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傳承工匠精神，創(chuàng)新支護(hù)技術(shù)記中煤科工開采研究院綜采工作面支護(hù)技術(shù)與裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)

中煤科工開采研究院有限公司（原1957年成立的煤炭科學(xué)研究總院北京開采所）是隸屬于中國煤炭科工集團(tuán)的二級(jí)高科技企業(yè)，下屬開采裝備技術(shù)研究所是我國綜采工作面支護(hù)技術(shù)與裝備研發(fā)專業(yè)機(jī)構(gòu)，是最早開拓我國煤礦綜合機(jī)械化支護(hù)技術(shù)、裝備研發(fā)與工程實(shí)踐的“國家隊(duì)”，承擔(dān)著國家煤炭工業(yè)液壓支架及支護(hù)技術(shù)歸口任務(wù)，曾率先研發(fā)各類液壓支架新架型和成套支護(hù)技術(shù)，一直推動(dòng)著我國綜采工作面支護(hù)技術(shù)與裝備的創(chuàng)新和變革，承擔(dān)并完成了全國70%以上煤礦的綜采工作面總體配套和液壓支架設(shè)計(jì)任務(wù)，主導(dǎo)建立了我國綜采、綜放、充填開采成套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，研發(fā)的液壓支架及成套產(chǎn)品、技術(shù)出口至美國、德國、澳大利亞、俄羅斯、孟加拉、印度和烏克蘭等世界主要產(chǎn)煤國家，推動(dòng)了我國煤炭開采效率、生產(chǎn)能力和安全保障水平超過并引領(lǐng)國內(nèi)外工作面支護(hù)技術(shù)裝備的發(fā)展方向。

60多年的科技創(chuàng)新和工程實(shí)踐，綜采工作面支護(hù)技術(shù)與裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)積淀了雄厚的綜合科技實(shí)力，形成了院士領(lǐng)軍，研究員、博士和博士后為主體的高層次專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，在不同煤層條件開采技術(shù)領(lǐng)域取得數(shù)百項(xiàng)國家級(jí)重大科技成果，承擔(dān)了本領(lǐng)域主要的國家重點(diǎn)科技攻關(guān)任務(wù)，奠定了開采裝備技術(shù)領(lǐng)域綜合實(shí)力最強(qiáng)研究團(tuán)隊(duì)的地位。目前，由中國煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家李明忠研究員（現(xiàn)任開采裝備技術(shù)研究所所長）為學(xué)術(shù)帶頭人的40余人科研隊(duì)伍中，60%以上是博士學(xué)位獲得者，專業(yè)涵蓋了采礦工程、機(jī)械工程、信息工程等，研究方向包括工作面支護(hù)理論、技術(shù)研發(fā)和裝備設(shè)計(jì)等，具備理論攻關(guān)、技術(shù)研究、裝備開發(fā)和工程示范全流程的工作面支護(hù)問題的解決能力。

開拓創(chuàng)新引領(lǐng)變革  填補(bǔ)支護(hù)領(lǐng)域空白

王國法，中國工程院院士，煤炭開采技術(shù)與裝備智能化專家，是該創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的開拓者，自80年代中期就參與了中國煤炭綜采技術(shù)和裝備引進(jìn)、消化、國產(chǎn)化研制和試驗(yàn)的全過程。在30多年的職業(yè)生涯里，王國法院士一直努力做好一件事情——煤炭安全高效綠色開采技術(shù)與裝備的研發(fā)和工程實(shí)踐。王國法院士主持研發(fā)的首套智能化無人開采技術(shù)與裝備及工程示范，徹底改變了千百年來煤礦靠人工作業(yè)的高危生產(chǎn)方式。他用堅(jiān)定的信念鼓舞著一批批青年人，帶領(lǐng)著團(tuán)隊(duì)不斷前進(jìn)，作為團(tuán)隊(duì)的引路人，他深知青年人才是科技創(chuàng)新的主力軍，是希望之星。王國法院士說：“不是因?yàn)橄矚g而選擇煤炭行業(yè)，而是因?yàn)檫x擇而愛上了煤炭事業(yè)。一次選擇，一生無悔。我敬佩煤炭工人特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗的精神，我喜愛煤炭人甘于奉獻(xiàn)、敢于創(chuàng)新的品格。”

