发布时间:2023-08-29
——记中国煤炭科工集团二级首席科学家赵善坤
黄雪霜 卫婷婷
初见赵善坤,他拄着拐杖下楼来迎接。彼时他脚上正打着厚厚的石膏,面对一行人关切的目光,他只好笑着解释是因为春节时骨折了。都说伤筋动骨一百天,但他只调养了小半个月就拄着拐、瘸着脚来到所里开展项目研究。“一年之计在于春,年初是制订年度工作计划和创新发展规划的重要时段,只有规划好了才能保证全年工作平稳推进。”使命扛在肩,他一刻不停歇。从研十余载,这种对自我要求接近严苛的敬业精神一直是赵善坤的真实写照。
秉持这一敬业精神,十年如一日,白天赶往煤矿考察灾害风险及研究解决方案,晚上废寝忘食埋首研究项目资料,对赵善坤来说早已是家常便饭。兢兢业业为他换来了丰富的实战经验与过硬的技术能力,也换来了在煤矿安全开采与动力灾害防治方面的累累硕果。这些年来,他先后获得国家科技进步奖二等奖、中国煤炭工业科学技术奖一等奖、中国岩石力学与工程学会科学技术奖一等奖等众多奖项。
尽管众多奖项加身,但赵善坤依然不敢有一丝懈怠。因为在他心里,唯有始终保持勤谨的研究,才能将更多煤矿工人从煤岩动力灾害的危险中解脱出来,才能更好地推动我国煤矿行业的发展,这是他忘我投入这份事业的动力所在。
坚韧·磨炼知难而进的品格
赵善坤在科研工作中丝毫不敢懈怠的坚毅精神来自对煤矿安全问题的重视,而究其根源,则来自其从小的切身经历。
赵善坤20世纪80年代出生于辽宁葫芦岛钢屯镇,那里是我国四大钼矿产区之一,镇上的大多数人都靠在矿上作业为生。赵善坤从小就亲眼看到身边陆续有人因在钼矿上从事“挠毛”“凿岩”等工作,而吸入高浓度粉尘并最终患上矽肺;同时,不断发生的矿难事故也让工人生命随时处在危险的边缘,所以他很早就认识到采矿工人的艰难不易。
采矿工人的生命安全问题成为赵善坤成长过程中的心结,因此2002年高考结束后,他毅然选择了黑龙江科技学院采矿工程专业。他投身矿业的目标很明确,就是希望通过自己的努力,来改善矿工的井下作业环境。为了这个目标,他一路披荆斩棘——本科毕业后他被推荐到中国煤炭科工集团煤炭科学研究总院经济与信息研究分院担任助理工程师,此后又成功获取中国煤炭科工集团煤炭科学研究总院岩土工程专业的硕士学位,又在中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院获得工程力学博士学位。
投入工作后,赵善坤先后主持或参与了国家重点研发计划、国家自然科学基金等十余项国家级课题和100余项企业委托技术攻关课题项目。每次接到矿上的技术委托项目,到现场之前,他一定会把矿井的区域构造特征、周边临近矿井的开采情况及现场提出的核心技术难题进行调研分析;到矿之后第一件事就是拉着生产科室的人下井,先到井下走一圈,到采掘工作面去看一看,围绕问题跟现场的工人交流一番,升井后再对照图纸跟矿上总工讨论解决方案。“煤矿井下的条件千差万别,影响冲击地压发生的因素纷繁多样,矿上的总工和现场工人每时每刻都在与这样的灾害做斗争,他们才是这个矿现场防冲的真正专家。”带着这份谦逊之心,他注重实地考察并在与现场工人交流中汲取知识,于日积月累中收获了丰富扎实、基于一线的实践经验,这也为他之后攻关克难打下了坚实基础。
值得一提的是,在开展项目的过程中,赵善坤时刻把保障采矿工人生产安全的初衷放在心上,将迎难而上、不怕吃苦的精神发挥在每一个工作的环节。有一年寒冬,他为了能够及时与双鸭山市某煤矿负责人做技术方案对接,冒着大雪开车赶往煤矿现场。结果因为积雪过深,车子在经过铁路线时被弹到铁轨上,他和同行的另一名技术人员只好下车清理障碍。厚重的积雪和即将要按点经过的火车,让他们只能拼尽全力争分夺秒,最终在火车到来前成功将汽车移出,那次寒风大雪中的惊险情景至今让人印象深刻。这些日常工作过程中的点滴故事还有不少,串成了赵善坤难忘的科研生涯,也为他磨炼出了笑对困难的韧性和毅力。
