矿山安全节能材料项目
发布日期：2012-01-06
山东合兴科技发展有限公司
创新成果（矿山安全节能材料项目）报告
成果概要：
1、空气源太阳能双效热泵专利技术“空气源太阳能双效热泵专利技术”是研制开发的空气能源、太阳能（光电一体化）双级热泵热水器，产品系列化整合，热水、除湿、冷气三位一体，项目的技术设计先进，具有智能控制、高效节能的制热系统、高端配置、低温运行、全方位保护、超大水量、经济节省、持久恒温、适用范围广。
2、新一代TDYT回路热管LED节能照明技术最先进的太空散热技术——回路热管，成功应用LHP结合LED照明的专利组合，具有远距离传热、可挠性结构、反重力运作、不需额外动力、轻量化、高瓦数散热等优点。
3、TDYT(A型)煤矿人员管理系统（智能矿灯）本系统是加强入井人员管理、提升生命保障、促进煤矿安全生产的理想产品。该系统结合煤矿井下特殊的作业环境，采用远距离无线射频识别技术、远程通讯技术、计算机编程与网络技术以及防爆技术等，可实现对入井人员的实时监测、跟踪定位、轨迹回放、考勤管理、报表查询、信息网络发布、双向通讯、人机交互、紧急搜救、生产调度等功能，为煤矿安全生产以及紧急通知救援提供第一手的决策实时信息。该系统可方便接入综合自动化网络平台，无须重复布线，减少投资。
4、快速密闭封堵充填材料本项目快速密闭封堵充填材料是一种双组份、多用途、汽胶结合的复合高分子材料泡沫填充加固料。该加固填充材料经专用设备将双组份充分混合，进过短暂的熟化后，由专用喷枪喷出后，体积瞬间膨胀达到10~30倍，同时具有很强的粘接性，并能与煤块、混凝土等多种材料粘接，完全固化后具有极强的密封性、防水堵漏、加固填充、粘接固定、绝缘等功能，其技术指标迎合了当前煤矿安全的多项要求，且操作方便，提高工效，降低成本等特点。
5、立式防灭火高倍数阻化泡沫发生器本项目产品立式防灭火高倍数阻化泡沫发生器，泡沫转化率高，达到95%以上，产生的阻化泡沫质量好，发泡倍数高，存在时间长，防灭火效率高。该泡沫发生器在使用时，全气动，不采用电或水做动力源，防爆性能好，安全系数高，可以预防煤矿井下有害气体的涌出和火灾的发生，也可以扑灭煤矿井下有限空间内大面积明火火灾和用于扑灭厂房、商场等固定空间的大面积明火火灾。
6、泡沫阻化剂产品研发和生产正常阻化剂有很强的消泡作用，本项目从分子设计的角度出发，合成合适的界面修饰包裹剂，将阻化剂体系微胶囊包裹后，减少其对发泡剂的成膜破坏，解决了普通泡沫无法携带阻化剂的难题。泡沫阻化剂临界剪切应力小、附壁性能好，具有很好的附壁性、堆积性，可以将阻化剂带到普通条件无法达到的高位，有效的防止自燃和灭火，综合成本低。
一、前言和实施背景
1、前言
公司始建于2000年3月，占地85亩，现建筑面积约4万多平方米，拥有固定资产1.6亿元。目前在职职工260人，其中大中专毕业生123人，工程技术人员62人。2010年实现销售收入1.4亿元，利税1000多万元。公司现为中国中小企业协会副会长企业、国家通防协会副主任委员企业、国家级高新技术企业、山东省“安康杯”优胜企业、济宁市劳动关系和谐企业。通过了ISO9001质量体系认证，被济宁市中小信用企业评审委员会评为AAA级信用企业。
合兴科技自成立以来，始终坚持以煤矿安全服务为己任的宗旨，倾心致力于煤矿安全“一通三防”产品和矿山机械设备的研发、生产和售后服务。逐年加大科技投入，与中国科技大学、中国矿业大学、天津大学、中国煤科总院等高校科研机构建立了长期合作关系。2008年公司被认定为国家级高新技术企业；2010年，公司企业技术中心被山东省认定为省级企业技术中心。
山东合兴科技发展有限公司将继续秉承“合作创新、兴业报国、科学发展、技术领先”的企业理念，积极响应国家号召，顺应国家产业发展趋势，逐步转向新能源、新材料行业，积极推进新能源产业的发展。
2、实施背景
