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礦山安全節能材料項目

山東合興科技發展有限公司
　  創新成果（礦山安全節能材料項目）報告 
　  
　  成果概要：
　  1、空氣源太陽能雙效熱泵專利技術“空氣源太陽能雙效熱泵專利技術”是研制開發的空氣能源、太陽能（光電一體化）雙級熱泵熱水器，產品系列化整合，熱水、除濕、冷氣三位一體，項目的技術設計先進，具有智能控制、高效節能的制熱系統、高端配置、低溫運行、全方位保護、超大水量、經濟節省、持久恒溫、適用范圍廣。
　  2、新一代TDYT回路熱管LED節能照明技術最先進的太空散熱技術——回路熱管，成功應用LHP結合LED照明的專利組合，具有遠距離傳熱、可撓性結構、反重力運作、不需額外動力、輕量化、高瓦數散熱等優點。
　  3、TDYT(A型)煤礦人員管理系統（智能礦燈）本系統是加強入井人員管理、提升生命保障、促進煤礦安全生產的理想產品。該系統結合煤礦井下特殊的作業環境，采用遠距離無線射頻識別技術、遠程通訊技術、計算機編程與網絡技術以及防爆技術等，可實現對入井人員的實時監測、跟蹤定位、軌跡回放、考勤管理、報表查詢、信息網絡發布、雙向通訊、人機交互、緊急搜救、生產調度等功能，為煤礦安全生產以及緊急通知救援提供第一手的決策實時信息。該系統可方便接入綜合自動化網絡平臺，無須重復布線，減少投資。
　  4、快速密閉封堵充填材料本項目快速密閉封堵充填材料是一種雙組份、多用途、汽膠結合的復合高分子材料泡沫填充加固料。該加固填充材料經專用設備將雙組份充分混合，進過短暫的熟化后，由專用噴槍噴出后，體積瞬間膨脹達到10~30倍，同時具有很強的粘接性，并能與煤塊、混凝土等多種材料粘接，完全固化后具有極強的密封性、防水堵漏、加固填充、粘接固定、絕緣等功能，其技術指標迎合了當前煤礦安全的多項要求，且操作方便，提高工效，降低成本等特點。
　  5、立式防滅火高倍數阻化泡沫發生器本項目產品立式防滅火高倍數阻化泡沫發生器，泡沫轉化率高，達到95%以上，產生的阻化泡沫質量好，發泡倍數高，存在時間長，防滅火效率高。該泡沫發生器在使用時，全氣動，不采用電或水做動力源，防爆性能好，安全系數高，可以預防煤礦井下有害氣體的涌出和火災的發生，也可以撲滅煤礦井下有限空間內大面積明火火災和用于撲滅廠房、商場等固定空間的大面積明火火災。
　  6、泡沫阻化劑產品研發和生產正常阻化劑有很強的消泡作用，本項目從分子設計的角度出發，合成合適的界面修飾包裹劑，將阻化劑體系微膠囊包裹后，減少其對發泡劑的成膜破壞，解決了普通泡沫無法攜帶阻化劑的難題。泡沫阻化劑臨界剪切應力小、附壁性能好，具有很好的附壁性、堆積性，可以將阻化劑帶到普通條件無法達到的高位，有效的防止自燃和滅火，綜合成本低。
　  
　  
　  一、前言和實施背景
　  1、前言 
　  公司始建于2000年3月，占地85畝，現建筑面積約4萬多平方米，擁有固定資產1.6億元。目前在職職工260人，其中大中專畢業生123人，工程技術人員62人。2010年實現銷售收入1.4億元，利稅1000多萬元。公司現為中國中小企業協會副會長企業、國家通防協會副主任委員企業、國家級高新技術企業、山東省“安康杯”優勝企業、濟寧市勞動關系和諧企業。通過了ISO9001質量體系認證，被濟寧市中小信用企業評審委員會評為AAA級信用企業。
　  合興科技自成立以來，始終堅持以煤礦安全服務為己任的宗旨，傾心致力于煤礦安全“一通三防”產品和礦山機械設備的研發、生產和售后服務。逐年加大科技投入，與中國科技大學、中國礦業大學、天津大學、中國煤科總院等高校科研機構建立了長期合作關系。2008年公司被認定為國家級高新技術企業；2010年，公司企業技術中心被山東省認定為省級企業技術中心。
　  山東合興科技發展有限公司將繼續秉承“合作創新、興業報國、科學發展、技術領先”的企業理念，積極響應國家號召，順應國家產業發展趨勢，逐步轉向新能源、新材料行業，積極推進新能源產業的發展。
