科技是国家强盛之基，创新是民族进步之魂。近年来，自治区科技厅推进创新驱动战略深入实施，科技创新取得新成效。在2019年度宁夏科技奖励中，有69项科技成果被表彰奖励。科技奖励将进一步营造我区创新发展的良好环境，激励广大科研人员争当创新创业的推动者和践行者，不断提升自主创新能力。本报推出相关项目报道，以飨读者。
小小真空开关 守护电网安全
生活中，开关随处可见。打开开关，人们马上进入电的世界，启动家电、连接网络……
如今，社会生产生活早已离不开电。密集的电网犹如一张巨大的能量网，源源不断为现代生活提供动能。
高压电网运行过程中，短路故障不可避免，一旦发生短路故障，会有超过正常工作电流十几至几十倍的短路电流流过电气设备，同时会使供电电压急剧下降，如果不能快速切除，过大的短路电流严重时会烧毁设备，过低的供电电压会造成高端制造业敏感负荷生产线停产事故。而开关是高压电网运行方式调整和短路故障切除的唯一执行设备，在发、输、配、用的各环节中不可或缺。
于是，如何快速切除短路故障、限制短路电流，快速恢复供电电压就成了保障电网稳定安全运行的关键。
“我们研发的高压交流快速真空开关，将短路电流切除时间降低到20毫秒以内，极大保障了电力系统的安全稳定运行，提高了电压质量。”高压交流快速真空开关技术及应用项目负责人艾绍贵说。
“目前电力系统中广泛应用的机械式高压交流开关的短路电流切除时间在50毫秒以上，这对于很多电气设备的承受能力和敏感负荷供电显得太长。缩短开关反应时间是现实需要，也是安全需求。”艾绍贵介绍，国际上高压交流快速真空开关的研究处于起步阶段，以其为核心元件的系列输配电装置也处于空白状态。
这意味着，从事高压交流快速真空开关研发，一切需要“从零开始”。
2006年开始，宁夏电力科学研究院针对电网快速可靠切除故障的需求，联合10余家大学、企业和科研院所，开展快速真空开关及其输配电设备关键技术研究。
“从项目课题、科研论证、技术攻关到实践检验，每一次进步都非常不易，但最终我们取得了优异的成绩。”回顾十多年的科研历程，国网宁夏电力有限公司电力科学研究院电网技术中心高级工程师黄永宁告诉记者，该项目攻克了大电流快速开断燃弧控制、高电压串联多断口快速开断断口均压和同步、兼顾快速操动和机械可靠性三大技术难题，研发了国内外额定电压最高和额定开断电流最大的12-363kV系列快速真空开关，并以其作为核心元件开发出10-330kV系列故障限流器、配电网消弧消谐器等9类系列设备，同时实现了产业化、规模化生产应用。
目前，高压交流快速真空开关技术已形成了集理论、技术和装备于一体的重大系列成果，广泛应用于全国29个省级电网及电力用户，实现直接经济效益10亿余元、间接效益超过百亿元。
该项目获得宁夏2019年度科学技术重大贡献奖。（记者 马越）
反井钻机，从“制造”到“智造”
在2019年度宁夏科学技术奖获奖项目名单中，由宁夏天地奔牛实业集团有限公司、北京中煤矿山工程有限公司共同完成的“新型移动式上向反井钻机关键技术研究及应用”项目获得科学技术进步一等奖，陈云是项目技术负责人。
“项目进行了上向反井钻井工艺、上向反井钻进破岩分析、上向反井钻进钻具稳定性理论等关键技术研究。”宁夏天地奔牛实业集团有限公司智能传动所资深主任设计师陈云说，移动式上向钻机由下向上快速钻进大直径盲孔，能够适应坚硬岩石，解决了井下工程施工和矿山崩落法采矿的技术难题，多项关键技术取得创新突破。
反井钻机。（图片由受访者提供）
时间的指针回拨到2016年。当时在国内煤炭市场整体不景气的情况下，宁夏天地奔牛实业集团有限公司积极推动产品转型升级。就在那时，俄罗斯阿尔罗萨钻石公司好运矿为提高钻石矿石开采效率，向市场提出了新设备需求。该设备与普通反井钻机结构、功能完全不同，且作业方向由传统钻机向下钻孔改为向上钻孔。陈云勇敢接受挑战，他带领团队与北京中煤矿山工程有限公司技术人员合作，攻克一项项重大技术难题，成功研制出了国内首台移动式上向反井钻机。