《煤炭工业“十一五”发展规划》指出：按照安全发展的要求，坚持“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，从安全文化、安全法制、安全责任、安全科技和安全投入等方面加强建设，完善安全生产管理体系，全面提高煤矿安全生产水平。完善煤矿“一通三防”、防治水等防灾系统。
《节能环保产业发展规划》由国家发改委会同环保部等部门编制，于2010年11月25日经通过f发改委专家论证会。作为“十二五”时期七大战略性新兴产业规划之一，《节能环保产业发展规划》将对节能产业、环保产业和循环利用产业提供技术、产品和服务等支持，促进绿色经济产业链的形成与发展。
依靠科技、促进升级。采用高新技术和先进适用技术，加快安全高效大型现代化煤矿建设，大力推进中小型煤矿机械化，淘汰落后的工艺和装备，提高煤炭重大装备研发和制造能力，促进煤炭产业升级。
山东合兴科技发展有限公司的产品主要是面向煤矿，用于一通三防领域，能够改善煤矿的安全生产条件，并积极涉入节能环保行业。因此项目的建设符合行业发展趋势。
山东是全国资源大省，邹城地处资源腹地，矿用安全材料产业基础相对雄厚，方圆200公里内分布着枣矿、肥矿、徐矿和淮矿等国家级重要煤炭生产基地，市场空间巨大。
我国煤矿安全生产危险源多、灾害严重的形势非常严峻。我国煤矿主要灾害有瓦斯、顶板、冲击地压、火灾、水害、尘害、热害等。因此，我国是世界上煤与瓦斯突出最严重的国家之一。全国因自燃而造成煤炭资源的破坏，每年达数十亿元的经济损失。煤矿灾害防治及其继发性灾害的防控技术，对煤矿的安全生产具有非常重要的意义。
二、成果内涵和具体做法。
1、成果内涵
空气能源太阳能双效热泵技术优势：设计先进 通过计算机仿真测试实验室，模拟各种恶劣环境的运行，调试评估出机组系统的最优化配置方案及机组最合理的COP值。运用现代计算机仿真技术结合设计风道系统，有效减少高频噪音。智能控制 强大的微电脑控制功能，彻底解决系统运行的安全问题，能够智能化的向终端用户提供连续、稳定的卫生热水。高效节能的制热系统 热泵是以空气作为能源来源的，受环境影响很小。采用全新高效制热系统，优化的系统设计，运行平稳，系统稳定，综合效能比达到3.6-6 。高端配置 采用全球知名品牌高温型热泵专用涡旋压缩机，膨胀阀等配件也全部采用精良配置，确保机组能够稳定运行。低温运行 能适应在各种恶劣天气下使用，机组具有智能化霜功能，在超低温底下也可以可靠运行。 全方位保护 机组有全方位的保护系统、各种参数查询、故障查询、系统参数查询等功能，运行安全可靠、方便，无需人员值守，节省开支。
2、新一代TDYT回路热管LED节能照明技术最先进的太空散热技术——回路热管，成功应用LHP结合LED照明的专利组合，具有远距离传热、可挠性结构、反重力运作、不需额外动力、轻量化、高瓦数散热等优点。（1）、光源寿超过80000小时。（2）、光衰率少于3%，世界最低。（3）、独家技术轻量化，100W灯具仅5.5公斤。（4）、TDYT—LED灯与水银灯相比的省电量达75%。（5）、透过太空散热技术回路热管（LHP），接点温度可降至65℃以下。（6）、一盏TDYT—LED路灯每年所节省的二氧化碳量等同与15棵树的吸收量。
3、TDYT新一代智能矿灯（1）、TDYT(A)型矿灯（以下简称矿灯）采用超亮度LED冷光源的照明矿灯，工作时不发热，光电转换率高，比白炽灯省电70%；LED冷光源使用寿命10000小时以上，外挂结构与传统矿灯相同，方便插挂在各种安全帽上使用。（2）、该型矿灯采用锂电池蓄电池，储能比大，设有多重保护电路，安全环保。具有照度高、体积小、重量轻、点灯时间长、免维护、充放电无任何记忆效应等特点。（3）、日常维护没有更换灯泡和补加电解液等维护及费用。灯头内装有充电控制器，可直接装在恒压、恒流型矿灯充电架上充电，不需要新增锂电池充电架。（4）、矿灯电源电路加装矿灯短路保护器，动作灵敏可靠，能在12ms内切断矿灯电源避免火花产生，从源头上杜绝了矿灯引发瓦斯爆炸事故的发生，保证了使用安全。（5）、显色性好，穿透能力强。在煤矿井下照射的面积显性好，在粉尘、浓雾环境中穿透能力强，能见度高。（6）、更具人性化、绿色环保：产品重量仅为传统矿灯的三分之一，重量仅为0.6千克，极大地减轻了使用者的负重，提高劳动生产出率。携带方便、使用灵活、无漏液、无污染。
