科技创新助力煤矿转型升级——记中国煤炭科工集团首席科学家徐刚

蔡巧玉 张锦玉

党的十八大报告强调，科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。要坚持走中国特色自主创新道路，深化科技体制改革，加快建设国家创新体系。以科技创新促进转型升级，以转型升级推动科学发展，是破解煤炭行业长期发展面临深层次矛盾的根本途径。

中国煤炭科工集团首席科学家，孙越崎青年科技奖获得者徐刚，正是煤炭科技创新的拥护者、践行者和引领者。

徐刚

夯实基础，培养科研创新能力

1979年6月，徐刚出生于乌兰察布市商都县的一个偏远小乡村，父母是靠天吃饭的农民，家庭经济困难，养成了他从小坚韧有爱、自立自强的性格。当年高考，他凭借优异成绩，成为当地400多个应届高中毕业生中16位考入大学者中的一员。满怀激动之情填报好了高考志愿，梦想着在计算机科学与技术专业开始大学生活的他，看到那封采矿工程专业的录取通知书时却如受当头一棒，最终对家乡之外世界的好奇促使他整理行囊，踏上了求学之路。他不承想，成年之后带着点情绪做出的第一个重大决定，竟然在未来推进了我国煤炭行业的技术创新改革与发展。

2001年，大学毕业的徐刚考入煤炭科学研究总院继续攻读采矿工程专业硕士研究生，并选择了采煤方法与工艺、矿山压力与岩层控制作为自己的研究方向。新世纪伊始，逐渐走出亚洲金融危机的国家工业发展开始好转，作为工业粮食的煤炭需求量大增，但是相对落后的采煤装备与技术、较高的百万吨死亡率限制了全国煤炭资源整合和技术改进的脚步。徐刚恰如其分地赶上了这个发展窗口，他跟随导师和团队参加了山西、内蒙古、陕西等地多座煤矿的采煤方法改革，并利用自己在计算机方面的兴趣优势，开发出首套工作面矿压监测系统软件。在这期间，徐刚拓宽了行业视野，提高了科研创新能力，尤其是对矿压数据的分析与理解，这成为他日后科学研究的重要积累。

从最初的硕士求学，到博士深造，徐刚凭借扎实的基础知识和科研创新能力，逐渐从一名普通的科研人员，成长为课题组长、项目经理、研究室主任，现任中煤科工开采研究院有限公司采矿所所长、中国煤炭科工集团首席科学家。从业近20载，他作为负责人或科研骨干先后完成了国家科技支撑及重点研发计划课题6项，国家自然基金课题2项，矿山企业技术攻关课题30余项，带领团队推进了我国煤矿转型升级，提升了我国煤矿顶板管理技术水平。

创新为要，推动煤炭行业转型

“2000年，我国煤矿数量约为11000多处，但是采掘机械化率不足60%，单井年均产能不足30万吨。煤炭生产方式落后，效率低下，劳动组织混乱，技术力量薄弱，百万吨死亡率居高不下，严重制约了煤炭工业的健康发展。”徐刚说，“面对诸多问题，煤矿技术改造势在必行，难度大，阻力大，但最难的在中小煤矿。”这是徐刚最深切的体会。“还记得第一次下小煤矿时，是被工人用一个桶吊下去的，那时候非常害怕，就算到今天想起来还心有余悸。”

艰难困苦，玉汝于成。从最初跟随团队一个一个煤矿调研，徐刚逐渐成长为团队技术骨干，到后来他开始带领团队根据煤层赋存条件，因矿施策，提出适用于中小煤矿的安全高效开采方法及围岩控制技术；利用长壁综放或综采技术，逐步代替落后且不安全的炮采工艺，提升煤矿整体安全及技术水平，为我国加快实施煤炭产业采煤方法改革与淘汰落后产能进程，践行“机械化减人、自动化换人”产业发展思路，推动我国煤炭行业高质量、健康发展作出了贡献。

这些年来，徐刚每年超过一半时间深入煤矿一线解决工程技术难题，足迹遍及我国各大产煤矿区，而他坦言，自己的“这点经历”，只是中国煤炭科工集团在推进我国中小煤矿采法改革和技术升级中一点工作，“无论从政策制定、产业规划、矿井设计、装备提供、灾害治理等各个方面都有集团的贡献，特别是在技术和装备方面，集团是主力军、冲锋队、先行者”。

治灾先锋，保障煤矿安全生产

工作面顶板灾害是煤矿生产的一种常见事故，较易引发水害、瓦斯及煤尘爆炸、采空区发火等次生灾害，带领团队攻克煤矿顶板灾害治理难题，是徐刚及其团队近年来的又一项重要科研任务。

