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国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”专项
2017年项目方案
2016/10/13 10:33   科技部      关键字:技术,研究,安全,应急,装备,研发      浏览量: 6476
为全面落实《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》的相关任务和《国务院关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》,科技部会同公安部、国家安全生产监督管理总局等12个部门,组织专家制定了国家重点研发计划“公共安全风险防控与应急技术装备”重点专项实施方案。

3. 生产安全保障与重大事故防控

3.1 煤矿隐蔽致灾地质因素动态智能探测技术研究

研究内容:研究隐蔽地质异常体煤岩物性参数的地球物理响应规律及致灾机理;研发地质异常体高精度多维多分量地面电磁探测技术与装备;研发地面复杂地形地质致灾体悬空探测技术与装备;研发深部地层致灾地质体地震精细成像技术;研发煤岩含水量与火源位置探测技术与装备;研发井下小尺度地质异常体机载超前精细探测技术与装备;研发地质异常体井上下立体探测技术与装备;研究智能在线多方法数据融合处理技术与示范。

考核指标:建立隐蔽地质异常体大型物理模拟实验平台;多维多分量地面电磁仪地质异常体探测准确率不小于75%,且误差小于3m;悬停探测装置探测地下深度不低于600m;地震解释精度断层断距分辨率不大于4m、陷落柱直径分辨率不大于10m;含水量探测误差不大于8%,隐蔽火源定位误差不大于15m;井下机载超前探测装置断层断距分辨率不大于1m,陷落柱直径分辨率不大于2m;实现3种以上物探方法实时解译及数据融合,应用示范矿井不少于2个。制修订相关行业技术标准(送审稿)不少于4项,申请发明专利不少于5项。

3.2 矿井突水水源快速判识与堵水关键技术研究

研究内容:研究矿井突水危险性辩识与评价技术;研发煤矿底板水害超前区域防治关键技术及装备;研发煤矿水害智能监测预警技术与装备;研发突水水源快速判别技术与装备;研发水灾导水通道综合精确定位技术及装备;研发巷道快速高效堵水截流技术及装备;研制车载移动式快速智能制浆注浆系统;研制高效高可靠性大流量排水装备;开发水灾应急决策支持专家系统及应用。

考核指标:建立突水危险性评价技术体系;井下专用钻机适应岩石抗压强度不低于80MPa、水压不低于6MPa;突水水源识别时间小于1h;导水通道定位误差不大于5m;车载移动式智能制浆注浆系统能力不小于30m3/h;排水系统在扬程600m条件下排水能力不小于500m3/h;建立水害防治示范工程2个,水害实时预警准确率大于90%。制修订相关行业标准(送审稿)不少于4项,申请发明专利不少于5项。

3.3 煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究

研究内容:研究深部开采煤岩动力灾害孕灾条件与防控机理;研究煤岩动力灾害危险性区域快速探测与评价技术;研究深部煤岩动力灾害钻孔、切缝、压裂、注水等卸压解危技术与装备;研究大型地质构造与巨厚岩层结构矿井群煤岩动力灾害系统防控技术;研究冲击地压巷道高冲击韧性强力支护材料及技术;研究深部动静载作用下区域性卸压防突技术;研究深部矿井复合煤岩动力灾害一体化防治技术;研究深部矿井煤岩动力灾害防治技术集成及工程示范。

考核指标:工作面危险区域及等级划分准确率不低于90%;开发出自动化钻机,一次成孔直径不小于300mm、深度不小于80m;高冲击韧性强力支护材料冲击吸收功不小于140J;区域和局部防突措施消突有效性分别达到95%和99%以上,时间缩短40%以上;建立冲击地压、煤与瓦斯突出灾害防治示范工程不少于2项。制修订相关行业标准(送审稿)不少于3项,申请发明专利不少于10项。

3.4 煤矿智能开采安全技术与装备研发

研究内容:研发智能工作面开采条件实时预测与处置技术;研制基于地理信息系统和设备定位的智能开采控制技术和装备;研制无人工作面巡检机器人;研发工作面智能化超前支护装备及辅助作业平台;研发基于大数据的智能开采效能和安全分析决策系统;建立煤矿智能开采安全技术集成与示范。

