协同创新 揭开煤炭资源综合开发利用新篇章

    我国作为世界第一大产煤国，煤炭一直在能源结构中居于主体地位。近年来，煤炭的生产和需求出现了前所未有的高速增长态势，但煤炭行业也面临巨大挑战：东部发达地区浅层煤炭资源枯竭、深部开采难度增加；资源环境约束加剧，煤炭综合利用任务艰巨，煤炭产业转型升级发展迫在眉睫；对煤系多种矿产共生规律认识不清；煤中富集的镓锂等重要稀有元素和煤系伴生粘土矿物未得到综合开发和利用。对此，作为煤炭工业大省的 河北 积极促进煤炭资源开采与利用技术的创新，于2012年组建“河北省煤炭资源综合开发与利用协同创新中心”，在资源整合与技术创新方面开辟了一条新路，并已收获了一系列成果。

    一流平台服务国家与河北省需求

    河北省煤炭资源综合开发利用协同创新中心是以河北工程大学为牵头单位，联合中国煤炭地质总局、中国矿业大学、中煤平朔集团、冀中能源集团、开滦集团等国内科研院所与生产单位，与 俄罗斯 科学院远东地质所、 美国 阿拉斯加大学和德国法兰克福大学等国外科研院所，以“互惠互利、相互促进、合作共赢”为原则，共同建立的多主体合作、多学科融合、多团队协作的协同创新中心。中心依托长期服务煤炭行业背景的优势，以煤炭资源综合开发与利用为特色，以改造和提升煤炭传统产业战略转型为重点，着力研究解决煤炭产业的共性与关键问题，共同建设煤炭领域的科技创新支撑体系。

    中心采用多种形式吸引和凝聚起一批国内外高层次人才，形成具有持续创新能力的科研团队，力图建成一个具有“基础研究—技术研发—成果转化”的完整知识产业链，以服务行业和地方经济为导向的平台。本平台将成为在煤炭资源综合利用研究领域具全国一流水平的人才培养和聚集高地、科学研究高地、技术积累和成果转化高地，实现基础研究、关键技术创新与集成、工程化产业化研发、成果转移与规模化产业间的有效链接，力争成为新学科和新研究方向的开创者，成为先进科学思想和技术的引领者，成为战略性新兴产业的摇篮。

    中心以河北工程大学在煤炭资源综合利用领域取得的优势为基础，牢牢抓住在该领域可能实现重大科技突破，把握带动煤炭资源综合开发与利用跨越式发展和综合科技实力大幅提升的机遇，以体制、机制改革推动该领域的科学研究、人才培养及团队建设。力求打破原来资源分散、各自为战、合作松散的局面，建立更加高效、持续的协同创新模式，形成集群优势，开展高质量的协同创新，全面提高煤炭资源科技领域的创新能力，形成该领域国内著名的学术中心。同时，以原始创新为基础，进而实现传统产业战略转型。

    同时，科研组织形式采取矩阵式模式，横向以科研课题为依托，实现资源的横向流动，以项目为核心，组建新的团队，联合攻关。项目的选择主要面向河北和煤炭行业急需的重大科研课题。纵向以基础研究为核心，培植科研梯队，以国内一流为目标，致力于科研前沿的研究。

   2013年12月，河北省煤炭资源综合开发利用协同中心被河北省教育厅、河北省财政厅认定河北省省级协同创新中心，即河北省2011计划。“2011计划”是继“211工程”“985工程”之后，我国在高等教育领域的又一重大战略，主要目的是以人才、学科、科研三位一体创新能力提升为核心任务，推动高校内部资源和外部创新力量的有机融合，促进高等教育与科技、经济、文化的有机结合，大力提升高等学校的创新能力。

    协同创新中心基于自身优势，针对煤炭产业发展的关键问题，对科学和技术问题进行提炼，形成相关研究方向，构建了中心的整体构架——“一个中心、四个平台”，即煤炭资源综合开发与利用为联合攻关方向，下设：煤系伴生矿产富集规律及综合勘探开发研究； 煤炭安全 高效开采技术研究；矿井低位热能综合利用研究； 煤炭开采 环境效应研究等4个创新研究平台。主要研究范围包括：煤系伴生矿产的来源、赋存状态、分布规律、储量、富集时间、主控因素、富集机理和成矿模式，综合开发利用工艺技术；探讨金属与非金属矿产同煤田共存的形成机理；非均质膏体多泵并联泵送及管路流动特性理论及其流量计量理论；深部工程软岩巷道支护理论及底鼓治理技术；矿井低位热能资源高效提取关键技术；煤炭开采、运输、堆放、燃烧利用过程中的释放、聚集、迁移规律和对环境的影响机理等重大科学问题。

    中心汇聚了地质资源与地质工程、矿业工程等8个博士、硕士学位授权学科，4个工程硕士授权领域，矿产普查与勘探等3个省级重点学科；4个国家级特色专业，4个省级本科教育创新高地，8个省级品牌特色专业；4个省级实验教学示范中心；国家重点实验室和工程中心3个，省级重点实验室和工程中心10个。中心现有专兼职技术人员89人，其中，具有博士学位的人员45名，具有教授职称人员40名。队伍中有院士2名，长江学者2名，国家杰出青年基金获得者2名。按合同正式聘用创新团队5个，预期建设创新团队共计12个。

