——记中国煤科开采研究院数智钻锚业务部部长罗超

郑 心  卫婷婷　　

　　矿山深处，煤炭开采作业场上，总有掘进机在地下几百米的地方强力开凿前行，其所过之处，通常会留下一条狭长、黢黑、通往煤层的矿井巷道，用以运矿、通风、排水、行人。这既是煤炭采集人员与地面往来的“生命通道”，也是整个煤炭开采作业中保证生产安全的关键着力点之一。“开掘后的巷道，需要及时采用巷道支护技术来保持巷道畅通和围岩稳定，以保障井下人员生命安全”，中国煤科开采研究院数智钻锚业务部部长、助理研究员罗超如是补充。虽然相比于导师康红普院士、姜鹏飞研究员等前辈，罗超的年龄还小，资历也相对尚浅，连学术背景看起来都像是“半路出家干煤炭”，但这并不妨碍他迅速成长。获批中国科协第九届青年人才托举工程项目于罗超而言，正是一个全新职业起点。

技术报国的“忧”与“思”

　　“但愿苍生俱饱暖，不辞辛苦出山林”，作为手持煤炭行业接力棒的年轻一代，将汗水挥洒在狭长昏暗的巷道中，完成自己的历史答卷，对如今的罗超而言不仅是一种光荣，更是一种责任。但最初，他并没有想过自己会走上这样一条技术报国的“硬核”研究道路。

　　本科4年在北京航空航天大学机械工程及自动化学院度过的罗超，所攻读的亚学科专业方向是飞行器制造工程，与今日他从业的领域有“霄壤之别”。“如何制造飞机？”“零件怎么装配、加工？”“机身蒙皮一体成型研究”等问题是学生时代的罗超日日要考虑思索的，直到大学三年级参加大学生创新创业计划时，他的志趣与目光还投射在航空航天的相关领域。但命运的罗盘悄然转动，指引着前进的轨迹悄然发生转变，这项计划以罗超对飞行器的探索开了头，却以机器人制造对其产生的吸引力结了尾，“因为我选报的参赛项目是飞行器和机器人的结合，当我真正深入自动化领域之后，发现机器人研究有着无穷的吸引力，我迫切地想要探寻这一科学技术的‘智高点’”。

　　抱着如此心愿，罗超在研究生阶段来到了清华大学机械工程系张文增教授麾下，跟随这位机器人技术及自动化专家攻关拟人机器人的手臂抓取。2018年，荣获世界机器人大赛机器人格斗大赛一等奖为罗超带去了莫大的自信与激励，而直到那年他的研究履历仍然没有和煤炭产生任何联系。在罗超走到人生十字路口面临就业的那一年，也恰好是中国煤科向各大名校招揽多学科、高层次人才以高效发展煤炭智能开采的第一年，也是因此契机，罗超才得以走进这里。在这里，罗超了解到我国不仅是世界排名第一的煤炭消费大国，也是世界最大的煤炭生产国，煤炭是我国的主体能源，此时，他心中投身煤炭科技研发的冲动与学校“服务国家重大战略”的号召不谋而合，也就自然成为他正式结缘煤炭科技的机遇。

　　不过同时，罗超发现，机遇带来的挑战也是巨大的。我国广袤国土上造就了迥异的煤矿地质条件，让巷道围岩控制面临的问题错综复杂，几乎没有完全相同的案例。虽然我国的煤矿采煤技术装备已达世界先进水平，但在快速智能掘进支护层面上却存在很大的短板与问题，换言之就是自动化程度普遍较低、用人多、用时长，而这些都是制约煤炭安全高效智能开采的“卡脖子”难题。“那时，在康院士和姜主任深入浅出的讲解之下，我深刻意识到巷道安全关乎采煤工人的生命安全，其背后联结着无数家庭的幸福和未来，如果我能用科技为生命护航、以技术报效祖国，那才是从事科研的根本意义。”这是罗超以“外行人”视角走入开采研究院的根本原因，同样是现在激励他持之以恒对抗复杂地质条件的“精神武器”。