　  2、實施背景
　  《煤炭工業“十一五”發展規劃》指出：按照安全發展的要求，堅持“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針，從安全文化、安全法制、安全責任、安全科技和安全投入等方面加強建設，完善安全生產管理體系，全面提高煤礦安全生產水平。完善煤礦“一通三防”、防治水等防災系統。
　  《節能環保產業發展規劃》由國家發改委會同環保部等部門編制，于2010年11月25日經通過f發改委專家論證會。作為“十二五”時期七大戰略性新興產業規劃之一，《節能環保產業發展規劃》將對節能產業、環保產業和循環利用產業提供技術、產品和服務等支持，促進綠色經濟產業鏈的形成與發展。
　  依靠科技、促進升級。采用高新技術和先進適用技術，加快安全高效大型現代化煤礦建設，大力推進中小型煤礦機械化，淘汰落后的工藝和裝備，提高煤炭重大裝備研發和制造能力，促進煤炭產業升級。
　  山東合興科技發展有限公司的產品主要是面向煤礦，用于一通三防領域，能夠改善煤礦的安全生產條件，并積極涉入節能環保行業。因此項目的建設符合行業發展趨勢。
　  山東是全國資源大省，鄒城地處資源腹地，礦用安全材料產業基礎相對雄厚，方圓200公里內分布著棗礦、肥礦、徐礦和淮礦等國家級重要煤炭生產基地，市場空間巨大。
　  我國煤礦安全生產危險源多、災害嚴重的形勢非常嚴峻。我國煤礦主要災害有瓦斯、頂板、沖擊地壓、火災、水害、塵害、熱害等。因此，我國是世界上煤與瓦斯突出最嚴重的國家之一。全國因自燃而造成煤炭資源的破壞，每年達數十億元的經濟損失。煤礦災害防治及其繼發性災害的防控技術，對煤礦的安全生產具有非常重要的意義。
　  
　  二、成果內涵和具體做法。
　  1、成果內涵
　  空氣能源太陽能雙效熱泵技術優勢：設計先進 通過計算機仿真測試實驗室，模擬各種惡劣環境的運行，調試評估出機組系統的最優化配置方案及機組最合理的COP值。運用現代計算機仿真技術結合設計風道系統，有效減少高頻噪音。智能控制 強大的微電腦控制功能，徹底解決系統運行的安全問題，能夠智能化的向終端用戶提供連續、穩定的衛生熱水。高效節能的制熱系統 熱泵是以空氣作為能源來源的，受環境影響很小。采用全新高效制熱系統，優化的系統設計，運行平穩，系統穩定，綜合效能比達到3.6-6 。高端配置 采用全球知名品牌高溫型熱泵專用渦旋壓縮機，膨脹閥等配件也全部采用精良配置，確保機組能夠穩定運行。低溫運行 能適應在各種惡劣天氣下使用，機組具有智能化霜功能，在超低溫底下也可以可靠運行。 全方位保護 機組有全方位的保護系統、各種參數查詢、故障查詢、系統參數查詢等功能，運行安全可靠、方便，無需人員值守，節省開支。 
　  2、新一代TDYT回路熱管LED節能照明技術最先進的太空散熱技術——回路熱管，成功應用LHP結合LED照明的專利組合，具有遠距離傳熱、可撓性結構、反重力運作、不需額外動力、輕量化、高瓦數散熱等優點。（1）、光源壽超過80000小時。（2）、光衰率少于3%，世界最低。（3）、獨家技術輕量化，100W燈具僅5.5公斤。（4）、TDYT—LED燈與水銀燈相比的省電量達75%。（5）、透過太空散熱技術回路熱管（LHP），接點溫度可降至65℃以下。（6）、一盞TDYT—LED路燈每年所節省的二氧化碳量等同與15棵樹的吸收量。
　  3、TDYT新一代智能礦燈（1）、TDYT(A)型礦燈（以下簡稱礦燈）采用超亮度LED冷光源的照明礦燈，工作時不發熱，光電轉換率高，比白熾燈省電70%；LED冷光源使用壽命10000小時以上，外掛結構與傳統礦燈相同，方便插掛在各種安全帽上使用。（2）、該型礦燈采用鋰電池蓄電池，儲能比大，設有多重保護電路，安全環保。具有照度高、體積小、重量輕、點燈時間長、免維護、充放電無任何記憶效應等特點。（3）、日常維護沒有更換燈泡和補加電解液等維護及費用。燈頭內裝有充電控制器，可直接裝在恒壓、恒流型礦燈充電架上充電，不需要新增鋰電池充電架。（4）、礦燈電源電路加裝礦燈短路保護器，動作靈敏可靠，能在12ms內切斷礦燈電源避免火花產生，從源頭上杜絕了礦燈引發瓦斯爆炸事故的發生，保證了使用安全。（5）、顯色性好，穿透能力強。在煤礦井下照射的面積顯性好，在粉塵、濃霧環境中穿透能力強，能見度高。（6）、更具人性化、綠色環保：產品重量僅為傳統礦燈的三分之一，重量僅為0.6千克，極大地減輕了使用者的負重，提高勞動生產出率。攜帶方便、使用靈活、無漏液、無污染。
