种亚图
何满潮,年过六旬,中国科学院院士、矿山工程岩体力学专家、中国岩石力学与工程学会党委副书记。“中国是世界最大的煤炭生产国,但矿难的发生给国家和个人都带来巨大的伤害。我们的實验室存在的意义,就是最大限度地减少矿难的发生。”
一流的科研平台
何满潮的团队,深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,位于北京市海淀区清华东路一座普通的写字楼里。周围林立的高楼商厦、熙熙攘攘的校园街道,让这座实验室显得并不起眼。
但就是这座实验室,先后承担了十余项国家级重大科研项目,多次荣获国家级大奖,在中、美、欧、日等多国已授权发明专利近百项……如今,它已经成为世界首屈一指的岩体工程力学研究平台。每天,国内外数百名科研工作者在这里进行各种研究活动。
这座实验室凝聚了何满潮的大量心血。实验室的前身是何满潮创建的“中国矿业大学北京研究生部岩土工程研究所”,2008年升级为如今的国家重点实验室,2013年被国家评为材料领域与工程领域优秀国家重点实验室。
从名称上看,该实验室与煤矿开采相关性不大,但何满潮介绍道:“由于人类的长期开采,地球的浅部资源日趋枯竭,大部分煤矿已进入深部开采状态。这必然导致地质结构的改变,进而引发内部作用力的变动,威胁到开采活动。而这也是我们实验室名称的来源。”
将岩土力学与矿物开采联系在一起,与何满潮的学习经历密不可分。20世纪80年代,攻读硕士和博士期间,何满潮两度深入当时国内最大的露天煤矿—抚顺露天矿,进行课题研究。由于该矿经常发生地质滑坡,开采方从加拿大请来一位地质学和岩石力学双料博士。该博士带领工作团队经过4次现场勘察,又用了1年的时间完成了设计方案,确保了开采活动的顺利进行。
“这让我深刻认识到煤矿开采与工程力学密不可分,也下决心一定要学好力学,不依靠别人,自己做研究。”何满潮说。
颠覆性的开采技术
四十余年的艰苦学习和研究,使得何满潮具备了地质与力学学科交叉的理论优势,也对矿难发生有了深刻的认识。
何满潮在肯定监管部门工作的同时,也从专业角度分析了矿难多发的原因。“矿难固然由个别人安全意识不够、安全措施缺失导致,但根本原因在于一些矿场还采用传统的开采方法,既浪费又危险,很多透水事故和瓦斯爆燃都是由此产生的。”
为此,何满潮提出一个大胆的设想,减少甚至取消事故的主要引爆点—煤矿巷道和煤柱数量,借用矿压自动成巷,从而取消煤柱和减少巷道数量。2008年,他首次研发出颠覆性的开采技术—110工法,并在几年后提出其升级版—N00工法。
长期以来,中国地下煤炭资源开采一直以长壁开采121工法为主,这种开采方法最早起源于欧美,开采过程中每回采“1”个工作面,需要掘进“2”条回采巷道,相邻工作面之间需留设“1”个煤柱。110工法是传统121工法的一次重大改进,即在规划煤矿开采模式时,每回采“1”个工作面只需掘进“1”条巷道,留设“0”个煤柱;而N00工法,则是1个采区的“N”个工作面,掘进“0”条巷道,留设“0”个煤柱。两者都是利用矿山压力,最大限度减少巷道掘进和煤柱的留设。
2009年6月,四川白皎煤矿首次采用110工法,当年少掘巷道6000余米,创造直接经济效益2亿多元;2016年9月,陕西的柠条塔煤矿首次采用N00工法,一个采煤工作面就节省1100万元,创造经济效益8000余万元。两座煤矿的事故也大幅减少。
两种开采方法在安全生产管理、资源节约和降本增效方面具有明显的优势。这引发了国内外媒体的广泛关注。许多国内外专家经过实地调研后纷纷盛赞,110和N00工法是煤炭开采史上的第三次技术变革。
不遗余力地推广
何满潮相继荣获中国科协全国杰出科技人才奖、何梁何利基金科学与技术进步奖等众多荣誉。 2017年5月27日,庆祝全国科技工作者日暨创新争先奖励大会在北京举行。党和国家领导人出席大会并颁发了首届全国创新争先奖。何满潮榜上有名。
众多荣誉面前,何满潮更加忙碌。如今,他增加了一项工作——到各地推广110和N00工法。2019年1月29日,何满潮来到山西焦煤集团公司,与其董事长进行洽谈。而类似的会谈最近几年总是频繁地出现。推广开采新方法,已经成为何满潮工作的一部分。
“众多数据和事例已经证明,110和N00工法,在提高开采率的同时,可以提高安全系数。我希望更多的企业采用这一最新技术,从而减少甚至杜绝煤矿事故的发生。”何满潮一再强调,科研成果的最终目的是为社会所用,如果只停留在实验室和书本里,科研就失去了其价值。
为此,一直以共产党员的标准要求自己的何满潮,在2015年联合多家机构牵头组建了中国矿业科学协同创新联盟,并担任理事长。这一联盟为矿业领域的首个联盟,由创新载体(高校国家重点实验室、高新技术制造企业)和驱动载体(行业重点企业、行业大型企业)组成,旨在解决目前先进技术推广过程中的难题,形成协同创新,实现互利共赢。
何满潮又有了新的科研目标,即引入智能技术,最终实现智能化无人化开采。“这个目标或许需要很长时间才能实现。但作为一名共产党员、一名科研工作者,我们应该瞄准矿业科技的最前沿,在提升开采效率的同时,减少其给社会、环境和个人等带来的伤害。这是我一生的奋斗目标,也是我对党的誓言。”何满潮说。