    中心依托国际交流合作平台，与国外先进高校和机构开展合作。如今，中心已与美国阿拉斯加州立大学、德国法兰克福大学、俄罗斯科学院远东地质所、巴西portoalegre大学等国外该领域知名大学和研究机构签订了交流与合作协议。

    中心主任孙玉壮博士是国务院政府特殊津贴专家，河北省省管优秀专家，河北省有突出贡献的中青年专家，河北省“高端人才”、河北省巨人计划领军人才，河北省煤炭学会副理事长，《energyexploration&exploitation》和《worldjournalofengineering》杂志主编，《internationaljournalofcoalgeology》编委。作为项目负责人，他共主持国家国际科技合作项目、国家自然科学基金重点项目、973子课题、国家自然科学基金面上项目、科技部水专项等国家级项目9项，参加国家级项目6项。获国家科技进步二等奖1项、省科技进步一等奖1项；二等奖1项；获河北省自然科学二等奖2项，自然科学三等奖2项。出版专著4部，论文被sci收录122篇，被sci他人正面引用700余次，学术影响力rgscore超过32分。

    协同创新取得丰硕成果

    协同创新中心组建以来，已取得一系列具有代表性创新成果，得到国内外同行的高度认可和评价，并产生巨大的经济和社会效益。包括理论发现：在 山西 平朔和 内蒙 古准格尔煤田煤中发现超大型伴生锂矿，这在世界上为首次发现，为新型成矿模式，潜在经济价值超过万亿元。发现了同一煤田煤中铝、镓、锂和稀土超常富集，提出了成矿模式，经国内外查新均未见报道；国家地质调查局2012年立项对平朔矿区煤伴生锂镓资源立项调查，并组织专家鉴定，认为平朔矿区煤中伴生锂镓已经达到超大型矿床规模。国土资源部2013年资源公报中予以公布。中国矿床学会主席、原国土资源部总工、原地科院院长陈毓川院士认为：“这是世界上首次发现的新型锂矿。”universityofnewsouthwales，colinward教授认为：“准格尔6号煤中的锂已经超常富集，足以称为煤伴生锂矿。”2014年在青海鱼卡煤田发现世界上煤中含量最高的铷铯资源，分别是世界煤中平均含量的11和15倍；工艺创新：研发出一套实验室从粉煤灰中综合提取铝、镓、锂的工艺技术，申报专利5项。应用联合开发技术，中煤平朔集团在建一个粉煤灰中提炼白炭黑、铝、镓和锂的中试工厂，正式生产后，年利润将超过亿元。中心为峰峰集团和邯矿集团的7个煤矿实施了膏体充填和超高水充填开采技术，产生了巨大的经济效益和显著的社会效益；技术进步：参加完成的科研项目《中国煤炭地质综合勘查关键技术与工程运用》，于2010年获得国家科技进步二等奖。该成果在许多重大工程和全国主要煤炭省区1000多个地质勘查项目中推广应用，加快了煤炭地质勘查工作进度。自2003年来，项目实施单位累计新发现资源1000多亿吨，探明煤炭储量3500多亿吨，潜在经济效益超过万亿元，保障了国家大型煤炭基地和重点规划矿区建设。中心受冀中能源委托开展瓷土勘探研究，成果表明，仅章村煤矿四井扩探区优质瓷土储量达六亿吨，预计整个邯邢煤田优质瓷土可达几十亿吨。如果将邯邢煤田煤系地层中的瓷土和镓分别提炼和加工利用，其潜在经济价值超过万亿元；国际评价：2013年国际有机岩石学会“thesocietyfororganicpetrology”在学会通讯thesocietyfororganicpetrologynewsletter的报道中报道了本课题组关于锂的研究成果。该文“coaldepositsaspromisingsourcesoflithium”引用大量本课题组的文献，指出煤可以作为锂元素的重要来源，并在该篇报道中指出本课题组首次发现煤中伴生li矿床，并认为这是一个重大发现；项目与成果：中心在研的国家自然科学基金项目8项、省部级项目35项；获得国家、省部级奖励18项；发表sci、ei检索论文184篇，完成著作24部。中心共获得专利32项，登记软件著作权42项，邀请专家交流54人次，派遣研究人员参加国内外学术及行业发展会议240余人次；同时，中心的河北工程大学煤系伴生矿产开发利用研究所获批河北省“巨人计划”第二批创新团队。

    推进协同创新实现可持续发展

    煤炭是我国的主要能源，分别占一次能源生产和消费总量的76%和69%。煤炭地质勘查和资源综合开发利用都是煤炭勘探开发的重要责任。随着要把建设大型煤炭基地作为重大而紧迫的任务，加快煤炭地质勘查工作的开展，为煤炭地质工作者在以后一定时间内的工作指明了方向。

    近年来煤中共（伴）生多种矿产之间的成因联系已越来越引起学者们的重视，成为新的研究热点。我国煤中发现了大量具有经济价值的伴生金属元素，有些已经达到矿床规模并且已经开发利用。因此加强煤中共（伴）生矿产分布规律与开发利用研究、实现煤炭安全高效开采技术研究已成为河北省煤炭资源综合开发利用新的发展方向。这也正是河北省煤炭资源综合开发利用协同创新中心诞生的意义所在。加强校企联合，展开协同创新工作也已成为促进高校科研教学水平提高的必然选择。河北省煤炭资源综合开发与利用协同创新中心将以“行业急需、国际一流”为目标，整合国内外人力资源，实现煤炭资源综合开发与利用理论与技术的突破。