“作為工作面支護(hù)技術(shù)與成套裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，我們要做的就是不斷創(chuàng)新，與時(shí)俱進(jìn)，推動(dòng)煤礦工作面支護(hù)技術(shù)與智能化建設(shè)新發(fā)展。”現(xiàn)任綜采工作面支護(hù)技術(shù)與裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人李明忠研究員自信地說。李明忠，全國煤礦系統(tǒng)“大國工匠”獲得者，為了不斷突破綜采支護(hù)技術(shù)創(chuàng)新的“天花板”，李所長不是在出差，就是在出差的路上，20年來，他的足跡幾乎遍布全國的主要礦區(qū)，“卡脖子”關(guān)鍵技術(shù)的突破使煤炭開采技術(shù)與裝備從跟跑、并跑逐漸發(fā)展到領(lǐng)跑，一直持續(xù)引領(lǐng)著我國煤礦綜采工作面支護(hù)技術(shù)的發(fā)展與變革。

綜采工作面支護(hù)技術(shù)與裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)持續(xù)30多年致力于綜采工作面支護(hù)與液壓支架技術(shù)理論的研究和實(shí)踐，建立了綜采工作面支護(hù)與液壓支架技術(shù)理論體系框架，解決了這一階段因液壓支架與圍巖作用規(guī)律不明、理論和設(shè)計(jì)方法空白、無法合理確定支架參數(shù)、綜采系統(tǒng)無法適應(yīng)復(fù)雜變化地質(zhì)條件的難題。基于大量現(xiàn)場實(shí)測，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)綜采礦壓理論僅考慮支架與頂板壓力作用的局限性，提出了液壓支架與圍巖耦合原理，建立液壓支架與圍巖耦合模型。液壓支架要支得住、走得動(dòng)，必須與圍巖實(shí)現(xiàn)有效的強(qiáng)度耦合、剛度耦合和穩(wěn)定性耦合。創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)闡述了液壓支架合理工作阻力、臨界護(hù)幫力和支護(hù)系統(tǒng)穩(wěn)定性控制策略，提出液壓支架系列型譜和工作面支護(hù)系統(tǒng)液壓支架群組的自組織協(xié)同控制方法，將支護(hù)系統(tǒng)群組自組織協(xié)同控制分解為圍巖自適應(yīng)控制和隊(duì)列保持推進(jìn)控制兩個(gè)控制線程，為解決特厚煤層、薄煤層、大傾角煤層綜采難題提供了理論和技術(shù)支撐。

扎根一線持續(xù)創(chuàng)新  腳踏實(shí)地服務(wù)煤礦

依靠現(xiàn)場搞“落地”創(chuàng)新，做煤炭行業(yè)“上山下鄉(xiāng)”的科技工作者，是這個(gè)團(tuán)隊(duì)一直以來的慣例。張金虎坦言研究生剛一畢業(yè)就被派往技改煤礦的經(jīng)歷是他“一生的財(cái)富”。張金虎講述說：“在煤礦現(xiàn)場的兩年間，每天凌晨5點(diǎn)與煤礦工人一起下井、共同工作、一起生活的經(jīng)歷，讓我了解到科技創(chuàng)新的本源需求，更讓堅(jiān)信唯有堅(jiān)持不斷的科技研發(fā)與創(chuàng)新，才能降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高開采效率和品質(zhì)。”從那時(shí)起，他養(yǎng)成了與煤礦工人嘮嗑聊天的習(xí)慣。“張師傅，放煤的時(shí)候你覺得‘卡脖子’的地方在哪里？如果我把液壓支架尾梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)成三級(jí)機(jī)構(gòu)是否可以改善卡堵問題呢？”“李師傅，打護(hù)幫板時(shí)你是怎么判斷是否到位的？如果設(shè)計(jì)以接觸傳感器觸發(fā)的裝置是不是可以監(jiān)測操作質(zhì)量？” 所有的科技創(chuàng)新都不是空中樓閣，自足國情，面向現(xiàn)場、面向需求的創(chuàng)新才更有生命力。這些來自基層的訴求，真真切切融進(jìn)了我國自主研發(fā)的技術(shù)裝備中，在一個(gè)個(gè)綜采工作面發(fā)揮著巨大作用，當(dāng)初那個(gè)善于傾聽的少年通過持續(xù)不斷的國產(chǎn)技術(shù)與成套裝備自主研發(fā)，也成長為團(tuán)隊(duì)骨干，成功入選中國科協(xié)青年人才托舉工程，榮獲第三十屆孫越崎青年科技獎(jiǎng)。

