煤炭工業(yè)的發(fā)展史,就是煤炭科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步史。從鎬刨锨鏟到打眼放炮再到綜掘綜采,從肩扛手提到毛驢小車再到皮帶運(yùn)輸,每一點(diǎn)進(jìn)步,都凝聚了煤炭科技人員的心血和汗水。
2016年6月2日,中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)第九次全國(guó)代表大會(huì)表彰了10位"全國(guó)杰出科技人才",中國(guó)科學(xué)院院士中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)教授、礦山工程巖體力學(xué)專家何滿潮是煤炭行業(yè)唯一的獲獎(jiǎng)?wù)摺?月上旬,記者在位于北京的中國(guó)礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室采訪了他。
挑戰(zhàn)命運(yùn)
何滿潮1956年5月出生在河南省靈寶市的一個(gè)農(nóng)民家庭,家里兄弟姐妹6個(gè),他排行老二。在他小的時(shí)候,因?yàn)榧依锔F,每年青黃不接時(shí)都是吃了上頓沒下頓。為了不讓他們兄弟姐妹餓肚子,父母總是把僅有的一點(diǎn)口糧留給他們。困苦的生活經(jīng)歷深深刺痛了何滿潮,溫良平和的外表下躍動(dòng)起一顆勇于挑戰(zhàn)的心,他要改變現(xiàn)狀,他要知識(shí)挑戰(zhàn)生活、挑戰(zhàn)命運(yùn)、挑戰(zhàn)人生、挑戰(zhàn)一切艱難困苦。
這種信念讓何滿潮有了努力的方向,勤奮刻苦使他的成績(jī)一直保持優(yōu)異,村里人都把他看成"讀書的苗子",父母也傾盡全家之力供他讀書。"再窮,也要讓孩子上學(xué)!"這是他父親生前最常說的一句話,也是他們家多年來一直固守的家風(fēng)。
何滿潮嗜書如命,每天晚上都趴在被窩里抱著一個(gè)小煤油燈看書。母親心疼兒子,不讓他晚上看書,他就想了一個(gè)辦法,用玉米葉子把煤油燈罩起來,這樣燈光昏暗,母親發(fā)現(xiàn)不了,他就能多看一會(huì)書了。
1973年,17歲的何滿潮從靈寶市第五中學(xué)高中畢業(yè)后,卻一直沒有放下手中的書。1977年恢復(fù)高考后,他順利考入長(zhǎng)春地質(zhì)學(xué)院水工系工程地質(zhì)專業(yè),完成四年的本科學(xué)習(xí)后,成為學(xué)校首屆工程地質(zhì)專業(yè)唯一的碩士生。 之后,他又以優(yōu)異的成績(jī)考入中國(guó)礦業(yè)大學(xué)攻讀博士、博士后。
何滿潮致力于礦山工程巖體大變形災(zāi)害控制理論和技術(shù)的研究和實(shí)踐,建立了以軟巖變形力學(xué)機(jī)制為核心的軟巖工程巖體力學(xué)理論與支護(hù)技術(shù)方法。作為第一完成人,他和他的團(tuán)隊(duì)先后獲得國(guó)家科技發(fā)明獎(jiǎng)1個(gè)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)3個(gè)、國(guó)家專利獎(jiǎng)28個(gè),在國(guó)際上享有盛名,每年都有大批外國(guó)專家到他的實(shí)驗(yàn)室訪問交流。鑒于他在所研究領(lǐng)域取得的成就,2011年,比利時(shí)MONS大學(xué)校長(zhǎng)Calogeroconti教授授予他榮譽(yù)博士學(xué)位。
現(xiàn)在,何滿潮擔(dān)任中國(guó)礦業(yè)大學(xué)深部巖土力學(xué)與地下工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任,兼任國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)中國(guó)國(guó)家小組主席、中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)軟巖工程與深部災(zāi)害控制分會(huì)理事長(zhǎng),是國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目首席科學(xué)家、國(guó)家973計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家,并曾獲得國(guó)家杰出青年基金。
挑戰(zhàn)權(quán)威
讀研究生期間,導(dǎo)師建議何滿潮去做滑坡方面的研究。于是,從1982年開始,他便開始研究煤礦滑坡問題。撫順西露天煤礦是一個(gè)上百年的老煤礦,曾發(fā)生滑坡100多次。當(dāng)時(shí),露天礦坑長(zhǎng)約10公里,寬約6公里,深度達(dá)300米,非常巨大,旁邊就是石油廠、水泥廠、電廠。這些工廠對(duì)邊坡變形都非常敏感,其中的石油廠是我國(guó)的第一個(gè)煉油廠,其特點(diǎn)就是高溫、高壓、高濃度、易燃、易爆、易中毒,邊坡一旦變形,會(huì)導(dǎo)致管道斷裂,很多可燃性氣體就會(huì)溢出爆炸。