攻关·致力推动行业发展
十数年来,凭借坚韧的性格,赵善坤在克服数不清的磨难的同时,也成功突破了一个又一个行业技术难题,为推动国内采矿行业发展贡献了自己的一份力量。
2015年,内蒙古某煤矿发生冲击地压前兆,工人惶恐不安,企业向煤炭科学技术研究院有限公司(以下简称“煤科院”)冲击地压团队提出直接诉求——找到解决问题的方法,保障工人安心下矿作业。这对人数不超过15人,且之前以技术咨询、技术指导、技术研究为主的科研团队来说是个不小的挑战。
面对企业的困难,煤科院冲击地压团队勇于面对、敢于挑战。作为项目负责人,赵善坤顶着压力迎难而上。招募矿工,购买钻机,制订解决方案……前期的筹备工作一步一步开展下去,而之后工程中遇到的难题却远比赵善坤和他的同伴们想象的要多且复杂。如顶板爆破施工使用液压式钻机将煤岩粉用水流冲出导致巷道泥泞难行、井下的辅助运输系统瘫痪等。为了解决这些问题,在购置国内最大的420气动钻机的基础上,他和团队成员在实践中不断改造完善着钻机:从齿条淬火到滑块改进、从内部传动到机壳材质,通过与生产厂家的不断磨合探索,他们最终打造出了几乎是国内最大扭矩的气动钻机,有效地推动了国内气动钻机的发展。这一设备广泛应用于晋陕蒙等地区的动压巷道卸压工程中,极大地促进了气动钻机的技术革新和发展进步。此外,他们还提出冲击地压力构协同防控理论,创新了基于应力源及围岩结构的冲击地压分类方法,为冲击地压的“分类研究、分类防治”提供了理论支撑,实现了相关领域内的另一重大突破。
但是,要想避免后续工作面再出现冲击危险,就需要实现冲击地压的源头治理。赵善坤和团队通过大量的理论分析、数值模拟和工程类比,向这个区域经典的巷道布置方式和宽区段煤柱的合理性发起挑战,最终成功将区段煤柱从传统的30~40米改成了6米。这一工艺的试验成功不仅提高了煤炭资源的回收率,还为相关区域深部开采工艺优化提供了工程借鉴。为了保证现场防冲效果,团队开发了专项的施工监测记录装备,建立了施工质量管理体系,最终实现了煤矿希望工人安心采矿、安全采矿的要求。
从2015—2018年,赵善坤每年有300天以上的时间在煤矿现场打磨防冲理论和技术。苦心人,天不负。在公司领导和团队成员的共同努力下,他带领团队研制了“钻屑法智能监测钻机”和“气动底板防冲专用钻机”,在国内首次建立了集“冲击地压机理分析-危险评价—防冲方案设计—现场施工—效果检验”于一体的冲击地压防治工程服务模式。此后,他还带领团队,将一整套的防治技术及经验推广到全国多地,先后在京晋陕蒙4个主要煤炭产区建立7个冲击地压防治工程项目部,为煤炭企业培养防冲技术人员500余人,保障了众多煤矿工人的生命安全。时刻心系矿工安全、高超的学术理论水平、丰富的现场经验,使赵善坤赢得了服务企业的真心敬佩,多家煤炭企业授予他“荣誉矿工”称号。
赵善坤及其团队在工程实践过程中总结凝练出煤矿冲击地压力构协同防控理论、技术及成套装备等多项技术成果,经行业专家团队鉴定均达到国际领先水平,获得了包括中国煤炭工业协会科技进步奖一等奖、中国岩石力学与工程学会科学技术奖一等奖、中国职业安全健康协会科技进步奖一等奖等在内的15项重要奖项;中国煤炭科工集团煤科院冲击地压团队还首批次获得中国煤炭工业协会授予的“创新团队”荣誉称号和“顶板与冲击地压行业工程研究中心”。业内同行的好评纷至沓来,这是对赵善坤及其团队多年努力付出的肯定和赞誉。
一个人走得快,一群人走得远。埋首攻关克难的同时,中国煤炭科工集团煤科院冲击地压团队时刻不忘为推动行业发展献计献力的初衷。团队积极参与国家安全监察局组织的《煤矿安全规程》《防治煤矿冲击地压细则》等国家政策文件的修订工作,以及“冲击地压测定、监测与防治方法”“冲击地压分类方法”等国家及行业的标准制定工作,为国家冲击地压管理体系的完善作出了重要贡献。目前,赵善坤先后主持和参与制修订国家标准7项、煤炭行业及能源标准6项,正在牵头制定煤炭行业团体标准3项。这些标准可以有力提升我国相关行业的整体竞争力,推动行业向更高水平跃进。
