突破技术壁垒为煤炭开采注入安全绿色动力——记山东科技大学安全科学与工程学科

◎ 《当代矿工》杂志 朱晓莉 李锦 山东科技大学 刘震

山东科技大学校区

安全科学与工程是对安全领域中各种问题和风险科学处理和规划，通过分析现象和情况，采用预防和控制措施，保障人类生命健康和财产安全的学科。山东科技大学安全科学与工程学科始创于1960 年，现有安全科学与工程一级学科博士/硕士点、博士后科研流动站，生态环境安全交叉学科博士点，在第五轮学科评估中实现高水平学科突破，各项指标均稳居国内外同类学科一流行列。

图1 安全科学与工程学科发展历程

合作共赢

历史悠久 建设高水平学科

安全科学与工程学科按照“四个面向”要求，在粉尘职业安全健康防护、火灾科学与热动力灾害防治、地下工程灾害防治理论与技术、安全与应急管理工程等领域开展了卓有成效的工作，全面服务国家能源安全、黄河国家战略、平安中国建设、山东省八大发展战略等国家、省重大战略工程。近年来，学科在师资、教学研平台、科研成果和人才培养等方面获得了长足发展。

素质过硬的教师队伍：学科现有中科院院士1 人，日本工程院院士1 人，“万人计划”、国家杰青等国家级人才9 人，其他省部级人才15 人。现有教育部科研创新团队、泰山学者优势特色学科人才团队、省黄大年式教师团队、省优秀科研创新团队、省优秀研究生导学团队各 1 个；另外，有省青创科技团队10 个、省青创人才引育团队8 个。

坚实的教学科研平台：安全工程专业为国家一流本科专业，三次通过工程教育专业认证，入选教育部卓越工程师计划、获批国家一流本科课程等13 项国家级教学质量工程，首位获国家教学成果二等奖3 项；建有矿山灾害预防控制教育部重点实验室、111 引智基地等省部级以上平台13 个。

特色鲜明的学科方向：粉尘职业安全健康防护、火灾科学与热动力灾害防治、地下工程灾害防治理论与技术、安全与应急管理工程学科方向，产出系列标志性成果，研发了我国首台煤安认证的矿用混凝土喷射机等湿式喷射设备，用于粉尘职业健康防护；研制深部底板突水灾变演化试验平台，填补了国际深地突水灾变模拟技术空白。

安全进社区

雄厚的科研创新实力：近5 年获批国家重点研发计划等国家级项目44 项、省部级项目48 项，经费3.6 亿元；获国家科技进步二等奖1 项、省部级政府奖励19 项；授权发明专利275 项，转化530 余万元；发表SCI 收录论文415 篇，出版著作、教材37 部。

高水平的人才培养质量：坚持立德树人，培养具有高度社会责任感、优良科研道德和独立从事创造性科技研发的高水平研究型人才；累计培养博士70 名，硕士695 名。近5 年获省部级以上科技竞赛奖励等500 余项；省优博、优硕论文6 篇，省优秀科技成果9 项等；吸引了贵州大学、太原理工大学等院校考生，生源数量与质量稳步提升。

广泛的国内外影响力：近年来，学科承担安全专业技能培训3400 余人次，安全应急科普教育惠及32 万人次。职业安全健康防护专家程卫民教授任中国煤炭学会首席科学传播专家；张延松教授多次承担国家重大安全事故调查任务；蒋宇静院士为地下工程灾害防控领域国际顶级专家，任权威期刊RMRE 副主编。

立德树人 培育复合型人才

在人才培养中，学科秉承立德树人、知识传授和科学研究并重的办学理念，致力于培养具有理论知识、实践能力和创新能力的综合人才，为国家能源、矿山等行业的安全绿色开采和企业、城市的安全高效运营作出贡献。具体措施如下：

