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采用理論分析、數值模擬、相似模擬和現場實測等多種綜合研究方法，對分岔合并煤層上覆煤層采動后破碎頂板條件下 72 煤安全高效開采綜合技術進行系統研究。分析工作面的地質條件，測試工作面煤巖力學參數，掌握工作面煤巖力學特性；分析 71 煤開采對底板破壞影響規律，為工作面超前預注漿加固范圍提供依據；針對破碎頂板的特點，分析兩柱式和四柱式支架對破碎頂板的適應性，改變淮北礦區傳統的破碎頂板采用兩柱式支架選型原則，提出適合工作面破碎頂板條件的四柱支撐掩護式支架；確定注漿方案，選取注漿材料，實驗優化注漿漿液配比，設計漿液擴散半徑，布置注漿孔；現場實測破碎頂板條件下工作面礦壓顯現及圍巖運移特征，為有效的破碎頂板控制技術及頂板管理提供依據。1）針對試驗工作面復雜難采條件，研究提出了采用適應難采條件的四柱支撐掩護式支架結構，并合理設計了支架參數，改變了淮北礦區傳統的破碎頂板采用兩柱式支架選型原則，為淮北礦區破碎頂板的管理提供了全新途徑。2）研制了具有初撐力高、頂梁整體剛性強，前部支護強度大，密封性好、較大的面向煤壁的水平力、帶壓移架、底座采用半封底形式，抬架力高、液壓系統流量大等特點的 ZZ7600/20/40 新型液壓支架，解決了復雜難采煤層工作面易出現煤壁片幫、超前冒頂和支架扎底等難題，保證了工作面安全高效回采。3）與國內外同類研究相比，創新提出“更換鉆頭”與“跟管鉆進”埋設注漿套管的新方法，研發了經濟可行的破碎頂板注漿加固補強技術，有效控制了頂板冒落，為工作面安全順利回采創造了良好條件，降低了注漿成本，解決了破碎頂板鉆孔、埋設注漿套管難的問題。

