贵州省能源科技创新发展 “十四五”规划 明确多项配电核心技术攻关

三、重点创新任务

（一）煤炭安全高效绿色智能开采技术

开展煤矿重大灾害防控、煤矿智能化开采、绿色开采、井下机器人等研究，为我省煤炭资源的安全高效绿色智能开发利用提供基础支撑。

1、核心技术攻关

1）煤炭智能化分选加工体系与关键技术

建立煤炭分选过程数据库、生产模型评价库和选煤专家数据库，开发选煤设备智能诊断管理系统，实现设备状态的实时监测、在线分析、故障诊断和全生命周期的智能管理，形成智能化选煤技术体系。开发智能配电、人员智能定位和自动装车等技术，实现选煤厂生产过程智能化，通过数据驱动与专家决策实现分选参数的在线智能给定。

2）复杂地质条件煤矿辅助运输机器人

开展煤矿井下辅助运输系统高精度导航定位、深入地下受限空间内防爆运输设备无人驾驶、全矿井人员及物资智能调度等关键技术研究，根据不同井型研制煤矿辅助运输机器人系统，实现煤矿物料标准化装载、智能化配送、自动化转运、无人化运输，并针对运输条件复杂矿井开展应用验证。

3）煤矿瓦斯动力灾害前兆信息智能识别与预警技术

开展瓦斯动力灾害前兆信息采集、传输及智能指标技术研究，构建瓦斯危险区域动态辨识模型，研究单一参量监测数据的特征挖掘与趋势分析、多参量监测信息融合模式与瓦斯动力灾害智能感知技术，实现煤矿瓦斯动力灾害的实时、动态预警。

4）煤矿井上下“三区联动”抽采大区域瓦斯治理关键技术

开展煤矿区瓦斯资源综合评价，研究“大三区”（规划区、准备区、生产区）和“小三区”（采煤区、采动区、采空区）适配性瓦斯抽采工艺及井位、井网部署方式，探索井上下联合抽采瓦斯施工组织、生产协调、规划、技术方案设计及实施等一体化技术体系，实现贵州复杂地质条件下煤矿井上下“三区联动”瓦斯抽采技术突破。

5）煤矿瓦斯地质信息动态管理及可视化技术

开展贵州煤矿区不同赋煤构造单元及矿井的瓦斯赋存、地质构造发育及演化特征研究，以矿井为单位建立瓦斯地质动态数据库，研制瓦斯地质信息的随钻、随掘、随采自动检测技术、装备和工艺，基于多元动态瓦斯地质信息构建瓦斯灾害区域智能识别和预警模型，实现对瓦斯地质信息的统一采集、管理、查询、分析和发布，实现矿井、采区、工作面多级多尺度瓦斯地质信息动态管理及瓦斯地质图自动更新，为分级管理瓦斯地质信息、直观分析瓦斯地质规律、及早发现安全隐患、工作面预警和及时处理突发事故提供支撑，实现图形信息和属性信息的有机统一和可视表达，解决瓦斯地质信息动态更新和在各部门之间进行实时交换的难题，为分级管理瓦斯地质信息、直观分析瓦斯地质规律、及早发现安全隐患、工作面预警和及时处理突发事故提供支撑，实现全省瓦斯地质信息“一图可查、一图比对、一图共享、一图管理”。

6）低浓度瓦斯氧化技术

采用低浓度瓦斯蓄热氧化技术组建蓄热氧化供热系统，开发蓄热氧化装置，与低浓度瓦斯输送技术以及高效的热风换热器等热能分配技术相结合，形成低浓度瓦斯蓄热氧化工艺技术体系，利用排空的低浓度瓦斯作为燃料替代锅炉燃煤，实现加热热水供暖的目的，减少大气污染物排放量，实现蓄热氧化技术在煤矿替代燃煤锅炉中的应用，通过安全监控系统，对整个蓄热氧化工艺流程进行联锁保护，对CH4浓度超限等紧急情况自动进行处理。

2、重大科技示范

7）废弃矿山采空区瓦斯开发与利用试点示范

开展试验区废弃煤矿的煤层瓦斯封盖能力评价、资源量评估和抽采试验工程，对采空区瓦斯抽采一体化设计、井下工程改造、开采过程控制、瓦斯发电等关键技术进行研究，建立贵州省首个废弃矿山瓦斯抽采与发电利用示范工程，研发与采空区瓦斯浓度相匹配的高效率燃气轮机发电设备，实现废弃矿山资源的再利用。

8）煤矿井下充填（置换）开采技术与工艺试点示范

开展研究适合复杂开采条件的井下充填技术、矸石充填置换煤柱技术与工艺研究，建立井下矸石分选系统，在环境保护区、风景名胜区、“三下”压煤区、地质灾害易发多发区等区域建设充填开采示范区，形成矸石充填置换煤柱技术与工艺标准和成套技术、设备，实现矸石不出井。