情怀·责任的力量鞭策前行
不忘初心,砥砺前行。回首2009年,中国煤炭科工集团煤科院安全分院应承担国家基础研究计划项目和业务发展之需成立了深部开采与冲击地压技术研究所,在分院领导的大力支持和历任所长的励精图治之下,团队已由最初不足十人发展到目前的五六十人,业务量也由传统的四技服务发展到如今的“理论指导技术,技术开发产品,产品服务工程”的一体化全链条服务模式。作为团队的领头人,赵善坤对这些成绩深感欣慰,同时更觉任重道远。“参天大树必须植根沃土,个人的成长离不开团队的支持。”赵善坤一直反复强调,正是得益于集团及公司尊知识重人才的企业文化和团队人员的无私奉献,才让他在这片热土快速成长,成为中国煤炭科工集团的首席科学家、煤炭行业青年科技人才。一枝独秀不是春,百花齐放春满园,也唯有人尽其才、才尽其用,团队的发展才能永葆朝气。为此,在公司领导的大力支持下,他积极推行人才培养的各种举措,鼓励同事进修深造、出国访学,培养同事独立承担科研项目的能力,并以合作企业项目为依托为产品研发人才打造个人工作室,目前已先后有6位同事攻读博士学位、3位同事先后入选中国煤炭科工集团和煤科院高层次人才队伍。青年力量的壮大,为团队的未来发展注入了源头活水。值得一提的是,他们身上,有着和赵善坤一样愿意为冲击地压事业竭尽全力的愿望和志向,也不乏一个又一个攻坚克难的故事。
2016年4月19日,京西矿区大安山煤矿发生冲击地压并诱发2.7级矿震,北京城区震感明显。为了保证京西矿区的平稳退出,给企业转型发展争取更多的时间,煤科院冲击地压团队勇敢地接受了大安山煤矿冲击地压监测预警与解危防治这个挑战。一座京西山,半部煤炭史。在齐庆新研究员的指导下,赵善坤作为项目负责人,带领团队骨干力量从京西矿区特殊的区域构造和煤层地质赋存条件出发,构建了冲击地压“井-地”信息多参量综合预警平台,确保了大安山煤矿轴10槽强冲击危险工作面的安全顺利回采,创造了近10亿元的经济效益,为北京地区矿产资源的安全开采及社会稳定提供了保障。这一项目研究成果不但获得了中国煤炭工业协会科技进步奖一等奖,团队在大安山煤矿所建立的冲击地压防控模式也得到了国家煤矿安全生产监督管理总局的肯定和推广。
2019年,中央电视台科教频道对团队研发的自震式微震监测系统成功指导新疆龟兹矿业蹬空安全开采技术进行了专题报道,这一系统不但入选了国家煤矿安全监察局“煤矿安全生产先进适用技术装备”推广名录,更作为监测冲击地压巷道远场能量的核心装备获得了国家科技进步奖二等奖。同年,在煤科院李振涛董事长及安全分院霍中刚院长的大力支持下,赵善坤带领团队承担了应急管理部国家煤矿安全监察局的“煤矿冲击地压风险动态分析评估系统”建设项目,通过3年不舍昼夜的攻关努力,团队开发的系统采用分布式智能数据采集,可实现对海量、异构数据智能采集和多源数据结构的融合分析,为新时代煤矿精准执法、远程监察、事故追溯备查等提供有力的数据支撑。2022年年底,这一系统以高分通过应急管理部和国家煤矿安全监察局组织的联合验收,这标志着国家冲击地压灾害风险评估系统基本建成,成果先后被中新网、光明网等主流媒体报道。
“煤炭科研人的终极梦想就是将研究的知识搬下高阁,解决他们在实际过程当中面临的难题、消除隐患、守护矿工的安全,为他们创造更美好的生活。”这是赵善坤常常挂在嘴边的话。为了煤矿工人的生命安全,为了采矿行业的健康发展并为中国经济转型争取更多时间,赵善坤将带领团队倾尽全力。这关于对生命的承诺,也关于责任的承诺。而这样的承诺,早已在十数年的科研工作中,融入了他的血液里,无论未来将要面临多少难题,他都不会退缩。
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