4、快速密闭封堵充填材料是由A、B两种材料组成的高分子复合加固材料，主要用于煤层，岩层的加固和裂隙的封闭。该产品具有很高粘合力和很好的机械流动性，能将破碎煤体高度粘合成为整体，可保持与工作面一致的寿命。该产品有极好的粘合能力与煤层形成很强的粘合强度高，粘接后抗剪切强度高；采用独特的增韧改性技术，耐冲击、抗疲劳，特别适合于煤层顶板的加固； 具有抗老化性及耐介质(酸、碱及水等)性好；产品粘度较低，渗透流动性好，能很好地渗入煤层或岩层细小的裂缝中；产品固化温度范围广，可在0℃以上不同环境温度下很好固化； 具有良好的柔韧性能，能承受随后的地层运动。本产品含挥发性溶剂，不产生任何毒气，硬化时不收缩； A、B料配比可调，使用方便、无毒，便于现场操作。
5、泡沫阻化剂产品选用耐酸、耐盐性表面活性剂泡沫体系。表面活性剂泡沫体系包括碳氢表面活性剂、发泡剂、稳泡剂、成膜性添加剂、抗溶剂、抗冻剂、稳定剂、其他添加剂和水等，这其中一方面，表面活性剂既含有亲水基团，又含有疏水基团，与煤层接触后，疏水基团吸附在疏水性煤的表面，而亲水基团排斥向外，使煤层获得亲水性，促使煤层得以很快被阻化剂溶液浸润且很快往煤层渗透。使得充足的阻化剂水溶液能渗入煤炭的裂隙与孔隙，覆盖并强占煤层碳晶格的表面，挤走已吸附和将吸附的氧分子。由于水具有一定的表面张力，能阻止和破坏碳氧络合的形成，起到防止煤炭自燃的作用。另一方面，利用泡沫的滚动携带以及泡沫体系中的渗透助剂高渗透能力，可以更进一步增加基料的湿润能力，使阻化剂溶液更有效地浸入煤体微细空隙内，进一步提高阻化剂的阻化效果。
2、具体做法
本项目拟组建矿山安全节能材料研发中心，建设8层约8200㎡高标准研发大楼一栋、高标准生产车间三座面积约11300㎡、其他附助设施建筑面积约4000㎡、总计建筑面积约22000㎡；建设矿山安全材料生产线2条、仪器仪表生产线2条、电缆线生产线1条、矿山机械生产线1条等；产品研发试验设备一套；及其他配套设备、设施一套。本项目计划从2010年3月开始实施，2012年全部完成。
针对我国及山东省煤矿安全生产过程中的重大关键性、基础性和共性技术问题，进行安全材料系统化、配套化和工程化研究开发，不断推出具有市场前景的安全材料系列新产品；
接受国家、安全生产管理部门、煤矿生产企业、科研院所委托的安全材料技术研究、设计、开发和试验任务，提供技术咨询服务，培训安全材料工程技术人员和管理人员，成为我省安全技术方面开放的技术支撑平台；
建立面向国内、省内和企业等不同对象的安全材料示范样板，展示安全材料技术在煤矿安全生产、促进能源经济发展中的作用；
矿山安全材料研发中心成立后先期主要研究开发生产：泡沫阻化剂，泡沫阻化剂二代、 快速密闭材料、顶板加固材料系列产品，由现在的8种产品增加到31种以及相关煤矿安全材料的生产、销售、施工业务，煤矿消尘系统产品的生产制造、安装、调试、维修等，承包煤矿防灭火等安全工程，提供煤矿防灭火技术咨询、技术服务，开发煤矿安全应用新技术、新产品。以及电缆温度在线监测系统，煤矿先期探测报警装置，热成像仪，感压力电等煤矿安全设备。煤矿用块煤防破碎螺旋输送器，煤矿井下用避难仓，煤化工产品及下游升级产品。煤矿相关的工程咨询、设计、施工等业务。以煤矿安全材料为基本，逐步扩展到整个煤矿安全领域。
本项目需用土地及厂房建设：新征用土地50亩，建设新厂址，总建筑面积22015平方米，总投资14633万元。
（1）建设研发大楼一栋，建筑面积约8200㎡；