　  4、快速密閉封堵充填材料是由A、B兩種材料組成的高分子復合加固材料，主要用于煤層，巖層的加固和裂隙的封閉。該產品具有很高粘合力和很好的機械流動性，能將破碎煤體高度粘合成為整體，可保持與工作面一致的壽命。該產品有極好的粘合能力與煤層形成很強的粘合強度高，粘接后抗剪切強度高；采用獨特的增韌改性技術，耐沖擊、抗疲勞，特別適合于煤層頂板的加固； 具有抗老化性及耐介質(酸、堿及水等)性好；產品粘度較低，滲透流動性好，能很好地滲入煤層或巖層細小的裂縫中；產品固化溫度范圍廣，可在0℃以上不同環境溫度下很好固化； 具有良好的柔韌性能，能承受隨后的地層運動。本產品含揮發性溶劑，不產生任何毒氣，硬化時不收縮； A、B料配比可調，使用方便、無毒，便于現場操作。
　  5、泡沫阻化劑產品選用耐酸、耐鹽性表面活性劑泡沫體系。表面活性劑泡沫體系包括碳氫表面活性劑、發泡劑、穩泡劑、成膜性添加劑、抗溶劑、抗凍劑、穩定劑、其他添加劑和水等，這其中一方面，表面活性劑既含有親水基團，又含有疏水基團，與煤層接觸后，疏水基團吸附在疏水性煤的表面，而親水基團排斥向外，使煤層獲得親水性，促使煤層得以很快被阻化劑溶液浸潤且很快往煤層滲透。使得充足的阻化劑水溶液能滲入煤炭的裂隙與孔隙，覆蓋并強占煤層碳晶格的表面，擠走已吸附和將吸附的氧分子。由于水具有一定的表面張力，能阻止和破壞碳氧絡合的形成，起到防止煤炭自燃的作用。另一方面，利用泡沫的滾動攜帶以及泡沫體系中的滲透助劑高滲透能力，可以更進一步增加基料的濕潤能力，使阻化劑溶液更有效地浸入煤體微細空隙內，進一步提高阻化劑的阻化效果。
　  2、具體做法
　  本項目擬組建礦山安全節能材料研發中心，建設8層約8200㎡高標準研發大樓一棟、高標準生產車間三座面積約11300㎡、其他附助設施建筑面積約4000㎡、總計建筑面積約22000㎡；建設礦山安全材料生產線2條、儀器儀表生產線2條、電纜線生產線1條、礦山機械生產線1條等；產品研發試驗設備一套；及其他配套設備、設施一套。本項目計劃從2010年3月開始實施，2012年全部完成。
　  針對我國及山東省煤礦安全生產過程中的重大關鍵性、基礎性和共性技術問題，進行安全材料系統化、配套化和工程化研究開發，不斷推出具有市場前景的安全材料系列新產品；
　  接受國家、安全生產管理部門、煤礦生產企業、科研院所委托的安全材料技術研究、設計、開發和試驗任務，提供技術咨詢服務，培訓安全材料工程技術人員和管理人員，成為我省安全技術方面開放的技術支撐平臺；
　  建立面向國內、省內和企業等不同對象的安全材料示范樣板，展示安全材料技術在煤礦安全生產、促進能源經濟發展中的作用；
　  礦山安全材料研發中心成立后先期主要研究開發生產：泡沫阻化劑，泡沫阻化劑二代、 快速密閉材料、頂板加固材料系列產品，由現在的8種產品增加到31種以及相關煤礦安全材料的生產、銷售、施工業務，煤礦消塵系統產品的生產制造、安裝、調試、維修等，承包煤礦防滅火等安全工程，提供煤礦防滅火技術咨詢、技術服務，開發煤礦安全應用新技術、新產品。以及電纜溫度在線監測系統，煤礦先期探測報警裝置，熱成像儀，感壓力電等煤礦安全設備。煤礦用塊煤防破碎螺旋輸送器，煤礦井下用避難倉，煤化工產品及下游升級產品。煤礦相關的工程咨詢、設計、施工等業務。以煤礦安全材料為基本，逐步擴展到整個煤礦安全領域。
　  本項目需用土地及廠房建設：新征用土地50畝，建設新廠址，總建筑面積22015平方米，總投資14633萬元。
　  （1）建設研發大樓一棟，建筑面積約8200㎡；