随着煤矿技术改革的不断深入，工作面支护装备能力不断加强，煤矿技术人员更容易忽视工作面顶板灾害。陕西省某煤矿综放工作面发生大面积切顶压架事故，顶板裂隙导通洛河阻水引发水害，如同水帘洞般的现场是徐刚工作以来见过最惨烈的情景，工作面装备全部报废；因未解决引发顶板灾害的根本原因，此后相邻接续工作面又多次发生大面积切顶压架，又导致采空区发火，工作面全部封闭，直接经济损失达3亿元。焦头烂额的矿方通过渠道联系徐刚前往现场支援。踏入该矿时正值傍晚时分，一下车他就前往调度室查看近期的矿压数据，并在招待所分析到深夜。第二天的现场交流会上，徐刚以前一晚分析的数据为凭据，简明扼要地阐明了工作面大面积切顶压架的原因，并提出初步解决方案。切中要害的分析使得矿方耳目一新，并得到他们的高度认可。随后，双方建立了深入的合作关系。徐刚带领团队从工作面设计，到设备选型、监测预警、回采管理等方面展开了深入细致的工作，控制住了后续顶板灾害事故，最终“啃下这块难啃的骨头”。

从工作面顶板灾害的数据分析中，徐刚探寻到了研究的动因、目的和意义。他在忙碌的时间里，再次切割出一块分给了顶板灾害数据分析，由此开启了煤矿顶板灾害事故的致灾机理、致灾因素、预警指标、监测与处置等成套技术的长期攻关研究。矿压数据曲线就像人的心电图曲线，时刻体现出工作面支架的工作状态，对防治顶板灾害非常重要。起初，煤矿顶板灾害监测的难点集中在冗余数据的干扰和关键数据的缺失上。为攻克这一难题，徐刚团队独辟蹊径，提出“定时定值”的对策，把多年积累的矿压相关理论以算法和模型的形式融入到了矿压监测预警系统中，极大降低了矿压数据分析的门槛和难度，减少了矿方技术人员数据分析的工作量。目前，这套预警系统已经广泛应用于陕西、山西、内蒙古等矿区中，得到用户的广泛好评。

实践出真知，对每一次实践的机会，徐刚都会认真对待，“做一个项目，自己就要从中学到东西，技术要得到进步”，这是他一步一步成长蜕变的秘诀，将每一次实践视为进步阶梯，不惧怕困难，永远不停止前进，是他对自己的高要求，也是对团队的严要求。

开拓创新，接续奋斗“绿水青山”

谁说煤炭行业是“傻大黑粗”？徐刚对此愤愤不平。投入煤矿研究近20年，从最初带着“情绪”走进煤矿专业，到一步步适应煤矿，再到对煤矿情有独钟，他的生活、工作已经融入到了“煤炭”里。

“煤炭为祖国的经济建设作出了巨大的贡献，它为国家提供了50%～80%的能源。就算在国家倡导绿色能源战略的今天，煤炭的作用仍不容小觑，伴着与煤炭行业一同成长的还有一系列煤炭开采技术。如今，我国煤炭开采技术就像5G、高铁、航天技术一样，走在了世界前列。”每每说起自己的事业，徐刚总是充满自豪，对这些先进技术也如数家珍，“现在，我们国家在超大采高和特厚煤层放顶煤开采技术、深部巷道支护开采技术、地面瓦斯抽采技术、井下深孔压裂技术、工作面顶板灾害防治技术等方面，都是处于世界领先地位的”。

但徐刚也常感慨于取得今天成绩的不容易，有太多值得回味的历程。他刚到开采所采煤室时，研究室只有10人左右，一年业务量几百万，研究方向单一。20多年过去，所里年产值已经发展到上亿元，科研及业务方向涉及采煤方法、冲击地压防治、充填开采、微震监测、矿山压力与岩层控制、软件开发、工程施工等。他们围绕煤矿安全绿色高效开采技术、工作面顶板灾害防治技术、冲击地压成套防治技术等，以煤矿实际问题为导向开展相关研究，也涌现出了一批在煤炭行业有影响力的青年人才，他们在不同专业方向引领行业发展，为中国煤炭的转型之路，中国绿水青山的可持续性发展，注入了一针又一针强心剂。

走过一道道弯，收获了积累和成长。今天，徐刚和他身边这群奋战在煤炭改革一线的科技工作者，再一次迎来了祖国的召唤。伴随着“碳达峰、碳中和”国家战略的实施，迎着冲锋的号角，他们再次踏上征程。徐刚说：“这是我们的机遇，我们将根据国家的要求，创新研究相关技术和装备。近4000座煤矿搞智能化，这个容量和挑战是非常大的。同时，碳中和主要是把化石能源在利用过程中产生的碳有效利用或转化，现在的技术还不成熟，成本比较高，我们集团是全球唯一一家涉煤炭全产业链的企业，涵盖了勘探、设计、建设、开采、运营、利用各个环节。前几个环节处于国内甚至世界领先地位，但在利用环节相对比较弱。因此，可以借此机会，加大投入，大力发展煤的洁净利用，研发碳中和相关技术。”

对自己的未来，徐刚说得最多的一句话就是“努力奋斗，顺其自然”。他说现在拥有的一切都是这个国家、这个行业、这个单位给的。他不会再去刻意追求什么“身外之物”，只有一个心愿：“单位把这个所交到了我的手里，这个责任不小，我会勤勤恳恳、脚踏实地把这个所带好。”朴实无华的言语折射了他的性格，也昭示着他未来和团队的绿色煤炭发展创新之路，会脚踏实地地走下去。

中煤科工开采研究院有限公司采矿所团队合影