2019年国家科学技术奖拟提名项目公示材料

附件：2019年国家科学技术奖提名项目公示内容（自然科学奖）项目名称: 海洋天然气水合物分解演化理论与调控方法提名者:谈和平，哈尔滨工业大学，教授，工程热物理一、提名意见二、项目简介（限1页）天然气水合物是最具开采价值的新型清洁能源，我国南海储量达800亿吨油当量，是我国石油与天然气已探明储量的总和，实现天然气水合物资源开发是我国重大战略需求。

天然气水合物开发过程存在水合物分解相变复杂、热质传递困难、储层胶结强度弱化显著等问题，导致水合物分解产气效率低、持续性差，甚至引起储层失稳等重大安全风险，因此实现其安全高效开采是世界性难题。

该项目在国家自然基金重点项目、973计划、国家科技重大专项等项目支持下，针对水合物分解多孔介质内复杂相态转化理论、含相变过程多相多组分运移机制、储层胶结强度弱化及其与海底结构物（井筒、桩基础等）相互作用机理等关键科学问题，开展了十余年的研究，取得了以下主要突破和科学发现：1. 发现了海洋天然气水合物分解相态转化-多相渗流-胶结弱化规律，建立了水合物分解运移与储层变形演化理论。

建立了海洋多组分体系水合物相平衡方程，突破了传统热力学模型的理论局限；首次发现了水合物分解亚稳态纳米气泡富集现象，认识了分解过程水合物再生成逆反应的内在本质；发现了微孔隙内水合物赋存形态转化特性，提出了水合物相变多相渗流模型，构建了水合物分解气、水运移理论框架；发现了水合物储层粘聚力随水合物分解的衰减规律，揭示了水合物储层变形过程中胶结结构的演化机制。

2. 揭示了海洋天然气水合物分解驱动与失稳机理，提出了水合物分解强化与储层安全调控方法。

发现了天然气水合物分解存在压差驱动-显热主导-传热控制表观动力学演化三历程，提出了压-热联调强化水合物分解方法；首次发现了二氧化碳水合物具有更高的抗变形能力，创造性地提出注二氧化碳强化储层结构强度方法；建立了水合物储层与结构物相互作用模型，确定了水合物分解对海底结构物的影响边界。

2019年度国家科学技术奖拟提名项目公示材料项目名称：高速重载系列钢轨及异型材数字化高质量轧制关键技术及应用提名者：谢建新北京科技大学中国工程院院士化工、冶金与材料学部毛新平宝武钢铁集团有限公司中国工程院院士化工、冶金与材料学部刘正东中国钢研科技集团有限公司教授冶金工程技术提名意见：项目针对高速重载系列钢轨及异型材高质量轧制技术中的难题，在复杂孔型系统高效设计、产品内部及表面质量稳定性一致性控制、全长尺寸高精度控制等复杂截面型材生产的核心技术上取得创新性成果，研发出一整套高铁、重载铁路系列钢轨及异型材数字化高质量制造技术，实现大规模产业化应用。

项目的主要创新包括：研发出基于数字化虚拟制造的全轧制过程孔型系统智能设计技术，实现钢轨及异型材孔型系统智能设计-配辊-轧辊加工，使新产品研发效率大幅度提高；开发出全轧程三维模拟精准预测轧件参数及生产过程质量稳定性控制技术,实现系列钢轨及异型材轧制全过程工艺优化和质量稳定性控制，显著提高了产品内在质量稳定性和一致性；开发出基于大数据及在线控制的钢轨轧制金属流动预测-补偿模型和全长尺寸精度智能控制技术，解决了高铁百米轨，重轨全长尺寸在线高精度控制难题；研发出钢轨局部润滑轧制及表面质量控制技术，显著减少了轧疤等钢轨表面质量缺陷。

项目获授权发明专利37件，制定国际标准2项,国家标准1项,行业标准4项,发表学术论文53篇,专著1部,形成完整的自主知识产权。

所开发的技术已大规模应用于系列高速重载钢轨及异型材的高质量制造过程中，产品在京沪高铁、青藏铁路及大秦重载铁路等国家重点铁路建设工程中得到大规模应用，经济社会效益显著。

项目技术对发展新一代钢铁材料绿色化、数字化和智能化制造技术具有重要意义。

提名该项目参评国家科学技术进步奖一等奖。

一、项目简介我国高铁、重载铁路及工程机械发展迅速,已成为国家名片和品牌,高铁运营里程占世界66%。

高铁百米轨、重轨及特种异型材是铁路及机械装备的关键基础材料,其质量与精度对列车运行平稳安全性、服役寿命及建造成本影响极大。

2019年度国家科学技术进步奖提名项目公示材料一、项目名称：西部煤矿一氧化碳溯源定量分析及分源治理关键技术与装备二、提名单位及提名意见提名者：中国煤炭工业协会晋、陕、蒙、宁等西部地区是我国主要的能源基地，煤炭产量达全国的70%。