鄧小平同志親自批復(fù)撫順西露天礦的邊坡改造計(jì)劃,并列為中美合作項(xiàng)目,由美國(guó)公司請(qǐng)來國(guó)際上最具權(quán)威的高爾德(音譯)公司的專家完成設(shè)計(jì)工作。1985年,項(xiàng)目改造完成并投入使用,但是何滿潮卻在不經(jīng)意間發(fā)現(xiàn)了高爾德公司設(shè)計(jì)上的缺陷,并向權(quán)威改起了挑戰(zhàn)--他的研究生論文內(nèi)容便是"高爾德公司設(shè)計(jì)的失誤",結(jié)論是如果按照高爾德公司的設(shè)計(jì)進(jìn)行邊坡改造,在之后的幾十年開采過程當(dāng)中,會(huì)出現(xiàn)7個(gè)危險(xiǎn)區(qū)、21個(gè)滑坡。 1986年12月,他又發(fā)表了《撫順西露天礦北幫邊坡穩(wěn)定性分析》,文章詳細(xì)預(yù)測(cè)和描述了撫順西露天礦在哪里會(huì)發(fā)生滑坡,在哪里會(huì)連續(xù)發(fā)生滑坡,滑坡發(fā)展的方向,會(huì)扭斷哪些鐵路干線。1987年4月28日到5月6日,撫順西露天礦連續(xù)發(fā)生6次滑坡,導(dǎo)致石油廠地面變形,10個(gè)車間停產(chǎn)停工,這與何滿潮的預(yù)測(cè)基本吻合。于是,石化部領(lǐng)導(dǎo)找到他,希望他幫助解決這個(gè)問題,并投入了44.5萬元的科研經(jīng)費(fèi),列為石化部的攻關(guān)項(xiàng)目。此后,何滿潮堅(jiān)守在一線,對(duì)撫順西露天礦邊坡進(jìn)行了物理模擬、數(shù)值模擬、定力測(cè)量、物理勘探測(cè)量,經(jīng)過科學(xué)推算和反復(fù)實(shí)驗(yàn),終于解決了這一難題,并獲得了教育部的嘉獎(jiǎng)。
挑戰(zhàn)災(zāi)害
隨著礦產(chǎn)資源開采及山區(qū)工程開發(fā)活動(dòng)的增強(qiáng),崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害大有愈演愈烈之勢(shì)。如何實(shí)現(xiàn)安全開采,對(duì)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào),其重要性和必要性日益凸顯。何滿潮經(jīng)過反復(fù)調(diào)研,構(gòu)思了整個(gè)智能系統(tǒng)框架,并率領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)研制出新型高科技監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。這一新技術(shù)的研發(fā),不僅為滑坡災(zāi)害防治贏得了時(shí)間,也為巖土工程研究和滑坡災(zāi)害防治提供了科學(xué)依據(jù),開辟了一條新的途徑。運(yùn)用該技術(shù)先后對(duì)內(nèi)蒙古平莊西露天煤礦邊坡、西氣東輸工程延安段重點(diǎn)邊坡、新疆伊犁水電站活動(dòng)性斷層和吉林高速公路邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),均取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益,受到地方政府、礦區(qū)和工程部門的贊譽(yù)。
在一臺(tái)終端連接了全國(guó)各地礦區(qū)邊坡安全狀況全部數(shù)據(jù)的電腦前,何滿潮把鼠標(biāo)停在了本溪鋼鐵集團(tuán)南芬露天鐵礦、靈寶秦嶺金礦等現(xiàn)場(chǎng)的頁(yè)面上。顯示器上監(jiān)控的曲線就像一幅幅心電圖,記錄著每一天系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的滑坡災(zāi)害情況。"它可以提前20天甚至1個(gè)月對(duì)坡面可能發(fā)生的危險(xiǎn)作出預(yù)警,如果監(jiān)測(cè)到危險(xiǎn),系統(tǒng)會(huì)報(bào)警。生產(chǎn)企業(yè)可以根據(jù)監(jiān)控曲線發(fā)出的預(yù)警,及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)計(jì)劃,甚至進(jìn)行必要的撤離,最大限度地避免滑坡造成的不良影響。"何滿潮信心滿滿地介紹。2006年至今,該系統(tǒng)共監(jiān)測(cè)到10次滑坡災(zāi)害,由于處理及時(shí),沒有一次造成人員傷亡,穩(wěn)定狀態(tài)和滑坡災(zāi)害的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)率達(dá)到100%。
