科技創(chuàng)新助力煤礦轉(zhuǎn)型升級(jí)
——記中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家徐剛

蔡巧玉 張錦玉

黨的十八大報(bào)告強(qiáng)調(diào)，科技創(chuàng)新是提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置。要堅(jiān)持走中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路，深化科技體制改革，加快建設(shè)國(guó)家創(chuàng)新體系。以科技創(chuàng)新促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級(jí)，以轉(zhuǎn)型升級(jí)推動(dòng)科學(xué)發(fā)展，是破解煤炭行業(yè)長(zhǎng)期發(fā)展面臨深層次矛盾的根本途徑。

中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家，孫越崎青年科技獎(jiǎng)獲得者徐剛，正是煤炭科技創(chuàng)新的擁護(hù)者、踐行者和引領(lǐng)者。

徐剛

夯實(shí)基礎(chǔ)，培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力

1979年6月，徐剛出生于烏蘭察布市商都縣的一個(gè)偏遠(yuǎn)小鄉(xiāng)村，父母是靠天吃飯的農(nóng)民，家庭經(jīng)濟(jì)困難，養(yǎng)成了他從小堅(jiān)韌有愛(ài)、自立自強(qiáng)的性格。當(dāng)年高考，他憑借優(yōu)異成績(jī)，成為當(dāng)?shù)?00多個(gè)應(yīng)屆高中畢業(yè)生中16位考入大學(xué)者中的一員。滿懷激動(dòng)之情填報(bào)好了高考志愿，夢(mèng)想著在計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開(kāi)始大學(xué)生活的他，看到那封采礦工程專業(yè)的錄取通知書時(shí)卻如受當(dāng)頭一棒，最終對(duì)家鄉(xiāng)之外世界的好奇促使他整理行囊，踏上了求學(xué)之路。他不承想，成年之后帶著點(diǎn)情緒做出的第一個(gè)重大決定，竟然在未來(lái)推進(jìn)了我國(guó)煤炭行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新改革與發(fā)展。

2001年，大學(xué)畢業(yè)的徐剛考入煤炭科學(xué)研究總院繼續(xù)攻讀采礦工程專業(yè)碩士研究生，并選擇了采煤方法與工藝、礦山壓力與巖層控制作為自己的研究方向。新世紀(jì)伊始，逐漸走出亞洲金融危機(jī)的國(guó)家工業(yè)發(fā)展開(kāi)始好轉(zhuǎn)，作為工業(yè)糧食的煤炭需求量大增，但是相對(duì)落后的采煤裝備與技術(shù)、較高的百萬(wàn)噸死亡率限制了全國(guó)煤炭資源整合和技術(shù)改進(jìn)的腳步。徐剛恰如其分地趕上了這個(gè)發(fā)展窗口，他跟隨導(dǎo)師和團(tuán)隊(duì)參加了山西、內(nèi)蒙古、陜西等地多座煤礦的采煤方法改革，并利用自己在計(jì)算機(jī)方面的興趣優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)出首套工作面礦壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件。在這期間，徐剛拓寬了行業(yè)視野，提高了科研創(chuàng)新能力，尤其是對(duì)礦壓數(shù)據(jù)的分析與理解，這成為他日后科學(xué)研究的重要積累。

從最初的碩士求學(xué)，到博士深造，徐剛憑借扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和科研創(chuàng)新能力，逐漸從一名普通的科研人員，成長(zhǎng)為課題組長(zhǎng)、項(xiàng)目經(jīng)理、研究室主任，現(xiàn)任中煤科工開(kāi)采研究院有限公司采礦所所長(zhǎng)、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家。從業(yè)近20載，他作為負(fù)責(zé)人或科研骨干先后完成了國(guó)家科技支撐及重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題6項(xiàng)，國(guó)家自然基金課題2項(xiàng)，礦山企業(yè)技術(shù)攻關(guān)課題30余項(xiàng)，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)推進(jìn)了我國(guó)煤礦轉(zhuǎn)型升級(jí)，提升了我國(guó)煤礦頂板管理技術(shù)水平。