西部煤田属于浅埋深厚煤层群、开采后地表塌陷严重，矿井大范围多通道漏风引发的煤炭自燃严重威胁矿井安全生产。

矿井一氧化碳是煤层自燃主要标志性气体，准确监测监控矿井CO来源和生成规律是预防煤层自燃及引发矿井采空区瓦斯重要技术途径。

该项目经过十余年的联合科技攻关，开发了矿井CO溯源定量分析及分源治理的关键理论、技术、材料与装备，形成成套技术体系。

以溯源定量分析明确区分自燃和非自燃因素生成CO，提高自燃预警正确性；基于CO分源控制理念，研发多点风压调节技术、智能注氮惰化工艺装备、漏风隔离和控制材料实现煤自燃有效治理和CO 浓度超限控制。

研究成果提高了我国西部煤田自燃、瓦斯爆炸灾害防治和一氧化碳超限治理技术水平，具有重大科学意义和实用价值。

有关专家评价认为，项目核心技术成果达到国际领先水平。

该项目获3项国家自然科学基金重点和面上项目等支持，曾获中国煤炭工业科学技术奖一等奖4项，发表论文102篇，SCI收录32篇、EI收录30篇，出版著作3部，授权发明专利20项，实用新型6项，软件著作权3项，负责制定《矿井煤自燃标志气体及临界值技术规范》、《煤矿防灭火技术规范》等标准3项。

该项目已在开滦集团内蒙分公司、神华集团（新疆、内蒙乌海公司）、冀中能源、陕西华彬煤业等全国多个大型煤炭企业20余个矿井推广应用，有效遏制了井下一氧化碳超限、煤自燃和采空区爆炸，实现了易自燃煤层群的安全高效开采，已创直接经济效益5.3亿元，经济和社会效益显著。

提名该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

三、项目简介晋、陕、蒙、宁等西北地区是我国超过70%煤炭产量的最主要能源基地，西部煤矿绝大多数瓦斯含量低，但其安全开采存在以下亟待解决的难题：1）由于西部煤田大多为浅埋深厚煤层，开采后地表塌陷严重、形成大范围多通道漏风，引发的煤炭自燃成为西部煤田开采最严重的安全威胁；2）近年来，煤矿井巷瓦斯爆炸事故已得到基本控制，但由于采空区，包括低瓦斯煤层采空区均容易积聚爆炸性瓦斯，采空区自燃引起的瓦斯爆炸已占重特大瓦斯爆炸事故的大多数，因此，防自燃就可以防治大多数重特大瓦斯爆炸事故的发生；3）煤层自燃生成的大量一氧化碳（以下简称CO），叠加西部煤田非自燃因素如煤常温氧化、煤层所含原生残余CO等非自燃因素生成CO，造成采煤工作面及其上隅角易出现CO浓度超限，而难以解决；4）作为煤自燃预报主要标志性气体，来自不同产生源的CO的叠加干扰造成煤自燃误报，该问题一直困扰非自燃因素生成CO量较大的西部煤田的煤自燃预警实践。

2019年国家科学技术奖提名项目公示内容（科技进步奖）项目名称:岩体工程边坡灾害微破裂前兆机制及监测预警关键技术提名者:中国黄金协会一、提名意见二、项目简介（限1页）随着金属矿产资源的不断开发利用，越来越多的露天矿转入深部凹陷开采阶段，深凹露天矿成为世界上露天矿山的发展趋势。

坡高的增加导致边坡稳定性和安全性越来越差，滑坡事故屡有发生，严重威胁着露天矿山的安全生产。

此外，随着我国西南部水力资源丰富的金沙江、澜沧江、大渡河和雅砻江等地区大规模水电工程建设，许多前所未有的岩石高边坡工程的稳定性对工程建设有着至关重要的作用。

高陡工程岩体边坡的稳定性成为制约工程建设的瓶颈。

针对此问题，以大连理工大学为首的研究团队经过多年理论研究与技术攻关，通过原始创新、集成创新和消化吸收再创新，建立了高陡岩质边坡稳定性监测分析预警的成套技术和方法，从理论、技术和应用三方面解决了重大岩体工程边坡稳定性分析预警的关键问题，取得如下创新成果：（1）首次从理论上系统地论证了微震监测方法在高陡岩质边坡稳定性分析中的可行性。