考核指标:大面积煤壁片帮和顶板来压实时预测准确率不小于90%;工作面地理测量系统精度达到20mm;300m长工作面直线度智能控制精度达到50mm;采煤机实现智能调高,精度误差小于±5cm;智能巡检机器人对工作面直线度、采煤机摇臂状态、支架姿态、拖曳电缆状态、大块煤及片帮状况等5类以上参数识别相对误差小于5%,巡检速度不小于15m/min;超前支护装备具备状态智能感知、自稳定支护及自主导向功能,推进方向精度误差不大于5%;智能开采分析应用决策系统降低割煤循环时间不少于5%。建设应用示范工程1项,制修订相关行业标准(送审稿)不少于4项,申请发明专利不少于6项。

3.5 矿山安全生产物联网关键技术与装备研发

研究内容:研究矿山“人-机-环”信息感知增强现实理论与方法;研究矿山自动能量捕获无线智能传感技术与装备;研究矿用光学等多参数传感装置;研究矿山安全生产物联网的编码标准、交互协议;研究矿山物联网融合通信网络架构及传输技术与装备;研制矿山物联网云交互技术与服务平台;研发矿山设备协同管控与在线诊断安全生产智能调度系统;研发矿山安全态势分析及预测预警系统;研发矿山特种设备全生命周期信息集成与远程诊断综合服务系统;矿山物联网技术集成与工程示范。

考核指标:建立矿山环境统一描述方法和环境安全判断准则;传感器具有故障自诊断和信息交互功能,功耗不大于100mW(环境类传感器)和20mW(设备状态类传感器);建立物联网设备、软件等唯一标识体系;矿山物联网交互服务平台数据更新时间不大于1s;实现在20s内将异常信息上报到控制中心;安全预警准确率达到80%以上;矿山特种设备远程诊断接入并发数大于1000路,响应时间小于10s。建设应用示范工程2项,制修订相关行业标准(送审稿)不少于5项,申请发明专利不少于10项。

3.6 海洋石油天然气开采事故防控技术研究及工程示范

研究内容:研究海洋(深水)油气开采重大安全事故连锁风险演化、灾变机理及应对机制;研发海洋钻井防台风安全应急技术及装备;研制井口安全监控及井喷智能预警系统;研究海洋钻井井喷失控应急工程技术方案,研制水下应急封井装置及其配套工艺技术;研究新一代数字化、智能化海洋油气开采工艺设施安全及完整性检测、监测技术及装备;研发海洋油气开采应急高效救援平台。

考核指标:建立海洋(深水)油气开采重大事故演化致灾模型及动态耦合风险评估方法;深水钻井防台撤离时间比常规回收隔水管方案节约50%以上,适合于3000m水深作业;井口安全监测智能预警系统预报时间较传统方法提前3min;水下3000m应急封井器压力等级105MPa;深水油气工艺泄漏应力波监测及智能预警系统最小可检泄漏液体不大于40mL/s、气体不大于25mL/s,水下便携式结构缺陷可视化智能检测设备裂纹检测灵敏度达0.5mm;集成形成3000m水深以内海洋油气开采作业的安全保障技术体系,建立海洋油气开采应急高效救援平台。选择不少于2口油气井开展集成应用示范,制修订相关行业标准(送审稿)不少于5项,申请发明专利不少于10项.

3.7 大型高尾矿库溃坝灾害防控关键技术及应用示范

研究内容:研究尾矿高应力多场耦合作用下细观结构表征和静动力;研发尾矿库溃坝大型物理模拟测试技术及装备;研发高尾矿坝深部变形三维测量、深部超静孔隙水压力监测、坝体长期大变形连续分布测量等多源信息融合的安全监控预警技术及装备;研发尾矿库排洪隧洞智能探测及排渗系统淤堵防治技术及装备;研究高尾矿坝全寿命服役期健康诊断与风险评价技术;研发尾矿库“头顶库”安全保障堆存和筑坝工艺改造技术及装备;研发高危尾矿库隐患处理技术及装备;研发国家尾矿库灾害预警预报及应急保障技术平台。

考核指标:坝体深部变形三维测量分辨率达到0.2mm;排洪隧洞塌落位置探测精度达到2m;建立可重复使用的尾矿库多因素致灾大型试验场,溃坝应急位移监控设备能在5km以外实现位移监控,精度达0.5mm;建立尾矿坝全寿命服役期健康诊断模型;“头顶库”筑坝工艺改造新技术能实现74μm以下颗粒不超过90%的尾矿筑坝;全国尾矿库灾害预警预报平台覆盖全国尾矿库的90%以上。选择不少于5座高坝开展应用示范,制修订安全生产技术标准(送审稿)不少于5项,申请发明专利不少于15项。

