率≥90%；建设处理量在万m³/h级低浓度瓦斯催化燃烧示范装置，在典型井工煤矿稳定运行1000小时以上，形成工艺包1套；建立井工煤矿风排低浓度瓦斯的排放标准1项。

3.新疆难选炼焦煤战略性资源精深分选关键技术研发

研究内容：主要开展新疆典型难选炼焦煤有机质微尺度嵌布特征研究，开发复杂嵌布炼焦煤煤岩深度碎磨解离技术；开展微细粒难选炼焦煤浮选流体动力学过程强化机制研究，开发适用于微细粒难选炼焦煤浮选强制调质-矿化捕集-精细分离过程强化关键技术与装备；开展细尺度难选炼焦煤精深分选全流程工艺研究，在典型煤焦化企业建成细尺度难选炼焦煤精深分选工程示范。

关键指标：开发复杂嵌布炼焦煤煤岩粒度控制与有机质释放协同的选择性解离技术，精煤释放产率≥25%；开发微细粒难选炼焦煤流体动力学强化精深浮选技术，有效浮选回收粒度下限突破10微米；研制微细粒难选炼焦煤精深浮选强制调质-矿化捕集-精细分离成套装备1套，矿浆处理能力≥100 m³/h ；开发细尺度难选炼焦煤精深分选全流程工艺，在典型煤焦化企业建成10 t/h细尺度难选炼焦煤精深分选工程示范，从细尺度难选炼焦煤中释放精煤产率≥25%，精煤灰分≤12.50%。

煤化工方向

4.全煤种反应调变的智能配煤技术研发

研究内容：针对焦化行业应对高质量转型发展及多元化产品灵活调变存在的现实需求，开展基于焦化反应工程为核心的全煤种反应调变的配煤技术；探索非炼焦煤在焦化过程中的作用及对焦炭质量影响机制；构建机理模型与算法优化双驱动的焦炭质量预测与评价体系；形成焦化反应工程耦合智能算法的智慧配煤系统；完成百万吨产能规模以上的焦化企业工业应用示范。

关键指标：开发全煤种多维度配煤技术，实现新疆非炼焦煤配比提高5%以上，吨焦结构降本大于20元，在百万吨产能规模以上的焦化企业开展工业应用示范；形成基于机理模型耦合算法优化的智慧配煤系统，具备配煤方案全自动优化与焦炭质量预测功能，实现焦炭质量预测准确率＞98%，完成智慧配煤系统在4家焦化企业的工业示范，累计降本大于5000万元。

5.耦合绿氢的准东煤大规模气流床干煤粉加压气化负荷快速调节关键技术研发

研究内容：针对煤化工与新能源耦合运行过程中绿氢产量稳定性差、波动大难题，开展准东煤大规模气流床干煤粉加压气化灵活快速深度负荷调节控制关键技术研究，开发粉煤供料系统快速调节方法，构建适应辐射废锅-激冷型水冷壁干煤粉气化系统的灵活快速深度负荷调节控制方法，实现变负荷工况与煤气化系统工艺的快速精准匹配，完成工业示范运行。

关键指标：建设并运行单炉日处理煤4000吨级工业气化示范装置，负荷调节范围40%-100%，响应速率≥4%Pe/min。

6.气流床煤热解-半焦气化耦合的干煤粉分级转化技术研发

研究内容：针对新疆煤制天然气和煤制兰炭行末煤高效利用及含酚废水处理难题，开展自热/合成气供热条件下干煤粉快速热解技术研究，开发气流床干煤粉热解-半焦气化耦合的分级转化反应器，建立生产油气、富甲烷合成气等不同运行模式的方法，集成飞灰循环、热量回收及有机废液协同处置关键工艺技术，完成中试验证。