建立了边坡岩体非均匀性与非线性渐进破坏内在联系的支撑理论，发现了岩质边坡破裂过程中的微震模式，阐明了滑坡灾害孕育过程的岩石微破裂前兆信息的共性特征及时效破裂的触发因素；（2）工程岩体边坡微破裂前兆信息监测技术国际领先。

首次提出了基于人工智能的微震信息识别及精确定位，建立基于微震能量密度的边坡潜在危险区域识别方法，研发了边坡稳定性在线远程智能监测系统,实现了微震监测与雷达监测相融合的一体化综合预警系统；（3）基于监测的模拟和基于模拟的监测边坡稳定性分析方法国际领先。

提出了基于细观统计损伤力学的边坡岩体破裂及动力灾害数值分析方法，构建了亿级自由度的岩石破裂过程并行计算系统，实现了边坡稳定性模拟和监测一体化解决方案，建立了“三个层次、四个等级、六个指标”的重大工程岩体边坡微震监测综合预警系统。

研究成果显著提升了微破裂监测分析预警技术在重大岩体工程边坡应用中的地位，服务于金川集团石英石矿、长山壕金矿东北坑边坡、临沂会宝岭铁矿、锦屏一级水电站左岸边坡等多个重大岩体工程，极大地保障了矿区矿体安全开采和水电工程建设，确立了我国在工程岩体边坡微震监测分析预警领域的国际领先地位。

附件：2019年国家科学技术奖提名项目公示内容（技术发明奖）项目名称: 生物质糖基功能助剂的创制与工业应用完成单位：大连理工大学、桂林理工大学提名者:中国石油和化学工业联合会一、提名意见二、项目简介（限1页）生物质是通过光合作用生成的可再生资源。

在以糖基为结构单元的植物生物质资源中，淀粉最易被改性，且具有粘性、成膜和凝胶化等物理性质；由其制备的功能助剂广泛应用于国民经济各个领域，是可再生、可生物降解、符合绿色环保要求的不可替代的功能助剂类别。

用生物质糖基助剂替代石油基助剂，对于减轻功能助剂对石油资源的依赖度和石油基功能助剂对环境的压力、对“三农”的综合协调发展均具有重要意义，符合国家中长期发展规划纲要在农林生物质利用领域，重点研究开发高效、低成本、大规模农林生物质的转化关键技术，生物质基新材料和化工产品等生产关键技术的规划要求。

但受结构单元上羟基反应活性低，加之天然多糖高分子本身具有的规整双螺旋结构和高比例结晶区，导致温和反应条件反应效率低，产物取代度低；较激烈反应高分子易断键，产品性能不能满足要求。

因此，开发温和条件下、高取代度系列糖基功能助剂是国内外发展生物质助剂亟待解决的瓶颈问题。

张淑芬教授长江学者创新团队创新开发了高活性、高效取代基团，进而创制出性能优异的生物基糖基功能助剂；建立了“溶剂渗透、氢键置换、结构膨胀、试剂传递”的温和反应制造生物基助剂的理念和关键技术，创制出温和清洁制造、满足性能需求的生物质糖基助剂，形成如下发明点。

（1）针对糖环上羟基醚化反应活性低的难点，致力于创制结构最简单的单取代基、和一次性引入2个取代基团的双取代基、化学反应活性高的醚化试剂，进而创制出化学稳定的高取代度阳离子淀粉多糖醚和聚醚糖苷酯，是生物可降解的含负电荷废水处理高效絮凝剂以及可湿性农药粉体乳化增稠助剂。

获4项中国发明专利。

（2）针对以苷键连接的多糖环天然高分子结构易氧化降解且反应难以控制的难点，设计分子渗透、氢键置换、结构膨胀、加强传递、温和反应清洁的氧化技术，创制出高羰基含量水溶性高分子氧化木薯淀粉多糖，进而创制出水溶性氧化淀粉糖基席夫碱助剂和交联淀粉糖基吸附剂，是高效并生态相容的含金属离子废水处理剂。

2019 年度国家科学技术奖拟提名项目公示材料项目名称：高速重载系列钢轨及异型材数字化高质量轧制关键技术及应用提名者：谢建新北京科技大学中国工程院院士化工、冶金与材料学部毛新平宝武钢铁集团有限公司中国工程院院士化工、冶金与材料学部刘正东中国钢研科技集团有限公司教授冶金工程技术提名意见：项目针对高速重载系列钢轨及异型材高质量轧制技术中的难题，在复杂孔型系统高效设计、产品内部及表面质量稳定性一致性控制、全长尺寸高精度控制等复杂截面型材生产的核心技术上取得创新性成果，研发出一整套高铁、重载铁路系列钢轨及异型材数字化高质量制造技术，实现大规模产业化应用。