3.8 典型危险化学品爆炸机理及事故防控关键技术研究及示范

研究内容:研究多因素耦合驱动下典型易燃易爆危险品点火、起爆机理及判据,事故致灾因子及火灾动力学演化规律;研究易燃易爆危险源爆炸灾害效应时空演化规律与评估方法;研究典型点火源能量谱技术;研究易燃易爆危险源燃爆灾害全过程信息智能感知预警技术;研究易燃易爆危险源抑爆隔爆防护关键技术;研发基于实际情景动态风险分析的事故应急处置辅助决策系统;典型危险化学品储运过程火灾爆炸防控工程示范。

考核指标:揭示在静电、冲击波等多因素耦合条件下不少于15种典型危险化学品的点火及起爆机理;建立覆盖冲击波等5类不少于30种点火源的点火能量谱数据库;开发灾害探测感知系统、灾情现场无人机、机器人及数据处理系统,爆炸探测时间小于30ms;形成限定空间内爆炸抑制距离不大于10m、爆炸抑制响应时间不大于300ms的结构抑爆技术及气溶胶抑爆技术及装备;应急救援辅助决策系统动态分析决策时间不大于30min。开展不少于2项示范,制修订相关行业标准(送审稿)不少于5项,申请发明专利不少于5项。

3.9 危险品运输过程安全保障技术研究及示范

研究内容:研究危险品道路运输事故衍生机理及安全风险防范体系;研究基于行车安全事件模型生成机理的驾驶行为安全评价及主动干预方法;研发危险品运输车辆碰撞事故主动防控技术及系统;研发危险品道路运输泄漏多功能处理技术;研发危险品运输罐车侧翻事故主动防控技术及系统;研发危险品运输车辆识别跟踪技术及系统;研发危险品运输重点区域车路协同监控预警技术及系统;研究危险品道路运输过程安全保障技术测试与评价方法。

考核指标:行车安全事件模型至少包括8种驾驶行为;车速小于80km/h及相对速度小于40km/h时,主动避撞的有效性不低于85%,主动防控追尾及被追尾的预警有效性不低于94%,防追尾和被追尾漏警率小于1%,误动作率小于0.5%;前方障碍物探测距离大于150m,距离误差小于5%,响应时间小于0.3s,识别准确率大于98%;车辆对侧翻危险的识别准确率大于95%,主动防侧翻有效性不低于85%;车辆跟踪识别率大于94%;重点区域(如隧道、桥梁等)异常识别率大于90%,车辆水平定位精度优于15m。开展不少于2个综合集成应用示范,制修订行业标准(送审稿)不少于3项,申请发明专利不少于5项;

3.10 典型重大生产安全事故人员安全保护技术与装备研发

研究内容:研究典型重大生产安全事故人员安全保护与区域一体化应急理论;研发工业园区重大事故智能防控技术及装备;研发城市轨道交通突发事件下大客流疏运监控预警技术和装备;研发水运重大事故防控技术与装备;研发复杂环境下大规模人群疏散模拟与定向式应急警报分发技术及装备;研发毒气泄漏威胁下公众应急避难技术与装备。

考核指标:工业园区危险气体大范围快速扫范围不小于1.5km;城市轨道交通突发大客流检测预警系统客流量实时识别准确率高于90%;内河交通安全控制系统对船舶碰撞、船-桥触碰的预警精度高于90%,针对各类船舶事故能够在1min内提供最优应急处置方案;疏散模拟系统实现不少于8万人规模的快速模拟仿真,模拟时间小于10min;手持式远程控制应急报警通知系统应急报警响应时间小于30s;毒气防护常压避难室安全时间不小于3h。建立应用示范工程不少于2项,制修订行业技术标准(送审稿)不少于6项,申请发明专利不少于8项。

3.11 城市地下综合管廊安全防控技术研究及示范

研究内容:研究管廊内部多灾种耦合事故致灾及演化机理、典型事故模拟仿真及推演技术;研究综合管廊全寿命周期本质安全的规划设计技术;研究入廊高危管道及附属设施安全防护技术;研究管廊本体与设备、内部及周边环境安全隐患监测预警技术及装备;研究管廊高危管道及防护系统在线检测监测技术与设备;研究管廊防护修复、应急处置技术及装备;研发城市地下综合管廊安全防控智能化平台。