成果與項目的背景及主要用途： 吸波材料即雷達吸波材料（RAM），是指能夠吸收衰減入射的電磁波，并 將其電磁能轉換成熱能而消耗掉或使電磁波因干涉而消失的一類材料。目前，隨 著電磁波污染的日益嚴重，吸波材料在民用領域具有極大的發展潛力。許多研究 已證明，持續、高強度的電磁波照射會誘發細胞變異、誘發腫瘤、癌癥等疾病， 電磁波污染已成為世界各國本世紀重點治理的環境污染之一。不讓電子設備發射 電磁波是不可能的，所以消除電磁波污染最有效的辦法就是使用吸波材料。這項 屬于電磁干擾（EMI）范疇的研究已在世界各國得到廣泛重視和應用。 技術原理與工藝流程簡介： 107天津大學科技成果選編 本項目研究制備含有不同含量及分布的碳纖維(氈)樹脂基復合吸波材料，主 要研究碳纖維(氈)排布方式、含量對于材料吸波性能的影響，通過調整參數，實 現材料對電磁波的寬頻吸收、高效吸收、選擇吸收的目的；其次，通過對纖維(氈) 表面改性、添加電磁損耗劑、改變基體種類等制備具有剛性和柔性基體吸波材料， 同時對吸波機理進行研究，以求開發一種低成本、寬頻、高效、輕質的吸波材料。 試樣的制備采用復合材料成型工藝壓縮模塑。將環氧樹脂與低分子量聚酰胺 按質量比 2：1 攪拌均勻（E-44 型環氧樹脂：低分子量聚酰胺樹脂=100：50～100： 100 質量比），在真空干燥箱中脫泡，然后澆注到事先預熱的半溢式模具中，模 具中預置碳纖維或碳氈。在透波層表面加一層 S-玻璃布，目的是達到與自由空 間的阻抗匹配，在模具底部也加一層玻璃布，目的是抵消由透波層玻璃布引起的 應力，使試樣不致彎曲而造成測量誤差。然后將澆注好的模具在 60℃，10MPa 的壓力下固化 2 個小時，得到所需的 180mm×180mm，厚度為 4mm 的正方標準 試樣。 技術水平及專利與獲獎情況： 本研究通過兩年多的大量實驗，獲得具有良好吸波性能和商用價值的環境功 能材料。可用于消除環境空間中的有害電磁波。本課題組制備了材料樣品，完成 了 4 個專題的研究報告，發表論文 12 篇，申請專利兩項。本研究已達到國際先 進水平。 應用前景分析及效益預測： 隨著電信業的飛速發展，吸波材料的應用已深入到通訊抗干擾、環保及人體 防護等諸多領域。 成本估算： 環氧樹脂/碳纖維復合吸波材料 E-44 環氧樹脂：15.4 元/公斤，低分子量聚酰胺樹脂：24 元/公斤。 碳纖維：300 元/公斤 每塊試樣用碳纖維：0.36 克 其他費用：電費，模具費，人工費 每塊試樣成本：約 4 元（180×180mm） 折合成本：約 120 元/平方米 108天津大學科技成果選編 109 應用領域：電磁波污染的防護，構筑微波暗室。 2、 連續碳納米管纖維 成果與項目的背景及主要用途： 碳納米管被譽為超級纖維，是 21 世紀的基礎材料，具有優異的物理化學性 質，其密度只有鋼的六分之一，強度超過鋼 100 倍，具有高導電導熱性，導熱性 是銅的 5-8 倍，在高性能復合材料，能源電極，電場發射等多方面有重要的應用 前景，世界各國和大公司都爭先投入搶占碳納米管市場，近年來產業發展迅猛。 連續碳納米管纖維是無數碳納米管構成的長紗線，輕于碳纖維，有高柔性， 具有碳納米管所有結構和功能特性，可編織和成型，較碳納米管更接近應用，在 制備高性能復合材料方面，極具潛力，可用于宇航、汽車用高性能復合材料、風 力發電葉片、導電導熱材料、電力傳輸電纜、高強編織物，智能紡織和柔性光電 器件等。 基于天津大學的氣相法制備連續碳納米管纖維技術，研發碳納米管纖維量產 化技術，制備萬米連續碳納米管纖維材料, 研發碳納米纖維復合材料和相關新材 料，在國內率先推出碳納米纖維新產品，主導國內市場，開拓國際市場。 技術原理與工藝流程簡介： 本方法是一步制備連續碳管纖維的方法，具有工業化應用前景。2010 年天 津大學技術團隊取得關鍵制備技術的突破，紡出千米連續的碳納米管纖維，為產 業化提供了基礎。 氣相紡絲法是以含碳原理和催化劑輸入到高溫爐中，在氣流中生長碳納米管 并組裝成絲，用機械的方法紡出碳納米管纖維的新方法。主要成果包括發明了乙 醇/丙酮混合碳源，發明了水密封反應器和致密碳管纖維的紡絲方法。目前已經 取得連續紡絲數小時數千米連續碳管纖維，在方法、技術和材料性能方面處于國 際領先水平。 應用前景分析及效益預測： 碳納米管的價格范圍較大 2-20000 元/克，價格取決于碳管種類和純度，有 些容易合成，有些受制備限制，尚未量產化。目前市場上多壁管 2000 元/公斤，天津大學科技成果選編 高純碳管價格十倍以上。高純單壁碳管尚未量產，目前仍以克量計，純度 80% 的單壁管價格為 60 美元/克，高純（>90%）單壁管在 1000-2000 美元/克以上。 連續碳管纖維為雙壁管，純度 90%，短期可參考單壁管價格 60-2000 美元/克。 應用領域： 高性能復合材料、導電導熱材料、儲能材料、功能電子和織物，產業領域航 空航天、能源、環境、化工和紡織等。 合作方式及條件： 技術合作與專利轉讓 與國際知名企業和研究單位建立合作,引領碳納米管纖維新產業的發展