9）煤矿矿井水综合利用关键技术试点示范

研究矿井水工业化利用、矿井水生产生活复用、矿井水集中化处理及利用、矿井水农业生态利用、矿井水生态补给利用等关键技术，根据煤矿实际地质情况，开展试点示范工程建设。

10）薄煤层无人智能综采关键技术试点示范

结合贵州省薄煤层赋存特点，研究适合贵州地质条件下的薄及较薄煤层智能化综采工作面开采配套模式、采煤机高效装煤及精确定位、液压支架支护状态在线分析、“黑匣子”采煤机状态监测与故障诊断等关键技术。

11）110/1-5G N00工法智能化技术和装备示范应用

增加传感、定位、行走、通信、连接等数字化模块，把110/N00工法专用设备改造为可在地面远程操作的遥控机器人，研制适用于近距离煤层群下的技术及装备，改进110/N00工法专用的采煤三机系统（采煤机系统、刮板机系统、支架系统）或智能化成巷四机系统（多功能支架、高效切顶钻机、恒阻锚索钻机、切顶护帮支架），形成110/1-5G N00工法专用成套技术、软件和装备，利用工作面采煤留出运输系统、生产系统、从而大幅度简化矿井建设，取消井底车场、井下变电所以及大巷工程，缩短建井时间，实现全矿井无煤柱开采、无巷道掘进。

12）煤矿井下关键环节机器人示范应用

研发采煤、掘进、运输、安控及救援机器人关键技术，推动人工智能、现代通信技术、煤矿机器人与煤矿开采技术深度融合，制定相关标准，研究机器人轻量化高可靠性结构设计技术，解决机器人因防爆增加重量与长时供电之间的矛盾；研制机器人井下无线充电装置，实现充电装置防爆安全设计；攻克煤矿机器人自主避障路径规划技术、基于深度学习算法的自主平衡控制技术；深入推进煤矿机器人信息融合感知与大数据交互技术，重构井下三维环境。

13）智能化掘锚支一体化成套技术示范应用

针对煤矿开拓巷道、准备巷道、回采巷道和瓦斯抽排等场景，加装传感器、定位、行走、通信、连接等数字化、智能化模块，把井下设备改造为可在地面远程操作的遥控机器人。研制具有打钻、（瓦斯和矿压）监测、（瓦斯）抽排、掘进、锚固、支护、运输等功能的一体机，形成成套技术、软件和装备，实现自动运行和地面操控；研制（瓦斯）抽排、掘进、锚固、支护、运输等功能的一体机，形成安全高效智能掘进与支护技术体系。

3、先进适用技术推广

14）透明工作面智能开采技术

通过钻孔、三维地震等手段，将煤层赋存与地理三维坐标联系起来，以地质勘探、激光扫描、GIS(地理信息系统)、5G等大带宽、低延时技术、传感器、网络系统等为基础，对采掘工作面的地质条件进行实时动态的感知及定位，为智能化开采、瓦斯精准防治及地质构造预测等提供基础，融合综采工作面地质地理数据、工作面实时状态数据等多源信息，实现工作面三维物理重现，进一步推动少人/无人开采技术进步。

15）煤矿采掘工作面地质构造超前探测与定位技术

基于钻探与雷达探测技术的结合，雷达在孔内围岩单一的钻孔中对四周进行探测，探测范围是以钻孔为中心、以10~20米为半径、以钻孔深度为高度的圆柱体，满足煤矿瓦斯构造的精细探测的要求；钻孔结合雷达技术、瞬变电磁技术，判定含水体的空间分布，以及获得钻孔周围数十米范围内的地质信息，从而达到提高钻孔探测效果。

（二）油气能源开发技术

推动管道安全、煤层气、页岩气勘探开发利用、煤炭气化技术等领域发展，为我省油气安全保障、煤层气开发利用提供支撑。

1、核心技术攻关

1）贵州正安区块页岩气井固井技术研究

开展固井套管串结构优化研究，围绕各层套管尺寸、钢级、壁厚、扣型的优选、扶正器安放和强度校核进行改进，通过对防漏型高效驱油前置液体系研究，分析前置液清洗的效率，研究并提出抗交变弹韧性防窜水泥浆体系，形成集浆柱结构设计、注替工艺一体化的固井施工工艺。

2）页岩气资源勘探评价与优选方法

开展页岩气资源评价方法及关键参数研究，对准确评价页岩气资源潜力，优选出有利的勘探区和具有经济开发价值的目的层，凝练页岩气勘探开发关键技术，通过技术适应性改进和技术集成创新，提出页岩气勘、采区评价与优选方法，提出压裂过程微震动态监测技术，形成贵州页岩气勘探、开发技术体系。

3）页岩气井压裂及范围评价关键技术与工艺研究

开展页岩段钻井液体系、页岩段井壁稳定控制施工工艺、页岩高效破岩钻头与配套工具、页岩段固井水泥浆体系及配套工具，开展压裂改造材料体系、分段压裂装备及配套工具研发，完善微地震采集仪器、井中监测与解释技术、地面监测与解释技术研究和微地震监测效果综合评估。实现页岩储层高效体积改造，关键技术及装备全面实现国产化。