师德师风长效建设机制

贯彻落实习近平总书记提出的“四有好老师”“四个引路人”“四个相统一”等要求，形成了理论武装、能力提升、典范引领和考核评价为主的师德师风建设长效机制。以“国家级教学名师”为代表的先进典型不断涌现：“国家级教学名师”程卫民教授获批国家级一流课程2 门、国家级教学成果二等奖3 项、“山东省高等学校黄大年式教师团队”；学科教师争做“四有好老师”，荣获“全国煤炭教学名师”、“山东高校十大师德标兵”、“齐鲁最美教师”提名奖、“山东省先进工作者”、“山东省教学名师”等称号。

理论和实践相结合

学科建设重视实践能力的培养，强调“理论联系实际”，将专业知识紧密联系到真实的安全环境，培养学生在实际工作中的能力。学生必须参加实验、实践和实习等活动，接触实际工作中的安全问题。秉承知行合一、躬行实践的精神，先后有800 余人次参加暑期“三下乡”等社会实践、志愿服务活动，博士研究生挂职基层助力地方发展；“红心燃梦”团队获评团中央全国大学生暑期社会实践优秀团队，优秀学生代表孟千翔参加中国科协主席万钢与山东大学生见面会并发言等。

注重培养学生的创新和创业精神

学科建设在培养专业人才的同时，也注重激发学生的创业能力，为学生提供平台和机会，鼓励他们积极投身于各种创新创业活动中，拓展个人的思路和创新思维。学科建设注重将创新集成于专业教学、工程实践和科研实验中。学科秉承尚学求真、笃研创新的精神，培养研究生 75 余人次先后获省部级及以上荣誉奖励（山东省优秀博士、硕士论文、优秀科技成果奖等）；ESI 高被引论文 89 篇，SCI及 EI 论文 400 余篇，国内外发明专利 200 余项；国家级、省级竞赛奖励 500 余项 (“挑战杯”全国一等奖、“创青春”山东省金奖等)。

校园一角

国际化办学

积极推进与美国西弗吉尼亚大学、加拿大麦吉尔大学、日本长崎大学等外国著名学府的教育和科研合作，引进国际一流的导师、国际先进科技知识等优质教育资源，提升学生的国际视野，近5 年先后资助 11 名博士和 32 名硕士赴国外名校学习交流（日本长崎大学、加拿大里贾纳大学、澳大利亚新南威尔士大学、加拿大麦吉尔大学等）；47人次在校研究生受邀参加安全、矿业等相关国际学术会议交流。

通过以上措施，毕业生获得了职业高质量发展。50 余名毕业生扎根于矿业、能源、高校和国家机关等部门，成为国家“百千万人才工程”专业技术拔尖人才、国务院特殊津贴专家、总工程师、高校博导等人才，为国家和社会经济发展作出重要贡献；30 余名毕业生服务于西部地方政府、乡镇农村和企事业单位的基层一线，获得优秀共青团员、三八红旗手、中国能源年度人物等荣誉称号，成为基层成长、成才的先进典型。

强化创新 打造核心竞争力

近5 年，安全科学与工程学科承担包括国家重点研发计划、国家自然科学基金等在内的国家级项目56 项、省部级项目48 项，国家级项目纵向经费达6318 余万元；承担企业委托项目200 余项，总经费7543 余万元；发表SCI 及EI 论文415 篇（其中ESI 高被引论文89 篇、热点论文10余篇）；获国内外授权发明专利275 项；获包括国家科技进步二等奖在内的国家级、省部级科技奖励48 项。取得了一系列创新性代表成果，具体如下：

春满校园

聚焦科技前沿，破解粉尘职业防护核心技术难题

提出了宏细观粉尘预测分析法，揭示了采掘面宏观粉尘团及细观颗粒群扩散污染机制；突破了综掘面全断面风幕控尘关键技术，研创了小型化风雾双幕协同增效控除尘成套装备；发明了矿用混凝土喷射机（我国首台煤安认证）及强制搅拌机、喷射辅助机械臂等设备；提出了交变-脉冲注水及局部雾化封闭技术，形成了综采面时空一体化减除尘关键技术及装备。