自2010年遼寧南芬露天鐵礦采用了這套山體滑坡遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)以來,共發(fā)生7次滑坡災(zāi)害,均被成功預(yù)報(bào),累計(jì)撤出人員220人次,撤出設(shè)備價(jià)值22090萬元,避免了35290萬元的經(jīng)濟(jì)損失。
隨著礦山開采深度的不斷加大,我國(guó)大部分煤礦已進(jìn)入深部開采狀態(tài)。深部高溫?zé)岷Σ粌H影響圍巖力學(xué)性質(zhì),還嚴(yán)重威脅礦井安全生產(chǎn)。何滿潮介紹,開采深度的增加會(huì)使原巖溫度不斷升高,工作面溫度可達(dá)34℃到36℃,相對(duì)濕度達(dá)到95%以上。按照生理學(xué)要求,人體對(duì)高溫的承受能力在30℃以內(nèi),超過就有可能發(fā)生危險(xiǎn)。同時(shí),深部高溫環(huán)境還會(huì)進(jìn)一步誘發(fā)巖體高溫軟化和吸附瓦斯溢出,嚴(yán)重影響深部煤礦的生產(chǎn)安全。
2006年,何滿潮帶領(lǐng)他的團(tuán)隊(duì)在部分煤礦進(jìn)行熱害調(diào)研時(shí),發(fā)現(xiàn)煤礦工作面高溫?zé)岷栴}很普遍。在一口深井里,正在干活的工人都是一絲不掛的,因?yàn)樯砩祥L(zhǎng)滿濕疹沒有辦法穿衣服,每年中曙暈倒的多達(dá)126人次,甚至有工人因搶救無效失去了生命。"我看在眼里,疼在心里,所以才下定決心一定要把深井降溫問題解決好。"何滿潮說。
我國(guó)早在20世紀(jì)50年代初就已經(jīng)開始進(jìn)行礦井降溫系統(tǒng)研究,但一直以來基本上是引進(jìn)國(guó)外制冷機(jī)組,價(jià)格高,能耗大,運(yùn)行費(fèi)用也很高,效果卻不太好。
"我一直在思考,正如瓦斯是'殺手'也是寶貴資源一樣,礦井地?zé)嵋惨欢茏儚U為寶。"何滿潮結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況,原創(chuàng)性地提出以礦井水為冷源進(jìn)行深井降溫的構(gòu)想,利用已有的排水系統(tǒng),通過提取礦井涌水中的冷能,把工作面空氣中的熱量置換出來,再通過泵站排出地表,用全風(fēng)模式提高降溫和除濕效果。經(jīng)過多次試驗(yàn),何滿潮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)的"深部煤礦高溫?zé)岷χ卫砑夹g(shù)及其裝備系統(tǒng)",在數(shù)個(gè)采掘工作面和地面熱能利用工程中均取得了很好的應(yīng)用效果。該系統(tǒng)的另外一個(gè)效果是將提取的熱量在井上充分利用,代替工業(yè)廠區(qū)的燃煤鍋爐,進(jìn)行供暖、洗浴、井口防凍等,真正實(shí)現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能。
該系統(tǒng)先后獲得5項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利獎(jiǎng)和1項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng),技術(shù)水平走在了世界前列。
挑戰(zhàn)常規(guī)
在黨的十八大"科學(xué)引領(lǐng)未來,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展"戰(zhàn)略指導(dǎo)思想的引領(lǐng)下,何滿潮大膽挑戰(zhàn)常規(guī)采煤方法,創(chuàng)新提出"切頂短臂梁"理論和長(zhǎng)壁開采"110-N00"工法變革性技術(shù),即"無煤柱自成巷開采技術(shù)"。
"110"工法又稱切頂卸壓自動(dòng)成巷無煤柱開采技術(shù),即采用恒阻錨索對(duì)巷道頂板加強(qiáng)支護(hù),回采前對(duì)巷道正幫側(cè)頂板定向預(yù)裂,待工作面推過后,在礦壓的作用下,頂板沿預(yù)裂切縫自動(dòng)切落形成巷幫,作為下一個(gè)工作面的順槽二次使用,實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作面一條順槽無煤柱開采。
該工法的應(yīng)用,只需掘進(jìn)1條順槽巷道,另1條巷道通過切頂卸壓自動(dòng)成巷,工作面由"跳采"變?yōu)檫B續(xù)開采,且能夠?qū)崿F(xiàn)Y形通風(fēng),有效降低巷道周期性壓力,降低采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)率約50%,提高資源回收率約10%,保證采掘正常接替,降低事故發(fā)生機(jī)會(huì)和煤炭開采成本,被業(yè)界譽(yù)為"第三次礦業(yè)技術(shù)變革",已被國(guó)務(wù)院〔2016〕7號(hào)文件明確列為煤炭行業(yè)脫貧解困的關(guān)鍵技術(shù)。