　  （2）生產車間3座，每座車間建筑面積約3805㎡，總建筑面積面積約11415㎡；
　  （3）其它附助設施，建筑面積約2400㎡。
　  項目建設期32個月，分兩期進行建設，一期2010年4月至2011年6月，二期2011年7月至2012年12月。
　  
　  三、成果實施后所產生的效果。
　  空氣能源太陽能熱泵技術：超大水量：水箱容量根據具體要求量身訂做，水量充足，可滿足不同客戶不同時段需求。經濟節省：從空氣中獲取大量的能源，能效比高達300%～400%。根據使用規律設定熱水器自動運行時間，費用自然節省。持久恒溫：使用非常簡單，整個熱水器采用自動化智能控制系統，用戶只需在初次使用時開一次電源，在以后的使用過程中完全實現自動化運行，到達用戶指定水溫時自動停機，低于用戶指定水溫時系統自行開機運行，完全實現一天24小時隨時有熱水而不用等候。安全環保：結構上水電完全分離，且無任何有害有毒氣體排放或燃燒，不受臺風等自然災害的影響；克服了太陽能熱水器只能安裝頂樓、破壞屋頂的防水層和承重能力、影響市容的缺點。
　  太陽能LED全彩景觀照明控制系統，具有變色效果，配合微機，對光色做細致的調控，可調配出上百萬種顏色，使得色彩豐富自然。此LED全彩景觀燈可以產生各種動態色彩變化，投射于建筑物外墻、景觀藝術品等等，可以襯托出不同的視覺感受，且省電效果驚人。
　  TDYT新一代智能礦燈是當今世界的新技術、新材料、新能源、新工藝和新思維創造性地生產出的一種全新概念的礦燈。它是目前世界上采礦業最為先進的智能隨身照明工具，它采用鋰離子電池為能源、用IP芯片作電源控制和管理、用超高亮度白光LED作光源。它采用整體式一體化全密封結構，外殼由防彈玻璃材料制成，它能在任何惡劣的、易燃易爆的、高溫低溫的環境里使用，也能在水中正常工作。大大減輕傳統礦燈重量，使用時輕松無束縛，無需維護，立刻提高勞動工效。由于采用了芯片自動保護技術，它從源頭上斬斷了礦燈引發瓦斯爆炸事故的根源，它的推廣使用將結束我國因礦燈原因而引發礦難事故的歷史。 
　  礦山安全材料及配套設施，對于煤礦來說必不可少，而且隨著煤炭開采量的不斷加大，其市場需求將會更多。礦山安全材料及配套設施自2008年初開始生產銷售，2009年產值達到1.04億元，2010年產值達到1.41億元，預計到2011年底，銷售收入達到2.6億元。目前已幫助南屯、天池、星村等煤礦解決高發火隱患問題，避免煤礦安全事故的發生，為煤礦減少了近4000萬元的損失。發泡器第一代產品已經完成研發、中試等過程已經規模化生產，并在兗礦集團趙樓煤礦、南屯煤礦、集中能源、寧煤集團等廠礦使用，滅火效果顯著。
　  本項目技術的使用為我國煤礦的防滅火提供了可靠的技術保證，減少經濟損失，確保了煤礦的安全生產和高產高效。項目建成后具有較好的經濟、社會效益，可促進當地經濟快速發展。因此項目建設是必要的、可行的。
　  本項目符合國家政策、市場導向，工藝技術先進、成熟、可靠。有很高的經濟效益及社會效益，是一項符合市場需求、投資見效快的項目。
　  
　  四、持續改進措施。
　  山東合興科技發展有限公司礦山防滅火系列新材料產業化項目列入山東省二0一0年工業轉方式調結構重點技術改造項目，符合新興產業和重點行業發展方向， 其中立式防滅火高倍數阻化泡沫發生器取得了實用新型專利證書，三個項目被山東省列入2010年技術創新項目，部分產品取得了國家安全標志中心辦公室頒發的安全標志證書。
　  公司正加大力度向社會向各大礦山推廣新技術新產品，成立了四支技術精干的銷售服務隊根據客戶需求的不同為客戶提供差異化服務，在大量客戶使用后得到了一定的好評。但是每個產品都還在不同的領域存在一定缺陷，特制訂持續改進措施，主要內容如下：
　  1、差異化服務繼續根據客戶需求，建立差異化服務體系。
　  2、實踐中創新在實用過程中，循序漸進，修正技術薄弱點，繼續創新，更加完善各項技術指標。
　  3、節能環保原則把各項耗能指標盡力降到最低，為全社會全人類的節能環保做出應有的貢獻。