成果被《煤矿安全规程》采纳，主持制定《煤矿用混凝土喷射机通用技术条件》《喷浆机械手》和《喷射混凝土回弹率测定试验方法》等国家及行业标准。核心技术入选科技部“安全生产先进适用技术与产品目录”，在神华、山能等企业127 对矿井推广应用，新增销售额86.7 亿元，成果获山东技术发明奖一等奖等省部级一等奖4 项。

围绕行业共性难题，突破深部矿井突水灾害防控瓶颈

建立了深部岩体结构形变演化底板突水致灾动力学模型，揭示水-岩-应力相互作用致灾机理；自主研发了深部采动底板突水灾变试验平台，填补了深部开采多场耦合试验及突水灾变模拟试验技术的空白；研发了以控制散面裂隙扩展、断层滑剪诱发突水为目标的底板隔水层加固与含水层改造局部注浆治理技术及新型注浆材料与装备，提出了基于不同充水水文地质特征的注浆加固方法。

成果在开滦集团、冀中能源集团、山东能源集团等承压水威胁严重矿井进行了成功推广应用，安全采出原煤3228.8 万吨，新增产值130.3 亿元。推动了我国深部开采突水动力灾害预防与控制技术发展，成果获2017 年度国家科技进步二等奖等省部级以上奖励10 余项。

服务国家重大工程，推动经济社会和国防科技发展

图2 山东科技大学完成的重大科研项目

暑期“三下乡”社会实践

攻克了复杂条件下非完整岩体稳定控制关键技术难题，发明了岩体稳定性控制技术体系。研究成果成功应用于我国首座地下石油储备库、黔恩高速隧道群等工程中，避免了围岩大变形、大体积塌方和透水等灾害事故发生，获山东省技术发明一等奖。

在岩土体预应力锚索锚固力损失机理、受力状态监测技术与装备等进行科技攻关，研究成果成功应用于港珠澳大桥、北京大兴机场、我国首次下穿黄河公轨两用隧道(济南黄河隧道)、沪昆高铁、广州地铁等工程，获省部级一等奖等奖励3 项。

围绕爆破有害效应防控开展研究，突破多项海底隧道施工技术瓶颈，研究成果成功应用于国内最大断面过海地铁隧道-青岛1 号线，创造了地铁隧道浅眼弱爆破的最低振速纪录，并承担中央军委科学技术委员会项目。

发挥安全学科优势，助力高校复学疫情防控

学科团队原创制作了五期《高校复学新冠肺炎疫情防控系列讲座》，该讲座在央视新闻、央视频、山东教育电视台等平台播出后受到广大师生和社会大众好评，也为全省教育系统提升新冠肺炎疫情防控应急能力提供强有力的技术保障；

学科与山东省教育厅、山东省教育电视台联合录制五期《新课堂·同心战“疫”》高校复学规范培训特别节目，节目在播出当天收视率是平时3 倍，五期节目总浏览量近400 万。

打造安全应急管理平台，推动社会公共与公益服务

青岛市应急管理局、青岛海丽雅集团共建国内首家“体验式”应急安全教育培训中心，在全国范围内开创了“体验实操式”应急安全培训模式，累计受众达30 余万人次；与山东省教育厅共建山东省学校应急教育中心，大中小学组织开展安全应急教育培训，累计培训相关人员1200 余人次；先后为山能集团、山东省地矿局等企事业单位开展培训，受训人员累计 2200 余人次；

以学科带头人程卫民教授为组长的学科骨干教师承担了《中国大百科全书》安全学科卫生工程与技术条目的编写工作，3 人荣获中国煤炭学会科学传播专家称号。

山东科技大学研究成果被应用于港珠澳大桥建设