本發明提出了一種基于交通狀態識別的交通干線雙向動態綠波控制方法，該方法將基于K均值聚類分析法的交通狀態識別方法和基于數解法的雙向綠波控制模型相結合，能夠根據路網交通狀態的變化動態地調整雙向綠波控制方案。該方法的具體步驟為：交通參數獲取、交通狀態判別、計算各假定的理想信號間距、確定實際信號相對于各理想信號的挪移量、確定合適的理想信號位置、連續行駛通過帶的設計、確定系統帶速。該方法能夠顯著減少城市道路交通流的延誤和停車率，提高城市道路的運行效率，為城市道路綠波控制提供有力的技術支撐。

1、成果簡介 調制（又稱鎖相，Lock-in）紅外熱像 (熱波)無損檢測設備以頻率可調的簡諧波或階躍函數方式對檢測對象進行連續光熱激勵，以紅外熱像的相位、幅值等信息檢測物體的內部缺陷，具有單次檢測面積大、非接觸、可單面檢測、不必拆下總裝后的部件、可在外場使用等優點。是一種適合于大型復合材料和多層膠接結構內部缺陷檢測的可視化檢測設備。與脈沖熱像法相比檢測設備簡單、檢測深度更深，但檢測時間較長。主要檢測對象有：航空航天復合材料結構的內部分層、脫粘；蜂窩結構和夾層結構的內部分層、脫粘、積水；各類多層膠接結構的脫粘；固體發動機絕熱層和包覆層脫粘；壁畫空鼓等。該設備和技術是2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術基金共同資助下的自主創新研究成果，具有自主知識產權，有廣闊的應用前景。 典型技術指標： 加熱功率：1000～4000W； 圖像分辨率：320*240～620*480； 檢測時間：20-300s； 單次檢測面積：500mm*375mm及以上。 具體指標可根據實際需要的技術、經濟性能合理調整。2、應用說明 用于各類材料、結構內部缺陷的無損檢測，如航空、航天復合材料結構的內部分層、脫粘、異物和撞擊損傷，蜂窩結構和夾層結構的內部分層、脫粘、積水，鋁蒙皮和金屬板背面的腐蝕，熱障涂層的內部脫粘、裂紋，固體發動機絕熱層和包覆層脫粘。應用單位有航天二院201所、北京衛星制造廠，技術合作單位有航天6院389廠、北京航空材料研究院。3、效益分析 該設備和技術是自2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術基金共同資助下積累的自主創新研究成果，具有國際先進的技術水平，有臺式、移動、便攜形式，有廣闊的應用前景。

1、成果簡介 脈沖紅外熱像（熱波）無損檢測設備以閃光燈為熱激勵源，以紅外熱成像方式檢測物體的內部缺陷，具有單次檢測面積大、速度快、非接觸、可單面檢測、不必拆下總裝后的部件、可在外場使用等優點。是一種適合于大型復合材料和金屬板殼結構內部缺陷檢測的可視化、數字化、定量化的檢測設備。主要檢測對象有：航空航天復合材料結構的內部分層、脫粘、異物和撞擊缺陷；蜂窩結構和夾層結構的內部分層、脫粘、積水；各類多層膠接結構的脫膠；鋁蒙皮和金屬板背面的腐蝕；熱障涂層的內部脫粘、厚度不均；固體發動機絕熱層和包覆層脫粘；壁畫空鼓，等等。該設備和技術是自2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術基金共同資助下積累的自主創新研究成果，有廣闊的應用前景。 典型技術指標： 脈沖能量：3000～6000J； 圖像分辨率：320*240～640*480； 檢測時間：10～20s； 單次檢測面積：500mm*375mm及以上。 具體指標可根據實際需要的技術、經濟性能合理調整。2、應用說明 用于各類材料、結構內部缺陷的無損檢測，如航空、航天復合材料結構的內部分層、脫粘、異物和撞擊損傷，蜂窩結構和夾層結構的內部分層、脫粘、積水，鋁蒙皮和金屬板背面的腐蝕，熱障涂層的內部脫粘、裂紋，固體發動機絕熱層和包覆層脫粘。應用單位有航天二院201所、北京衛星制造廠，技術合作單位有航天6院389廠、北京航空材料研究院。3、效益分析 該設備和技術是自2001年以來4.5次國家自然科學基金、3次航空科學基金、2次航天支撐技術基金共同資助下積累的自主創新研究成果，具有國際先進的技術水平，有臺式、移動、便攜形式，有廣闊的應用前景。