关键指标：建设并运行～50吨/天中试装置进行工程验证，气化压力≥2.0MPaG，试验典型新疆煤不小于3种，冷煤气效率≥85%。

7.煤沥青基钠离子电池硬碳负极材料关键技术研发

研究内容：围绕煤沥青高值开发利用，研究煤沥青规模化制备钠离子电池硬碳负极材料的关键技术。开展煤沥青原料组成、碳材料微观结构、表界面特性与电化学性能间的关联作用机制研究，开发出低成本、高性能煤沥青基硬碳材料，突破其储钠容量低、动力学缓慢等科学技术瓶颈；开展煤沥青基硬碳钠离子单体电芯结构设计、电解质匹配性及失效机制研究，形成钠离子电池规模化制备技术，开发出高性能钠离子单体电芯；开展煤沥青分离净化技术研究，开展煤沥青基硬碳材料规模制备技术研究，建成百吨级煤沥青制硬碳成套中试放大示范装置并进行工程验证。

关键指标：煤沥青基硬碳材料可逆容量≥320mAh/g，首圈库伦效率≥88%；研制10Ah安时级以上钠离子单体电芯，电芯能量密度≥160Wh/kg，循环寿命≥3000次；建成100吨/年煤沥青制硬碳中试放大装置，煤沥青基硬碳材料磁性物质含量≤100ppb，灰分≤0.2%。

8.煤基合成气绿色合成草酸酯关键技术研发

研究内容：针对煤化工延链、高端化转型升级需求及草酸酯传统合成工艺效率低、污染大等问题，开展基于煤基合成气绿色低碳高效草酸酯合成新技术研究；探究草酸二甲酯制取对称或不对称草酸酯的反应选择性机制，构建高性能新型催化剂规模化制备及可再生利用技术；研发高效反应工艺及装备，形成草酸二甲酯定向合成高品质草酸二乙酯/草酸甲乙酯技术工艺包，并进行万吨级工业示范。

关键指标：创制高性能草酸酯合成催化剂，草酸酯的时空收率≥2 t/(t·h)，选择性≥95%；完成煤基合成气制草酸二乙酯/草酸甲乙酯的成套工艺，并实现万吨/年工业示范，草酸二甲酯转化率≥99%，产品纯度＞99.5%。

9.生态安全型低熔点共聚酯制备技术及纤维产品研发

研究内容：开发钛系催化剂多位点精确添加技术，形成低熔点共聚酯反应工艺；研发低熔点共聚酯共聚副反应抑制技术及微晶调控技术，提高纺丝制成率，实现纤维的窄熔程与点状粘合；开发提高熔体品质的双重均质切片干燥技术，通过调控熔体复配技术，实现低熔点共聚酯高稳定复合挤出；研究同质异构双组分熔体调配及高稳定挤出及多级牵伸技术，实现低熔点共聚酯纤维产品的高性能化，并进行千吨级工业化示范。

关键指标：催化剂的催化效率≥95%，产物色值≤4；低熔点共聚酯特性粘度波动M±0.02dL/g，熔点≤135℃，切片b≤5；纤维强度≥1.50cN/dtex，断裂伸长率≥50%，线密度偏差率±8.0%；满足卫材领域专用低熔点共聚酯牌号2个，开发全聚酯基皮芯复合纤维产品1-2项；形成无锑皮芯复合纤维产品标准1项；完成1000吨/年低熔点共聚酯生产示范。

10.低阶煤加氢提质技术研发

研究内容：针对新疆低阶煤清洁高值化利用的迫切需求及现有提质工艺无法实现末煤的高效转化和装置长周期运行的难题，开展低阶煤加氢提质生产高品质油品及提质煤技术研究，揭示加氢提质过程中油气产物的调控机理及催化剂的作用机制；创制高效非铁系加氢提质催化剂；研发煤加氢提质长周期运转反应器及成套技术，完成10万吨/年的工业应用示范，并形成百万吨级低阶煤加氢提质关键技术工艺包。

关键指标：开发低阶煤高效加氢提质技术，建立10万吨/年的工业示范装置，年运行时间≥8000 h；在压力≤16 MPa，温度≤430 ℃的条件下，实现高品质焦油收率为25-35 wt.%，提质煤收率为40-60 wt.%，完成年产百万吨级低阶煤加氢提质的工艺包设计和反应器等关键设备研发。