产品研制阶段，为了按时完成项目，陈云带领团队每天工作10多个小时。在设备组装调试阶段，他在生产现场连续工作2个多月，每天工作到凌晨三四时，现场操作调试设备，找出问题，及时研究制定解决方案。经过10个月的努力，他如期完成该项目设备的研制和调试工作，并顺利通过验收，得到客户的高度赞许。
试水反井钻机，对于以煤机制造为传统主业的宁夏天地奔牛实业集团有限公司来说，是探索由“制造”走向“智造”的一条新路径。反井钻机项目成功填补了国内上向盲井钻井装备研制的空白，达到国际领先水平，实现向上钻进60米、直径1.1米的盲井。移动式上向反井钻机研制成功后，陈云带领团队先后完成了200型、400型和600型全液压伺服控制反井钻机的研制，促进了反井钻机装备技术发展，在国内各行业矿山建井工程投入使用。2020年负责研究自治区重大项目千米级大直径智能化反井钻机，项目研制成功后可将现有反井钻机钻孔深度从600米增加到1000米、扩孔直径从5米增加到7米、推力从600吨增强到1500吨，实现反井钻机工作过程全自动化、智能化和远程安全操作，为国家矿山深井建设提供先进装备。
反井钻机已成为该公司的一个产品系列，项目取得专利9项，其中发明专利5项，发表论文7篇。项目产品被列为2018年自治区首台套产品，获得MA认证和俄罗斯海关联盟认证，已在俄罗斯阿尔罗萨钻石公司好运矿成功应用，设备现场应用效果良好，大大提高了崩落法矿石开采效率，应用前景广阔，社会经济效益显著。（记者 李志廷）
让废旧沥青重新“上岗”
路面维修产生的废旧沥青处理一直是个难题。如何让这些废旧沥青铣刨料高附加值应用于道路建设工程？由宁夏交通建设股份有限公司牵头申报，重庆交通大学、宁夏公路管理局等多家单位共同参研完成的“道路用废旧沥青活性恢复及低碳节能施工技术研究”项目获得2019年度宁夏对外科学技术合作奖，探索出了一条高效、高性能旧料绿色再生之路。
宁夏现有沥青路面约3.3亿平方米，当路面损坏到一定程度时就要进行养护维修，每年产生约350万立方米废旧沥青混合料。如果大量旧料被废弃，环境污染严重、再生利用率低、施工能耗高。
“只有走科技创新之路，才能破解行业难题。”宁夏交通建设股份有限公司副总工程师、研发中心主任惠迎新说，该项目围绕制约沥青路面废旧材料高效利用及低碳节能施工的行业难题，创新研发了沥青耦合老化试验装置，提出了老化沥青活性恢复理论。他介绍说，基于老化活性恢复理论，发明了高效绿色的沥青常温改性剂与再生剂，形成了适应宁夏区域气候材料特点，50%至70%高掺量的厂拌热再生、温拌再生，以及常温超薄罩面等绿色低碳施工成套技术体系。实现了沥青路面废旧材料高效再生利用和低碳节能施工的关键技术突破，解决了高掺量沥青再生路面易开裂、耐久性不足、施工能耗高、超薄施工困难等技术难题。
惠迎新说，沥青路面绿色节能发展市场前景广阔，项目技术成果除在宁夏广泛应用外，在新疆、内蒙古、陕西、甘肃等10多个省区进行了应用推广，取得了良好的工程推广应用效果，引领沥青路面向绿色节能方向发展。
在去年年底结束施工的银川南环绕城高速公路上，记者看到，路面裂纹已被新的沥青所“缝补”，路面平整。“我们这个沥青‘缝补’只有1.5厘米厚，这是用以前的技术完全达不到的。”宁夏交投高速公路管理有限公司相关工作人员说，此举将使高速公路延长寿命3至5年。此外，仅银川市宝湖东路、贺兰山路、亲水大街、进宁街等市政道路改扩建或养护工程，运用道路用废旧沥青活性恢复与低碳节能施工技术铺筑里程超过40公里，节省工程造价超过3000万元。
该项目全周期科研成果丰硕，累计授权国家专利12项，发表论文21篇，编制地方标准或技术指南6本、专著1本，培养博士硕士10人。目前运用该技术铺筑里程超过1200公里，共使用废旧沥青混合料约70.4万吨，产生直接经济效益2亿余元，减少碳排放80万吨。（记者 李志廷）
