NPR新材料，打造未来的“产业航母”
●何满潮院士NPR新材料项目已启动3条智能生产线
李沧的楼山片区是青岛曾经的老工业区，老企业搬迁留下了不少空置厂房。如今，腾出的“笼”，装上了“金丝雀”——今年5月10日，矿山工程岩体力学专家、中国科学院院士何满潮的NPR（负泊松比效应）新材料项目第一条智能生产线在青岛耐火材料厂正式启用。
矿山工程岩体力学专家、中国科学院何满潮院士。
短短半年过去，NPR新材料项目已经从1条生产线扩展至3条，每条生产线年产锚杆钢2.5万吨、产值5亿元。新材料项目二期规划7条生产线，整体达到10条线。
NPR锚杆钢新材料因其具有无磁、高强、高韧、高均匀延伸，能够适应大变形的特点，在能源矿山、交通隧道、抗震建筑和桥梁工程等领域有广阔应用前景。
NPR新材料项目智能生产线。
1米NPR钢材可以拉伸至1.37米
何满潮院士团队从上世纪90年代至今，一直在开展NPR锚杆/索研究，并形成了具有自主知识产权的NPR恒阻大变形锚杆/索，这是一种具有恒定阻力、大变形量和监测功能的锚杆/索，在岩体大变形灾害控制及预测技术方面取得跨越式发展，解决了现有普通材料因不适应致灾岩体的大变形特性而破断和功能失效的问题。
何满潮院士以此成果作为关键的、重要的支撑，开发了110/N00工法（无煤柱自成巷开采技术），开始了我国第三次矿业技术革命。自2014年开始，在何满潮院士的领导下，组建成立了NPR新材料研发小组。
“新型NPR材料变形可以达到25%-37%。”在项目第一条生产线投用时，何满潮院士说。他举了个例子，以1米长的材料为例，传统的螺纹钢会越拉越细产生颈缩现象而破断，而1米长的NPR钢材可以拉伸到1.37米不断裂。
在NPR新材料智能生产线上，技术人员分别拿了两根长1米、直径16.5厘米的普通螺纹钢和NPR钢材，并模拟滑坡、泥石流中出现的大变形做了纵向拉伸对比试验。随着拉伸力量逐渐增大，当力量达到116千牛时，普通螺纹钢“啪”的一声断裂。测试数据显示，普通钢材的屈服强度点值仅是NPR新材料的三分之一，当力量达到85千牛时，变形就不可逆转。而NPR钢材，直到力量持续加到230千牛时才出现断裂。
“110/N00工法技术理论采出率可从传统的约50%提高至100%，具有每年可挽回煤炭损失约35亿吨的潜力。其核心在于‘拉得住、切得开、下得来、护得好、封得严’，NPR新材料的应用推广，有望进一步降低110/N00工法实现‘拉得住’时的支护成本，提高掘进效率。”何满潮院士介绍，NPR新材料的研究成果居于国际领先水平，已授权国家发明专利以及美国、欧洲等国际发明专利，荣获国家科技进步奖二等奖和中国专利金奖。
“佩服青岛引进院士、布局科技的眼光和魄力”
“我很佩服青岛引进院士、布局科技的眼光和魄力，更感谢青岛院士港把该项新材料技术转化为产业。”谈到青岛院士港能将该技术产业化，何满潮院士用了“感谢”二字。
“目前，厂区供电只有1000千瓦，远远满足不了未来10条生产线的用电需求。”原来，在今年的4月28日，距离项目正式投产不到两周的时候，虽然经过紧锣密鼓的筹备，但受制于电力保障，院士项目的工作人员还在担心厂区供电不能满足生产需要。
得知这个情况后，李沧区委主要领导立即现场办公，成立工作专班，现场组建指挥部实时督战，要求落实到人、落实到时间节点、落实到具体操作办法，保证项目尽快投产运营。现场会后，院士港综管办立即协调电力等部门，5月10日第一条生产线启用前，电力问题得到妥善解决。
“夜以继日，很多人每天就睡两三个小时。”青岛国际院士港开发投资有限公司工作人员江海滨说，为了保证生产线顺利投产，工作组成员合力攻坚，只用18天时间就完成了水电气管道铺设、厂房改造、设备安装、厂区周围道路整修和整体绿化提升。
正是得益于青岛国际院士港为入驻科研人员提供的综合政策支持和完整配套服务，院士和他们的团队才能把更多的精力投入到科研和项目产业化当中。这种扑下身子做“店小二”的态度，才让更多像何满潮院士团队一样的科研团队选择青岛、选择李沧。
拥抱新材料市场“蓝海”
“NPR新材料既高强又高韧，其屈服强度和延伸率大大高于现有的普通锚杆，解决了普通锚杆局部变形断裂的情况，目前市面上没有同类产品，属于国内外首创。”何满潮院士的博士后王琦教授说，表面设计的通体螺纹，很好地解决了锚杆行业存在的尾部螺纹加工导致的锚杆从尾部断裂的行业难题。另外，NPR锚杆钢新材料是全奥氏体材料，具有无磁性的特点。
王琦举了个例子，说明了NPR新材料在软岩大变形隧道行业中的前景。截至2015年5月，中国在建和已建成的长度在10000米以上的铁路隧道已超过200座，公路隧道和引水隧洞等的建设规模和速度也越来越大。在这些特长隧道中，往往遇到许多埋深大、地质条件复杂及穿越不良地质带的情况，带来了如岩爆与大变形等工程难题，造成施工困难、严重影响施工安全、拖慢施工进度、增加工程经济负担。
“NPR新材料具有‘恒阻大变形’的特点，直径19毫米的锚杆钢新材料恒阻力高达28吨，破断力达30吨，锚杆变形大于200毫米/米。能够适应大变形软岩隧道控制的要求，在软岩大变形隧道上有良好的应用前景。”王琦说，同时，NPR新材料具备大变形的能力，可以克服普通预应力钢筋出现的预应力混凝土结构阻尼小、地震反应大、高强钢材塑性低、延性差，不利于抗震的缺点，NPR新材料也有望在抗震建筑、桥梁等领域得到良好的应用。
目前，NPR锚杆钢新材料已在本溪钢铁（集团）南芬露天铁矿、北京市地质研究所、三峡集团、湖北省地质灾害防治中心和山东省地震局等工程中应用和推广。NPR新材料项目有望成为未来的“产业航母”。
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