项目的主要创新包括：研发出基于数字化虚拟制造的全轧制过程孔型系统智能设计技术，实现钢轨及异型材孔型系统智能设计-配辊-轧辊加工，使新产品研发效率大幅度提高；开发出全轧程三维模拟精准预测轧件参数及生产过程质量稳定性控制技术,实现系列钢轨及异型材轧制全过程工艺优化和质量稳定性控制，显著提高了产品内在质量稳定性和一致性；开发出基于大数据及在线控制的钢轨轧制金属流动预测-补偿模型和全长尺寸精度智能控制技术，解决了高铁百米轨，重轨全长尺寸在线高精度控制难题；研发出钢轨局部润滑轧制及表面质量控制技术，显著减少了轧疤等钢轨表面质量缺陷。

项目获授权发明专利37件，制定国际标准2项,国家标准1项,行业标准4项,发表学术论文53篇,专著1部,形成完整的自主知识产权。

所开发的技术已大规模应用于系列高速重载钢轨及异型材的高质量制造过程中，产品在京沪高铁、青藏铁路及大秦重载铁路等国家重点铁路建设工程中得到大规模应用，经济社会效益显著。

项目技术对发展新一代钢铁材料绿色化、数字化和智能化制造技术具有重要意义。

提名该项目参评国家科学技术进步奖一等奖。

一、项目简介我国高铁、重载铁路及工程机械发展迅速,已成为国家名片和品牌,高铁运营里程占世界66%。

高铁百米轨、重轨及特种异型材是铁路及机械装备的关键基础材料,其质量与精度对列车运行平稳安全性、服役寿命及建造成本影响极大。

2019年国家科学技术进步奖项⽬提名公⽰内容2019年国家科学技术进步奖项⽬提名公⽰内容⼀、项⽬名称：我国⼉童青少年⾼⾎压诊断标准制定、健康风险评估及防治技术推⼴⼆、提名单位意见：（此处对科技创新点的创新性、先进性、应⽤效果和对⾏业科技进步的作⽤进⾏概述，不超过600字，宋体⼩四）该项⽬围绕中国⼉童⾼⾎压的现状与趋势、健康风险评估、诊断标准及适宜防治技术等进⾏了长期和系统研究，建⽴了⼉童青少年⾼⾎压诊断标准，填补了⼉童期⾼⾎压防治缺乏关键适宜技术的空⽩。

项⽬⾸次阐明宫内营养环境、追赶⽣长、⼉童肥胖对成年⾼⾎压的作⽤，提出⼉童期是预防⾼⾎压发⽣的关键窗⼝期；前瞻性随访评估⼉童⾼⾎压对近、远期⼼⾎管靶器官损害的作⽤特点及影响因素，为⾼⾎压从⼉童期防治的必要性提供循证依据；⾸次建⽴基于健康风险评估的中国⼉童⾼⾎压诊断标准，对中国⼉童⾼⾎压诊断评估的准确效度优于国际上其他标准；探讨⾼⾎压遗传易感性，结合环境交互作⽤，为个体精准防治提供依据；采⽤⽣理⽣化与⽣活⾏为两维度的综合评估指标，全⾯评估北京地区⼉童⼼⾎管健康⽔平与变化趋势，为制定规划、调整⼲预措施和评估⼲预效果提供依据。

项⽬发表学术论⽂105篇，总引⽤1564次；其中，发表SCI 期刊论⽂60 篇,累计5年影响因⼦（IF）245.784，总引⽤970次；产⽣1项著作产权，1套科普读物；通过转化为政府规划、⾏业报告、⾏业指南、技术规范等途径在全国范围内⼴泛推⼴应⽤，推动了⼉童⾼⾎压的相关研究与早期防控进展，提升了我国⼉童⼼⾎管疾病的研究及诊断治疗⽔平，有效促进了我国⾼⾎压防治窗⼝实现下移、前移的初始预防，对实现健康中国意义重⼤。

该项⽬获得2018年北京市科学技术⼆等奖。

对照国家科技进步奖授奖条件，提名该项⽬申报2019年国家科技进步奖⼆等奖。

三、项⽬简介（不超过1200字）：（背景需求+简短概述研究成果+分段描述创新点+应⽤效果+论⽂专利+奖励评价，宋体⼩四）⾼⾎压是我国患病率、致残率和疾病负担最⾼的慢性病。