废旧沥青铣刨料铺设路面现场。（图片由受访者提供）
为千余座淤地坝拧好“安全阀”
“宁夏川，两头尖，东靠黄河西靠贺兰山，金川银川米粮川……”这首口口相传的民歌道出了宁夏发展的自然禀赋与依靠：以水为本，保水而兴。千百年来，人们用智慧与干旱的自然条件不懈斗争，这其中，淤地坝就是长久以来形成的智慧结晶。
淤地坝是指在水土流失地区各级沟道中，以拦泥淤地为目的而修建的坝工建筑物。作为黄土高原地区防止水土流失有效的工程措施之一，宁夏结合实际，积极探索，推动水土保持淤地坝建设和管理工作的良性发展，先后建成灵武市水洞沟、西吉县车路沟、盐池县荫子沟、原州区张易河、隆德县什子河等一批淤地坝，对当地生产生活产生了积极作用。
然而，随着岁月的流逝，淤地坝也面临着各类问题。
“宁夏淤地坝建设始于上世纪70年代，目前普遍存在‘先天不足、后天失养’等问题，这就需要我们通过科学技术研究，补齐安全短板，提供科学建议，助力地方建设。”宁夏淤地坝运行风险研究项目负责人、西安理工大学校长李占斌说。
宁夏现有淤地坝1100余座，总库容约5亿立方米，其在拦泥淤地和人畜饮水等方面发挥着重要作用，但伴随着工程老龄化运行和高质量社会经济发展需求，淤地坝运行风险日益凸显。
“没有水利安全就没有生态安全，高效解决淤地坝运行风险，对宁夏建设黄河流域生态保护和高质量发展先行区也将产生积极作用。”李占斌说。
2012年，西安理工大学与宁夏回族自治区水土保持监测总站通过自治区东西部科技合作项目牵线搭桥，达成合作。淤地坝运行风险研究项目以宁夏淤地坝安全高效运行为核心，在厘清淤地坝存在问题和风险基础上，辨析了影响淤地坝（系）运行安全的主因，评价了骨干坝防洪潜力，构建了流域坝（系）布局评价模型，优化了淤地坝泄洪设施。此外，项目建立了淤地坝运行风险评价模型，研发了智能互联的淤地坝（系）风险预警系统，实现了淤地坝（系）风险动态评估和实时预警，对宁夏淤地坝规划设计、除险加固及运行管理等工作具有重要作用，为地区洪水泥沙资源化利用提供了保障。
“我们研发的风险预警系统将对宁夏的淤地坝进行风险评估，一旦遭遇洪水、暴雨等自然灾害，就能及时发出预警和预判，为下一步抢险救灾工作给出科学分析，保障水利安全，避免造成人员财产损失。”李占斌介绍。
据了解，宁夏淤地坝运行风险研究项目成果已在宁夏淤地坝建设重点县得到了推广应用，有效指导了淤地坝规划设计及300多座坝的除险加固，显著提升了淤地坝（系）工程安全运行管理水平。该项目获得2019年度宁夏科学技术奖对外科学技术合作奖项目。（记者 马越）
【短评】为先行区建设增添创新底色
科技创新是推动发展的助推剂，是引领社会变革的指南针。一个地方、一个企业，要突破发展瓶颈，解决深层次矛盾和问题，根本出路在于创新，关键要靠科技力量。
越是欠发达地区，越需要实施创新驱动发展战略。发挥创新驱动作用，推动产业向高端化、绿色化、智能化、融合化方向发展。这是我们必须扛起的职责和使命，也是全区干部群众面对新时代实现高质量发展的一道必答题。
“十四五”时期，宁夏经济增长既离不开要素拉动，更需要创新驱动。受经济发展、区位交通、收入水平、城市配套、公共服务等因素制约，宁夏的创新“弱”在基础、“短”在主体、“缺”在人才、“差”在生态。全区上下要坚定信心、振奋精神，把科技创新作为建设美丽新宁夏的重要支撑，着眼高质量发展需求，面向转型发展主战场，大力实施科教兴宁、人才强区、创新驱动发展战略，塑造经济社会发展新优势。
在新的历史起点上，着眼先行区建设，实施创新驱动发展战略，加快科技创新的责任无比重大。各地各部门要深入实施创新驱动战略，努力推进科技强区行动，奋力开创全区科技创新发展新局面，为黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设提供有力支撑。（李志廷）