（2）生产车间3座，每座车间建筑面积约3805㎡，总建筑面积面积约11415㎡；
（3）其它附助设施，建筑面积约2400㎡。
项目建设期32个月，分两期进行建设，一期2010年4月至2011年6月，二期2011年7月至2012年12月。
三、成果实施后所产生的效果。
空气能源太阳能热泵技术：超大水量：水箱容量根据具体要求量身订做，水量充足，可满足不同客户不同时段需求。经济节省：从空气中获取大量的能源，能效比高达300%～400%。根据使用规律设定热水器自动运行时间，费用自然节省。持久恒温：使用非常简单，整个热水器采用自动化智能控制系统，用户只需在初次使用时开一次电源，在以后的使用过程中完全实现自动化运行，到达用户指定水温时自动停机，低于用户指定水温时系统自行开机运行，完全实现一天24小时随时有热水而不用等候。安全环保：结构上水电完全分离，且无任何有害有毒气体排放或燃烧，不受台风等自然灾害的影响；克服了太阳能热水器只能安装顶楼、破坏屋顶的防水层和承重能力、影响市容的缺点。
太阳能LED全彩景观照明控制系统，具有变色效果，配合微机，对光色做细致的调控，可调配出上百万种颜色，使得色彩丰富自然。此LED全彩景观灯可以产生各种动态色彩变化，投射于建筑物外墙、景观艺术品等等，可以衬托出不同的视觉感受，且省电效果惊人。
TDYT新一代智能矿灯是当今世界的新技术、新材料、新能源、新工艺和新思维创造性地生产出的一种全新概念的矿灯。它是目前世界上采矿业最为先进的智能随身照明工具，它采用锂离子电池为能源、用IP芯片作电源控制和管理、用超高亮度白光LED作光源。它采用整体式一体化全密封结构，外壳由防弹玻璃材料制成，它能在任何恶劣的、易燃易爆的、高温低温的环境里使用，也能在水中正常工作。大大减轻传统矿灯重量，使用时轻松无束缚，无需维护，立刻提高劳动工效。由于采用了芯片自动保护技术，它从源头上斩断了矿灯引发瓦斯爆炸事故的根源，它的推广使用将结束我国因矿灯原因而引发矿难事故的历史。
矿山安全材料及配套设施，对于煤矿来说必不可少，而且随着煤炭开采量的不断加大，其市场需求将会更多。矿山安全材料及配套设施自2008年初开始生产销售，2009年产值达到1.04亿元，2010年产值达到1.41亿元，预计到2011年底，销售收入达到2.6亿元。目前已帮助南屯、天池、星村等煤矿解决高发火隐患问题，避免煤矿安全事故的发生，为煤矿减少了近4000万元的损失。发泡器第一代产品已经完成研发、中试等过程已经规模化生产，并在兖矿集团赵楼煤矿、南屯煤矿、集中能源、宁煤集团等厂矿使用，灭火效果显著。
本项目技术的使用为我国煤矿的防灭火提供了可靠的技术保证，减少经济损失，确保了煤矿的安全生产和高产高效。项目建成后具有较好的经济、社会效益，可促进当地经济快速发展。因此项目建设是必要的、可行的。
本项目符合国家政策、市场导向，工艺技术先进、成熟、可靠。有很高的经济效益及社会效益，是一项符合市场需求、投资见效快的项目。
四、持续改进措施。
山东合兴科技发展有限公司矿山防灭火系列新材料产业化项目列入山东省二0一0年工业转方式调结构重点技术改造项目，符合新兴产业和重点行业发展方向， 其中立式防灭火高倍数阻化泡沫发生器取得了实用新型专利证书，三个项目被山东省列入2010年技术创新项目，部分产品取得了国家安全标志中心办公室颁发的安全标志证书。
公司正加大力度向社会向各大矿山推广新技术新产品，成立了四支技术精干的销售服务队根据客户需求的不同为客户提供差异化服务，在大量客户使用后得到了一定的好评。但是每个产品都还在不同的领域存在一定缺陷，特制订持续改进措施，主要内容如下：
1、差异化服务继续根据客户需求，建立差异化服务体系。
2、实践中创新在实用过程中，循序渐进，修正技术薄弱点，继续创新，更加完善各项技术指标。
3、节能环保原则把各项耗能指标尽力降到最低，为全社会全人类的节能环保做出应有的贡献。