本系統針對連續小波變換（CWT）對非平衡信號優良的時頻分析性能，采用連續小波變換對來自諸如汽車發動機、柴油機等往復式機械的聲音信號進行消噪和特征提取，然后利用多媒體技術將連續小波消噪和特征提取后的信號轉換成聲音信號進行重新播放，使故障特征能被簡單而清楚的識別，從而改變以前過多依賴于個人經驗進行這方面故障診斷的現狀。本系統對某型汽車發動機進行實驗，證明系統對

高導熱寬頻強吸收吸波彈性體材料通過將氮化硼、石墨烯等二維納米材料進行高效剝離、與納米鐵氧體顆粒雜化、采用高效均勻的混合攪拌和高精度的壓延成型工藝制備而成，具有導熱吸波性能、力學性能好、硬度低等特點，其導熱系數大于3wm-1k-1， 吸收頻寬（RL<-10dB）高達 5GHz，最小反射損耗低于-50dB，達國內先進水平。

一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 學號 楊鈺萍 機電工程學院/測控技術與儀器 2016.9/2020.6 201631034227 劉玉潔 機電工程學院/測控技術與儀器 2016.9/2020.6 201631034210 黃祺 機電工程學院/測控技術與儀器 2017.9/2021.6 201731034414 黎峰 機電工程學院/測控技術與儀器 2017.9/2021.6 201731034425 李正煜 機電工程學院/測控技術與儀器 2018.9/2022.6 201831034413 任星星 機電工程學院/測控技術與儀器 2016.9/2020.6 201631034306 楊柳 外國語學院/英語 2016.9/2020.6 201631131301 胡玉蓮 外國語學院/英語 2016.9/2020.6 201631131304 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 陳波 外國語學院/測試計量技術及儀器 實驗師 傳感器技術 四、項目簡介 本項目以電磁流量計的勵磁技術為切入點展開研究，了解了已有勵磁技術的優缺點，合理推導雙向梯形波具有的優點——既有穩態部分利于數據采集與處理；又存在緩慢的上升和下降沿可減少微分干擾。故設計了雙向梯形波勵磁擬解決現有勵磁技術微分干擾過大的問題，并可提高電磁流量計在流速測量中的精度。該項目一旦成熟推向市場時，可實現系列化生產，對提高流量流速測量精度，擴大電磁流量計的應用范圍有較大的現實意義。

碳納米管的優越電磁波吸收性能， 在軍事領域及民用領域里有潛在的 巨大用途。碳納米管吸波材料對于國家安全、隱形作戰裝備研制、具有十 分重大的意義。碳納米管 /聚合物復合吸波材料還可廣泛應用于民用領域， 可用于抗靜電、電磁屏蔽，減少或者消除電磁波對人體的傷害及電磁設備 的干擾。 本研究顯示碳納米管 /聚合物復合吸波材料具有優良的雷達波吸收性 能，具有廣闊的市場空間和應用前景。

基片集成類導波結構是近十幾年來微波毫米波學界發展起來的一種新型高性能平面集成導波結構，它具有極低的電磁泄露和互擾，其品質因數和功率容量遠高于傳統平面傳輸線，國內外數百所大學和研究機構開展了大量研究，使之成為微波毫米波領域最受關注的研究分支之一。 學科洪偉教授課題組是國際上這一學術分支的主要倡導者和貢獻者之一，在IEEE系列刊物上發表學術論文120余篇，在美、英、德、日、韓、波、葡等國家召開的國際會議上作大會報告、特邀報告20余次，論文被40多個國家的學者正面他引5000余次，獲授權國家發明專利50余項。 該研究成果在國內外都產生了比較大的影響，獲2016年度國家自然科學二等獎。