創(chuàng)新為要，推動(dòng)煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型

“2000年，我國(guó)煤礦數(shù)量約為11000多處，但是采掘機(jī)械化率不足60%，單井年均產(chǎn)能不足30萬(wàn)噸。煤炭生產(chǎn)方式落后，效率低下，勞動(dòng)組織混亂，技術(shù)力量薄弱，百萬(wàn)噸死亡率居高不下，嚴(yán)重制約了煤炭工業(yè)的健康發(fā)展?！毙靹傉f(shuō)，“面對(duì)諸多問(wèn)題，煤礦技術(shù)改造勢(shì)在必行，難度大，阻力大，但最難的在中小煤礦?！边@是徐剛最深切的體會(huì)?！斑€記得第一次下小煤礦時(shí)，是被工人用一個(gè)桶吊下去的，那時(shí)候非常害怕，就算到今天想起來(lái)還心有余悸?！?/p>

艱難困苦，玉汝于成。從最初跟隨團(tuán)隊(duì)一個(gè)一個(gè)煤礦調(diào)研，徐剛逐漸成長(zhǎng)為團(tuán)隊(duì)技術(shù)骨干，到后來(lái)他開(kāi)始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)根據(jù)煤層賦存條件，因礦施策，提出適用于中小煤礦的安全高效開(kāi)采方法及圍巖控制技術(shù)；利用長(zhǎng)壁綜放或綜采技術(shù)，逐步代替落后且不安全的炮采工藝，提升煤礦整體安全及技術(shù)水平，為我國(guó)加快實(shí)施煤炭產(chǎn)業(yè)采煤方法改革與淘汰落后產(chǎn)能進(jìn)程，踐行“機(jī)械化減人、自動(dòng)化換人”產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路，推動(dòng)我國(guó)煤炭行業(yè)高質(zhì)量、健康發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

這些年來(lái)，徐剛每年超過(guò)一半時(shí)間深入煤礦一線解決工程技術(shù)難題，足跡遍及我國(guó)各大產(chǎn)煤礦區(qū)，而他坦言，自己的“這點(diǎn)經(jīng)歷”，只是中國(guó)煤炭科工集團(tuán)在推進(jìn)我國(guó)中小煤礦采法改革和技術(shù)升級(jí)中一點(diǎn)工作，“無(wú)論從政策制定、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、礦井設(shè)計(jì)、裝備提供、災(zāi)害治理等各個(gè)方面都有集團(tuán)的貢獻(xiàn)，特別是在技術(shù)和裝備方面，集團(tuán)是主力軍、沖鋒隊(duì)、先行者”。

治災(zāi)先鋒，保障煤礦安全生產(chǎn)

工作面頂板災(zāi)害是煤礦生產(chǎn)的一種常見(jiàn)事故，較易引發(fā)水害、瓦斯及煤塵爆炸、采空區(qū)發(fā)火等次生災(zāi)害，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻克煤礦頂板災(zāi)害治理難題，是徐剛及其團(tuán)隊(duì)近年來(lái)的又一項(xiàng)重要科研任務(wù)。

隨著煤礦技術(shù)改革的不斷深入，工作面支護(hù)裝備能力不斷加強(qiáng)，煤礦技術(shù)人員更容易忽視工作面頂板災(zāi)害。陜西省某煤礦綜放工作面發(fā)生大面積切頂壓架事故，頂板裂隙導(dǎo)通洛河阻水引發(fā)水害，如同水簾洞般的現(xiàn)場(chǎng)是徐剛工作以來(lái)見(jiàn)過(guò)最慘烈的情景，工作面裝備全部報(bào)廢；因未解決引發(fā)頂板災(zāi)害的根本原因，此后相鄰接續(xù)工作面又多次發(fā)生大面積切頂壓架，又導(dǎo)致采空區(qū)發(fā)火，工作面全部封閉，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3億元。焦頭爛額的礦方通過(guò)渠道聯(lián)系徐剛前往現(xiàn)場(chǎng)支援。踏入該礦時(shí)正值傍晚時(shí)分，一下車他就前往調(diào)度室查看近期的礦壓數(shù)據(jù)，并在招待所分析到深夜。第二天的現(xiàn)場(chǎng)交流會(huì)上，徐剛以前一晚分析的數(shù)據(jù)為憑據(jù)，簡(jiǎn)明扼要地闡明了工作面大面積切頂壓架的原因，并提出初步解決方案。切中要害的分析使得礦方耳目一新，并得到他們的高度認(rèn)可。隨后，雙方建立了深入的合作關(guān)系。徐剛帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從工作面設(shè)計(jì)，到設(shè)備選型、監(jiān)測(cè)預(yù)警、回采管理等方面展開(kāi)了深入細(xì)致的工作，控制住了后續(xù)頂板災(zāi)害事故，最終“啃下這塊難啃的骨頭”。