九尺之臺(tái)起于累土。一次次扎根現(xiàn)場的深入交流，一點(diǎn)點(diǎn)聯(lián)系實(shí)際的科技創(chuàng)新，為我國綜采支護(hù)技術(shù)與裝備的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)成員年平均出差時(shí)間200天以上，從清晨到清晨的通宵達(dá)旦，從凌晨到凌晨的星夜兼程，每一分每一秒都詮釋了專注開采的初心，每一腳每一步都貫徹著追求卓越的使命。團(tuán)結(jié)、拼搏、求實(shí)、創(chuàng)新、忠誠、奉獻(xiàn)，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在實(shí)踐中踐行著投身科研的初心，奉獻(xiàn)著奮斗的青春，履行著創(chuàng)新的使命。

創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)基于多年來的持續(xù)研發(fā)，已形成較完整的液壓支架系列型譜，1.1~1.3米薄煤層長工作面超大伸縮比液壓支架與成套設(shè)備實(shí)現(xiàn)了世界最低采高的高效智能化生產(chǎn)，45度大傾角工作面“自撐—底推—鄰拉—頂擠”大采高液壓支架實(shí)現(xiàn)了“開采禁區(qū)”的安全高效開采，6~8米超大采高綜采突破了國際幾十年來的開采上限，20米煤層一次開采顛覆了傳統(tǒng)行業(yè)認(rèn)知……這些都在引領(lǐng)國內(nèi)乃至世界煤炭開采支護(hù)技術(shù)與裝備的發(fā)展。

堅(jiān)持創(chuàng)新協(xié)調(diào)發(fā)展  引領(lǐng)智慧煤礦建設(shè)

宏圖偉業(yè)需要一筆一筆描繪，工匠精神需要一代一代傳承。剛剛參加工作不久的于翔感受頗深：“開始我對(duì)我的工作并沒有什么概念，感覺支架設(shè)計(jì)大同小異，無非就是照葫蘆畫瓢，畫圖時(shí)也是跟著感覺走，覺得怎么省事怎么畫，對(duì)焊接工藝、加工工藝更是一知半解。直到來到1000米深的井下，看到因高溫而赤膊工作的煤礦工人，我才深刻了解到我在CAD上畫的每一條線都可能決定現(xiàn)場煤礦工人的勞動(dòng)強(qiáng)度甚至生命。”如何通過技術(shù)創(chuàng)新降低煤礦工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高煤礦生產(chǎn)效率，讓煤礦工人有更多幸福獲得，讓煤炭企業(yè)實(shí)現(xiàn)更多價(jià)值創(chuàng)造，是團(tuán)隊(duì)一以貫之的努力目標(biāo)。

習(xí)近平總書記說：“一個(gè)地方、一個(gè)企業(yè)，要突破發(fā)展瓶頸、解決深層次矛盾和問題，根本出路在于創(chuàng)新，關(guān)鍵要靠科技力量。”能源革命的根本出路在技術(shù)創(chuàng)新。進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展階段，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)敏銳捕捉發(fā)展方向，積極向國家部委建言獻(xiàn)策，推動(dòng)煤炭行業(yè)由傳統(tǒng)向智能轉(zhuǎn)變。2020年3月，由國家發(fā)改委、能源局、應(yīng)急部、煤監(jiān)局、工信部、財(cái)政部、科技部、教育部8部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》。煤礦智能化作為我國煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，已成為行業(yè)廣泛共識(shí)，特別是作為煤礦智能化核心功能區(qū)域的綜采工作面，其智能化水平?jīng)Q定了煤礦智能化的最終效果。基礎(chǔ)研究是科技創(chuàng)新之源。目前，創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)承擔(dān)著國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目6項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金3項(xiàng)，山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃2項(xiàng)，預(yù)期3~5年內(nèi)將有新一批的科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)入實(shí)施，為煤礦高質(zhì)量發(fā)展賦能。

2020年5月，于翔作為設(shè)計(jì)師參加全國首個(gè)千米深井大采高超長工作面安全改造項(xiàng)目驗(yàn)收，遇到了礦上的領(lǐng)導(dǎo)，一見面他就高興地說：“你們?cè)O(shè)計(jì)的支架真好，推進(jìn)到現(xiàn)在一點(diǎn)問題沒有，采高已經(jīng)超過6米了，這在全世界也是首次??！”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)成功通過應(yīng)用液壓支架自適應(yīng)群組支護(hù)、支護(hù)質(zhì)量在線監(jiān)測和可視化平臺(tái)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了勞動(dòng)強(qiáng)度的降低。

圖紙上是一橫一豎的條條線段，而到了煤礦這就是在1000米深的井下保障礦工生命安全的支架。撐起煤礦工人綜采工作面安全作業(yè)的天，中煤科工開采研究院綜采工作面支護(hù)技術(shù)與裝備創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)幾代人，一輩子就為了做好工作面支護(hù)這一件事，未敢停歇。