4）穿越特殊地质条件顶管和反井钻联合施工技术与工艺研究

在特殊地形地貌条件下，采用顶管和反井钻施工工艺二者相结合方式进行作业，利用已有地下生产系统，根据拟建井地质条件和井筒设计要求，确定反井钻井装备及相关参数，提出反井钻井穿越特殊地层施工的技术难点；给出反井钻井基础平台修筑和采用预注浆技术加固不稳定地层的具体关键技术；针对天然气长输管道道路开展顶管技术施工，根据顶管机内部自动测量导向系统，将数据反馈控制中心，由控制中心在弯曲地段进行牵引控制，实现管道穿越特殊地质条件，降低对地面附着物的破坏。

5）贵州省煤层气（煤矿瓦斯）抽采提产增效关键技术及工程试验

开展多煤层煤层气成藏机制及开发地质规律研究、煤层气井增产潜力评价及储层改造关键工艺技术研究、煤层气井产能控制因素及排采工艺优化、复杂煤体结构区煤层气水平井抽采关键技术研究与工程试验、煤矿瓦斯井上下联合抽采关键技术研究与工程试验。

6）贵州省页岩气效益开发关键技术与工程试验

开展盆外复杂构造区页岩气成藏类型及富集条件研究、复杂构造区优快钻井工艺优化、盆外常压页岩气低成本差异化压裂及配套工艺研究、复杂构造区常压页岩气科学排采工艺研究、正安区块页岩气地面集输工艺研究、贵州省页岩气绿色环保开采关键技术研究。

2、重大科技示范

7）黔北向斜型页岩气赋存规律与高效排采关键技术

采用地震、野外勘查、构造分析及生产实践相结合方法，找出黔北向斜型页岩气赋存规律评价的关键要素，优选出有利保存区，从断层发育特征、地层产状、露头距离、埋深、页岩品质、微裂缝特征等要素分析贵州省内页岩气成藏富集规律，建立多类型页岩气成藏模型，提出向斜型页岩气勘探评价方法，研究适应于贵州省内常压页岩气有效排采技术，提出向斜型常压页岩气排采工艺方法。

8）大输量天然气管道工程建设关键技术及装备

开展低温服役环境天然气管道的工程设计、技术标准、管材产品、压缩机与阀门、管道施工装备与技术研究，研制兆瓦级天然气管道集成式压缩机样机。

9）移动式微型燃气涡轮发电站关键技术与装备

研制适应贵州瓦斯抽排气体量和组分的兆瓦级移动式微型燃气涡轮发电设备，形成成套技术装备产品，明确功能满足使用需求，可靠性和维修性等指标，完成典型使用环境验证。

10）无井式煤炭地下气化技术研究及示范

开展无井式地下气化关键技术攻关与工程试验，形成贵州省薄至中厚煤层煤炭地下气化炉型构建、气化通道保护套管、点火装置、气化过程自动控制等全套技术、工艺及装备，有关参数可异地远程控制。

（三）安全智能电力技术

聚焦灾害智能应急、智能电网、智能电站等领域发展，为我省电力稳定安全提供保障。

1、核心技术攻关

1）基于互联网+电网系统运维与灾害智能应急管控技术研究

建设互联网+物联网+智能终端的电网生产智能管控系统，利用超宽带无线定位技术、智能视频、智能巡检仪等IT技术实现人员定位、人员轨迹回放、动态预警、区域及设备监测和巡检等功能，提升电网装备智能化、输变电设备智能协同巡检、配电不停电作业等关键技术，构建基于不停电检测电力设备状态技术，实现设备全景状态智能感知、电网设备缺陷智能识别与自主预警、电网设备故障诊断与状态智能管控。

2）基于多源数据融合分析的高压电缆辅助运维管理平台

利用计算机视觉、大数据挖掘、人工智能等技术对电缆巡检大数据进行融合分析，建立高压电缆辅助运维管理平台，开展电缆缺陷智能检测、电缆可靠性评估分析、电缆寿命预测、电缆巡检周期的自适应优化等研究，创新电缆运维管理模式，有效指导电缆差异化运维开展，提高电缆运维效率，降低运维成本。实现电缆运维工作的科学化、智能化。

3）智慧输电运维管理指挥平台

开展构建智慧输电运维管理指挥平台，研究运检公司原有的运维指挥系统，然后对业务相关技术进行升级改造，使系统更为适应当前的安全规范以及业务要求，将省级生产指挥平台的全景层、输电相关场景层的承接进行集成，完成场景本地化研发。

4）基于积木式储能系统的配电网应急供电和抗灾能力提升关键技术研究及应用

开展基于大数据分析的极端灾害电力突发事件预警与智能推演技术，建立极端灾害安全与风险分析模型，快速判断灾害各阶段薄弱环节和关键环节，研究积木式储能系统离网模式下多机并联组网运行控制技术、切换控制技术，实现并/离网不同运行模式下无缝切换，优化通信组网方案，辅助决策灾难恢复策略与指挥预案。

5）地区电网分布式能源接入风险评估与能量优化应用系统

制定有关地区电网高效运行的目的和准则，构建表征考虑分布式电源的配电网高效运行的评估指标，建立分布式能源接入风险评估与能量优化应用系统，并应用于实际电网进行观测评估。