從工作面頂板災(zāi)害的數(shù)據(jù)分析中，徐剛探尋到了研究的動(dòng)因、目的和意義。他在忙碌的時(shí)間里，再次切割出一塊分給了頂板災(zāi)害數(shù)據(jù)分析，由此開(kāi)啟了煤礦頂板災(zāi)害事故的致災(zāi)機(jī)理、致災(zāi)因素、預(yù)警指標(biāo)、監(jiān)測(cè)與處置等成套技術(shù)的長(zhǎng)期攻關(guān)研究。礦壓數(shù)據(jù)曲線就像人的心電圖曲線，時(shí)刻體現(xiàn)出工作面支架的工作狀態(tài)，對(duì)防治頂板災(zāi)害非常重要。起初，煤礦頂板災(zāi)害監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)集中在冗余數(shù)據(jù)的干擾和關(guān)鍵數(shù)據(jù)的缺失上。為攻克這一難題，徐剛團(tuán)隊(duì)獨(dú)辟蹊徑，提出“定時(shí)定值”的對(duì)策，把多年積累的礦壓相關(guān)理論以算法和模型的形式融入到了礦壓監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)中，極大降低了礦壓數(shù)據(jù)分析的門檻和難度，減少了礦方技術(shù)人員數(shù)據(jù)分析的工作量。目前，這套預(yù)警系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于陜西、山西、內(nèi)蒙古等礦區(qū)中，得到用戶的廣泛好評(píng)。

實(shí)踐出真知，對(duì)每一次實(shí)踐的機(jī)會(huì)，徐剛都會(huì)認(rèn)真對(duì)待，“做一個(gè)項(xiàng)目，自己就要從中學(xué)到東西，技術(shù)要得到進(jìn)步”，這是他一步一步成長(zhǎng)蛻變的秘訣，將每一次實(shí)踐視為進(jìn)步階梯，不懼怕困難，永遠(yuǎn)不停止前進(jìn)，是他對(duì)自己的高要求，也是對(duì)團(tuán)隊(duì)的嚴(yán)要求。

開(kāi)拓創(chuàng)新，接續(xù)奮斗“綠水青山”

誰(shuí)說(shuō)煤炭行業(yè)是“傻大黑粗”？徐剛對(duì)此憤憤不平。投入煤礦研究近20年，從最初帶著“情緒”走進(jìn)煤礦專業(yè)，到一步步適應(yīng)煤礦，再到對(duì)煤礦情有獨(dú)鐘，他的生活、工作已經(jīng)融入到了“煤炭”里。

“煤炭為祖國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)作出了巨大的貢獻(xiàn)，它為國(guó)家提供了50%～80%的能源。就算在國(guó)家倡導(dǎo)綠色能源戰(zhàn)略的今天，煤炭的作用仍不容小覷，伴著與煤炭行業(yè)一同成長(zhǎng)的還有一系列煤炭開(kāi)采技術(shù)。如今，我國(guó)煤炭開(kāi)采技術(shù)就像5G、高鐵、航天技術(shù)一樣，走在了世界前列?！泵棵空f(shuō)起自己的事業(yè)，徐剛總是充滿自豪，對(duì)這些先進(jìn)技術(shù)也如數(shù)家珍，“現(xiàn)在，我們國(guó)家在超大采高和特厚煤層放頂煤開(kāi)采技術(shù)、深部巷道支護(hù)開(kāi)采技術(shù)、地面瓦斯抽采技術(shù)、井下深孔壓裂技術(shù)、工作面頂板災(zāi)害防治技術(shù)等方面，都是處于世界領(lǐng)先地位的”。