考核指标:提出管廊规划可持续性评价、入廊管道规划设计技术;形成管廊本体结构与环境安全隐患监测、快速安全防护修复技术及装备,沉降监测精度不大于0.2mm,周边环境空洞监测精度不大于5cm;形成管廊高危管道及设施可靠性测试评价技术及装置;形成管廊高危管道管体缺陷、防护系统、泄漏检测监测技术及装备,泄漏检测精度小于0.1L/min,轴向定位精度±1m;形成管廊事故应急处置技术及装备,应急联动响应时间小于1min。综合应用示范不少于3个城市,制修订相关行业标准(送审稿)不少于5项;申请发明专利不少于10项。

3.12 高温熔融金属作业事故预防与控制技术研究

研究内容:研究高温熔融金属与水接触作用机理及反应特性;研究高温熔体泡沫化控制与防喷溅技术;研发高温熔融金属吊运起重机械运行监控与健康监测技术及装备;研发高温熔融金属吊运防倾翻监测与自适应控制系统;研发高温熔融金属储运容器防泄漏技术与装备;研发熔融金属专用运输车辆安全监控预警技术及装备;研究高温熔融金属生产过程事故应急处置关键技术与装备;研发高温熔融金属事故应急救援虚拟训练交互系统;研发高温熔融金属作业安全事故综合防控与预警系统。

考核指标:建立高温熔融金属与水接触气化理论与爆炸模型;形成预处理-冶炼-精炼全流程防喷溅技术,喷溅率降低80%;高温熔融金属盛装包摆幅为5°~10°,摆频小于0.1Hz;储运容器防泄漏监测预警装备预警响应时间小于1s,预警准确率大于95%;虚拟训练交互系统能模拟钢水爆炸、倾翻、泄漏、喷溅等事故场景,反应时间小于1s;流淌快速耐火阻隔系统响应时间不大于10min。建立应用示范工程不少于2项,制修订国家/行业技术标准(送审稿)不少于5项,申请发明专利不少于5项。

3.13 矿山职业危害防治关键技术及装备研究

研究内容:研究煤体润湿及煤岩产尘机理;研究煤矿职业病危害评价技术与分级管理方法;研究矿山呼吸性粉尘在线连续监测与个体监测技术及装备;研究疏水性难注水煤层综采与综掘工作面粉尘治理关键技术及装备;研究矿山喷浆粉尘治理关键技术及装备;研究煤层硫化氢含量测定方法和高效吸收技术与装备;研究金属、非金属矿山采运过程物理化学除尘技术与装备;研发矿山职业危害预警信息数据库与第三方监测监管平台。

考核指标:建立煤矿职业病危害评价技术与分级管理方法;呼吸性粉尘浓度传感器测量误差不大于15%;除尘器呼吸性粉尘除尘效率大于95%;硫化氢吸收剂吸收效率不低于85%;建立3个示范工程,综采工作面呼吸性粉尘降尘效率不小于85%;综掘工作面及喷浆区域呼吸性粉尘降尘效率不小于90%;金属、非金属矿山爆破粉尘浓度降尘效率不小于90%。制修订行业标准(送审稿)不少于5项,申请发明专利不少于8项。

3.14 交通运输基础设施施工安全关键技术与装备研究

研究内容:研究公路、水运工程施工安全事故致险机理,研究公路、水运工程施工安全技术指标体系及关键指标检测技术,研究公路、水运工程安全状态监测预警技术;研发超高大跨桥梁施工新型临时支撑与防护设施及工作平台、突发险情人员快速逃生装置;研究复杂环境下隧道工程施工安全预警技术与装备,以及突发险情人员逃生、定位救援技术及装备;研究特殊地质条件下高边坡、深基坑新型支护设施及突发险情处置修复技术;研究深水港口工程施工安全防护技术,研发通航水域水上施工监控与航行诱导系统。

考核指标:建立公路、水运工程施工安全事故致险机理,公路、水运工程施工安全关键技术指标检测技术不少于5项,研制公路、水运工程安全状态监测预警平台不少于2项,实现预警准确率不小于85%。研制新型临时支撑与防护设施、通道及工作平台不少于2套,防护设施撞击承载力大于1500N,预警、逃生与定位救援装置不少于3套,预警响应时间不超过1min,遇险后人员定位救援覆盖范围大于200m,定位响应时间小于60s。开展公路或水运工程应用示范不少于5项,制修订国家/行业标准(送审稿)不少于6项。

有关说明:企业牵头申报。

3.15 地铁与地下管廊工程施工安全保障关键技术研究

研究内容:研究地铁与地下管廊工程施工重大危险源特征、灾变机理、事故成因及安全评价体系;研发地铁工程施工多源耦合风险控制技术及装备;研发地铁工程施工人员安全行为智能分析与矫正技术及装备;研发地铁与地下管廊工程施工与环境的相互作用及其安全保障技术;研发地铁与地下管廊工程施工作业环境改善技术与装置;研发地铁与地下管廊工程施工事故应急处置与快速修复技术;建立地铁施工安全集成智能监管平台及工程示范。