　　不知道算是幸运还是荆棘，2019年刚迈入中国煤科的大门，等待罗超的就是一个行业共性难题——如何为传统巷道支护技术提供自动化解决方案。传统巷道支护，通常须高度依赖人工在高粉尘、高温度、高强度的恶劣环境下徒手开展支护工作，不仅效率低、用人多且危险系数高。“既然我是机器人专业出身，那么我首先想到的就是以机器代替人工，只要有了足够智能的新装备，或许就可以彻底改善这种局面。”然而，罗超的满心热忱很快就被忧思焦虑所覆盖，“实话说，外专业的人刚开始真是两眼一抹黑，完全不知道该从何处着手”，那么，就不如从基本的工作开始做起——实地调研。

　　近3个月的时间，为了提高效率，罗超和团队一起白天下井、晚上赶火车，深入全国各个矿区几十个矿井，探访了各类设备制造厂家与材料生产厂家……他在自己的迷茫期中挣扎却努力着，但当真正把脚踩到实处，他的担忧却并没有因为看清问题的本质而减少，反而因为亲眼得见井下恶劣的工作条件而愈演愈烈。在迫切与焦急的自我驱动力之下，他与团队在谨慎思考之后，陆续拟出了8套巷道支护掘进方案，但无一例外被现实所阻挠，这也让罗超真正了解到什么是“千工易寻，一技难求”。庆幸的是，面对不断冒出的新挑战、新难题，他从未想过退缩或放弃，“原因无他，这是我义不容辞的责任”，他坚定地说。

国之重器的“智”与“造”

　　2023年，具有完全自主知识产权、专利合作条约（PCT）和中国专利92件的钻锚一体化自动支护系统惊艳了整个行业。

　　检查设备，工作人员就位，自主导航、位姿矫正，按动按钮、一键打锚杆……这已成为当下智能化煤矿掘进工作面的情形，不仅告别了过去的肩挑手抬、人海战术，实现了掘进、支护、运输平行作业，还首次在国内外实现了钻锚一体化智能支护，给出了煤巷快速智能掘进支护的“中国方案”。这当中的关键设备，正是由罗超作为核心骨干参与研发的“钻锚一体化自动化支护技术与装备”。

　　“这是我们整个团队提报的第9套方案。”从锚杆材料到锚固剂，再到整个的施工设备，都是罗超及其背后团队从零开始构想、研发，其间灌注了无数人的心血与精耕的日日夜夜。在研发近3年的时间里，罗超和团队曾无数次碰壁。“其实2020年年底就做出了一版样机，但等到了真井下，第一根锚杆的成功还让我们兴奋不已，打第二根锚杆时，锚固剂就流不出来了，仔细检查才知道锚固剂在遇水的环境下很快就凝固了。看来地面和地下、理论和现实是完全不一样的。”这样的经历让罗超懂得须时刻从实践中学习，最终，国内首款钻锚一体化锚杆、国内首款泵注式（灌注式）锚固剂及施工装备才得以问世。

　　昨日的努力在今日已经看到了结果，作为煤炭行业的“大国重器”，钻锚一体化设备不仅与C919大飞机、浅水水下采油树一起入选了2022年度“央企十大国之重器”。更重要的是，它解决了多项技术难题：不仅可将传统钻孔、卸钻杆、安装锚固剂、安装锚杆、搅拌、预紧的6道工序减为1道，其新型钻头还可自动避开金属网，锚固力大于200kN、预紧力矩超过300N·m、破断载荷达266.1kN，使施工效率提升了1倍以上，初步达成了锚杆施工无人化的职业理想，被广泛誉为施工系统的“心脏”。目前，钻锚一体化锚杆支护系统已经集成到中国煤科太原研究院的掘锚一体机上，并被广泛推广至榆林、鄂尔多斯等十余个矿区之中，将文章书写在了幅员辽阔的祖国大地之上。