但徐剛也常感慨于取得今天成績(jī)的不容易，有太多值得回味的歷程。他剛到開(kāi)采所采煤室時(shí)，研究室只有10人左右，一年業(yè)務(wù)量幾百萬(wàn)，研究方向單一。20多年過(guò)去，所里年產(chǎn)值已經(jīng)發(fā)展到上億元，科研及業(yè)務(wù)方向涉及采煤方法、沖擊地壓防治、充填開(kāi)采、微震監(jiān)測(cè)、礦山壓力與巖層控制、軟件開(kāi)發(fā)、工程施工等。他們圍繞煤礦安全綠色高效開(kāi)采技術(shù)、工作面頂板災(zāi)害防治技術(shù)、沖擊地壓成套防治技術(shù)等，以煤礦實(shí)際問(wèn)題為導(dǎo)向開(kāi)展相關(guān)研究，也涌現(xiàn)出了一批在煤炭行業(yè)有影響力的青年人才，他們?cè)诓煌瑢I(yè)方向引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，為中國(guó)煤炭的轉(zhuǎn)型之路，中國(guó)綠水青山的可持續(xù)性發(fā)展，注入了一針又一針強(qiáng)心劑。

走過(guò)一道道彎，收獲了積累和成長(zhǎng)。今天，徐剛和他身邊這群奮戰(zhàn)在煤炭改革一線的科技工作者，再一次迎來(lái)了祖國(guó)的召喚。伴隨著“碳達(dá)峰、碳中和”國(guó)家戰(zhàn)略的實(shí)施，迎著沖鋒的號(hào)角，他們?cè)俅翁ど险鞒獭Ｐ靹傉f(shuō)：“這是我們的機(jī)遇，我們將根據(jù)國(guó)家的要求，創(chuàng)新研究相關(guān)技術(shù)和裝備。近4000座煤礦搞智能化，這個(gè)容量和挑戰(zhàn)是非常大的。同時(shí)，碳中和主要是把化石能源在利用過(guò)程中產(chǎn)生的碳有效利用或轉(zhuǎn)化，現(xiàn)在的技術(shù)還不成熟，成本比較高，我們集團(tuán)是全球唯一一家涉煤炭全產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)，涵蓋了勘探、設(shè)計(jì)、建設(shè)、開(kāi)采、運(yùn)營(yíng)、利用各個(gè)環(huán)節(jié)。前幾個(gè)環(huán)節(jié)處于國(guó)內(nèi)甚至世界領(lǐng)先地位，但在利用環(huán)節(jié)相對(duì)比較弱。因此，可以借此機(jī)會(huì)，加大投入，大力發(fā)展煤的潔凈利用，研發(fā)碳中和相關(guān)技術(shù)?！?/p>

對(duì)自己的未來(lái)，徐剛說(shuō)得最多的一句話就是“努力奮斗，順其自然”。他說(shuō)現(xiàn)在擁有的一切都是這個(gè)國(guó)家、這個(gè)行業(yè)、這個(gè)單位給的。他不會(huì)再去刻意追求什么“身外之物”，只有一個(gè)心愿：“單位把這個(gè)所交到了我的手里，這個(gè)責(zé)任不小，我會(huì)勤勤懇懇、腳踏實(shí)地把這個(gè)所帶好?！睒銓?shí)無(wú)華的言語(yǔ)折射了他的性格，也昭示著他未來(lái)和團(tuán)隊(duì)的綠色煤炭發(fā)展創(chuàng)新之路，會(huì)腳踏實(shí)地地走下去。

中煤科工開(kāi)采研究院有限公司采礦所團(tuán)隊(duì)合影