考核指标:建立地铁与地下管廊工程施工安全保障技术体系;形成1款地铁施工质量安全检测机器人,地下复杂环境下高清检测效率不低于10万点/s,10m范围内检测分辨率达到1mm;形成地铁施工现场多源异构信号综合解析的安全风险解析仪,无线接入多源异构信号数量不少于50个,信号解析误差小于2%;实现地铁施工现场15种以上常见不安全行为的自动侦测;形成地铁与管廊施工险情及事故快速处置工法5项以上;构建涵盖五方责任主体的地铁施工安全协同控制平台。在不少于5个城市应用示范,制修订国家/行业标准(送审稿)不少于5项,申请发明专利不少于20项。

3.16 建筑工程施工风险监控技术研究

研究内容:研究建筑工程施工重大风险耦合机理与事故预测预警方法;研究建筑工程施工现场人员安全状态智能识别与行为控制技术;研究建筑工程施工垂直运输设备安全状态监测预警及控制技术;研究建筑工程施工紧邻构筑物等环境安全状态监测预警及控制技术;开发建筑工程施工安全监控集成平台。

考核指标:形成超高层、高层建筑工程施工安全监控技术不少于5项。研发施工安全监控装置不少于3项;现场人员空间定位精度不大于0.2m,风险识别率不小于90%;设备监控装置应变监测精度2με,应力监测精度0.5MPa,变形监测精度1mm,倾角监测精度0.005°;环境监测指标精度优于控制值的2%。建立施工安全监控集成平台1项,分节点可支持不少于2000个监测点,分节点数量可根据需要扩展。完成超高层及高层示范工程不少于5项,制修订行业标准(送审稿)不少于2项,申请发明专利不少于10项,获得软件著作权不少于4项。

有关说明:企业牵头申报。

3.17 移动式承压类特种设备风险防控与治理关键技术研究

研究内容:研究移动式承压类特种设备(包括移动式压力容器和气瓶)复合材料、低温绝热系统、功能及复杂载荷下的损伤模式和风险识别技术;研究典型移动式承压设备基于失效模式的轻量化建造技术、超低温绝热技术及主动安全防护技术;研究典型移动式承压类特种设备及其安全防护系统基于风险的快速检测、在线监测与安全评价技术及装备;研究典型移动式承压类特种设备全寿命周期的动态风险评估、监测预警、应急技术体系和平台。

考核指标:提出新技术、新工艺、新方法不少于15项;研发试验、检测、监测仪器设备不少于10台套;提交包括液化天然气应变强化真空绝热罐体、压缩氢气塑料内胆全缠绕气瓶、液氢气瓶在内至少5个品种的新样品,样品应取得国家认可的型式试验合格证书;形成移动式承压类特种设备型式试验、检验基地(平台)不少于5处。建立国家移动式压力容器动态风险监测预警平台并进行应用示范,制修订国家/行业标准(送审稿)不少于10项,国家特种设备安全技术规范(送审稿)不少于2项,申请发明专利不少于15项。

3.18 机电类特种设备风险防控与治理关键技术与装备

研究内容:研究电梯、起重机械、场(厂)内专用机动车辆等五类机电类特种设备安全保障基础理论与共性关键技术;研究典型机电类特种设备的损伤与故障模式;研发机电类特种设备重要部件不拆卸检测和安全装置可靠性测试技术及装置;研发典型机电类特种设备运行状态监测、预警、诊断和安全评价技术及装备;研究典型机电类特种设备全生命周期风险监管理论体系并研发风险防控平台。

考核指标:提出电梯、起重机械等安全指标、报废条件、检测监测、安全评价、风险评估等新技术、新方法不少于18项;建立故障数据库1个,案例不少于500个;研制重要安全部件的可靠性测试装置、不拆卸检测、自动扶梯群和港口起重机群的安全管理与预警等仪器或装备7台套,应用示范不少于200台套;自动扶梯典型机械故障早期识别率达到90%以上;建立机电类特种设备风险防控平台1项,案例数据库不少于50万台。制修订国家/行业标准(送审稿)不少于10项,立项国际标准1项,形成国家特种设备安全技术规范(送审稿)不少于5项,申请发明专利不少于15项。

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