挑戰(zhàn)人生
對(duì)于人生的價(jià)值,何滿潮有自己的理解:"人生的意義在于創(chuàng)造剩余價(jià)值,只有創(chuàng)造了剩余價(jià)值,人才有價(jià)值。一個(gè)普通勞動(dòng)者的價(jià)值和一個(gè)科技工作者的價(jià)值區(qū)別在哪?普通勞動(dòng)者生命結(jié)束了,他創(chuàng)造價(jià)值的進(jìn)程也就結(jié)束了。而科技工作者生命結(jié)束了,他創(chuàng)造剩余價(jià)值的步伐卻不會(huì)停止,他所創(chuàng)造的知識(shí)仍然在為社會(huì)創(chuàng)造剩余價(jià)值。"他舉例說明,"正如喬布斯,雖然生命結(jié)束了,但蘋果公司所創(chuàng)造的巨大社會(huì)財(cái)富卻如日中天,創(chuàng)造剩余價(jià)值的步伐越來越快,這就是科學(xué)價(jià)值。我們現(xiàn)在對(duì)研究生進(jìn)行的就是這種教學(xué)。"
在中國(guó)礦業(yè)大學(xué),何滿潮肩負(fù)著科研與教學(xué)兩副重?fù)?dān)。他深知,一個(gè)人的力量是薄弱的,要突破人生價(jià)值的極好,最有效的途徑就是傳承,把自己的知識(shí)、技能、經(jīng)驗(yàn)毫無保留地傳授給青年人,形成團(tuán)隊(duì)。這看似在削弱自己權(quán)威地位的想法,實(shí)則是何滿潮挑戰(zhàn)人生意義、突破人生價(jià)值極限的心儀之舉。
數(shù)十年如一日,教書育人,為人師表,何滿潮自覺堅(jiān)守共產(chǎn)黨人的精神追求,為培養(yǎng)和造就一批具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的學(xué)科帶頭人,建設(shè)一支師德高尚、業(yè)務(wù)精湛、素質(zhì)優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理、富有學(xué)術(shù)活力和創(chuàng)新精神的高水平師資隊(duì)伍不懈努力。多年來,他先后培養(yǎng)博士后、博士和碩士百余名,領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)被評(píng)為教育部?jī)?yōu)秀創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。
何滿潮非常重視引導(dǎo)和鼓勵(lì)他的學(xué)生學(xué)有所用。一次,他一早來到實(shí)驗(yàn)室,卻發(fā)現(xiàn)一位學(xué)生比他更早地坐在那里讀書。上前一看,學(xué)生讀的竟是一本與本專業(yè)關(guān)系較遠(yuǎn)的生物物理學(xué)書籍。他不但沒有責(zé)怪之意,反而與學(xué)生一起閱讀,同時(shí)把學(xué)生認(rèn)為的難點(diǎn)部分手繪了圖解,更是引申到巖土工程領(lǐng)域,給學(xué)生講解兩門學(xué)科的關(guān)系,并為學(xué)生提出了進(jìn)一步思考和研究的方向。
談及教學(xué)理念,這位礦山工程巖體力學(xué)專家的思維大出記者的意料。他說:"阻礙一個(gè)科學(xué)工作者未來成功的思想魔障,是其具有的價(jià)值觀、世界觀、方法論、創(chuàng)造性思維和信息時(shí)代下成才之道的選擇,而不僅僅是所掌握的知識(shí)。研究生教育的核心,應(yīng)該是幫助研究生樹立正確的世界觀、價(jià)值觀和方法論,啟迪研究生培養(yǎng)創(chuàng)造性思維,引領(lǐng)研究生在信息時(shí)代條件下尋找適宜的成才之道。"一位礦山工程學(xué)術(shù)權(quán)威,卻把世界觀、價(jià)值觀作為培養(yǎng)人才的第一標(biāo)準(zhǔn),把思維方式和成才之道的選擇作為造就人才的關(guān)鍵途徑,這看上去有些離經(jīng)叛道,而細(xì)細(xì)品味,方能感悟到其"為誰培養(yǎng)人才、培養(yǎng)什么樣的人才、怎樣培養(yǎng)人才"的赤熱情懷。
"憑一腔熱血,襲兩袖清風(fēng),站三尺講臺(tái),育四方桃李,學(xué)無止盡,開拓創(chuàng)新,永遠(yuǎn)保持共產(chǎn)黨員的本色,將自己的一生貢獻(xiàn)給黨的科學(xué)與教育事業(yè)。"這是何滿潮的人生格言,既樸實(shí)無華,又充滿挑戰(zhàn),更有他矢志不渝直面挑戰(zhàn)的堅(jiān)定信念。
來源:中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)