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    中國煤炭學會

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    科學家精神 | 挑戰者的智慧人生 中國科學院院士、礦山工程巖體力學專家、中國礦業大學(北京)教授何滿潮
    發布時間: 2022年7月6日
    來源: 中國煤炭學會

    煤炭工業的發展史,就是煤炭科學技術的進步史。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輸,每一點進步,都凝聚了煤炭科技人員的心血和汗水。

    2016年6月2日,中國科學技術協會第九次全國代表大會表彰了10位"全國杰出科技人才",中國科學院院士中國科學院院士、中國礦業大學(北京)教授、礦山工程巖體力學專家何滿潮是煤炭行業唯一的獲獎者。7月上旬,記者在位于北京的中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室采訪了他。

    挑戰命運

    何滿潮1956年5月出生在河南省靈寶市的一個農民家庭,家里兄弟姐妹6個,他排行老二。在他小的時候,因為家里窮,每年青黃不接時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口糧留給他們。困苦的生活經歷深深刺痛了何滿潮,溫良平和的外表下躍動起一顆勇于挑戰的心,他要改變現狀,他要知識挑戰生活、挑戰命運、挑戰人生、挑戰一切艱難困苦。

    這種信念讓何滿潮有了努力的方向,勤奮刻苦使他的成績一直保持優異,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!"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。

    何滿潮嗜書如命,每天晚上都趴在被窩里抱著一個小煤油燈看書。母親心疼兒子,不讓他晚上看書,他就想了一個辦法,用玉米葉子把煤油燈罩起來,這樣燈光昏暗,母親發現不了,他就能多看一會書了。

    1973年,17歲的何滿潮從靈寶市第五中學高中畢業后,卻一直沒有放下手中的書。1977年恢復高考后,他順利考入長春地質學院水工系工程地質專業,完成四年的本科學習后,成為學校首屆工程地質專業唯一的碩士生。之后,他又以優異的成績考入中國礦業大學攻讀博士、博士后。

    何滿潮致力于礦山工程巖體大變形災害控制理論和技術的研究和實踐,建立了以軟巖變形力學機制為核心的軟巖工程巖體力學理論與支護技術方法。作為第一完成人,他和他的團隊先后獲得國家科技發明獎1個、國家科學技術進步獎3個、國家專利獎28個,在國際上享有盛名,每年都有大批外國專家到他的實驗室訪問交流。鑒于他在所研究領域取得的成就,2011年,比利時MONS大學校長Calogeroconti教授授予他榮譽博士學位。

    現在,何滿潮擔任中國礦業大學深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室主任,兼任國際巖石力學學會中國國家小組主席、中國巖石力學與工程學會副理事長、中國巖石力學與工程學會軟巖工程與深部災害控制分會理事長,是國家自然科學基金重大項目首席科學家、國家973計劃項目首席科學家,并曾獲得國家杰出青年基金。

    挑戰權威

    讀研究生期間,導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上百年的老煤礦,曾發生滑坡100多次。當時,露天礦坑長約10公里,寬約6公里,深度達300米,非常巨大,旁邊就是石油廠、水泥廠、電廠。這些工廠對邊坡變形都非常敏感,其中的石油廠是我國的第一個煉油廠,其特點就是高溫、高壓、高濃度、易燃、易爆、易中毒,邊坡一旦變形,會導致管道斷裂,很多可燃性氣體就會溢出爆炸。

    鄧小平同志親自批復撫順西露天礦的邊坡改造計劃,并列為中美合作項目,由美國公司請來國際上最具權威的高爾德(音譯)公司的專家完成設計工作。1985年,項目改造完成并投入使用,但是何滿潮卻在不經意間發現了高爾德公司設計上的缺陷,并向權威改起了挑戰--他的研究生論文內容便是"高爾德公司設計的失誤",結論是如果按照高爾德公司的設計進行邊坡改造,在之后的幾十年開采過程當中,會出現7個危險區、21個滑坡。1986年12月,他又發表了《撫順西露天礦北幫邊坡穩定性分析》,文章詳細預測和描述了撫順西露天礦在哪里會發生滑坡,在哪里會連續發生滑坡,滑坡發展的方向,會扭斷哪些鐵路干線。1987年4月28日到5月6日,撫順西露天礦連續發生6次滑坡,導致石油廠地面變形,10個車間停產停工,這與何滿潮的預測基本吻合。于是,石化部領導找到他,希望他幫助解決這個問題,并投入了44.5萬元的科研經費,列為石化部的攻關項目。此后,何滿潮堅守在一線,對撫順西露天礦邊坡進行了物理模擬、數值模擬、定力測量、物理勘探測量,經過科學推算和反復實驗,終于解決了這一難題,并獲得了教育部的嘉獎。

    挑戰災害

    隨著礦產資源開采及山區工程開發活動的增強,崩塌、滑坡、泥石流等地質災害大有愈演愈烈之勢。如何實現安全開采,對滑坡等地質災害的發生進行實時有效的監測和預報,其重要性和必要性日益凸顯。何滿潮經過反復調研,構思了整個智能系統框架,并率領其團隊研制出新型高科技監測系統。這一新技術的研發,不僅為滑坡災害防治贏得了時間,也為巖土工程研究和滑坡災害防治提供了科學依據,開辟了一條新的途徑。運用該技術先后對內蒙古平莊西露天煤礦邊坡、西氣東輸工程延安段重點邊坡、新疆伊犁水電站活動性斷層和吉林高速公路邊坡的穩定狀態進行遠程預測預報,均取得了良好的經濟效益、社會效益和生態效益,受到地方政府、礦區和工程部門的贊譽。

    在一臺終端連接了全國各地礦區邊坡安全狀況全部數據的電腦前,何滿潮把鼠標停在了本溪鋼鐵集團南芬露天鐵礦、靈寶秦嶺金礦等現場的頁面上。顯示器上監控的曲線就像一幅幅心電圖,記錄著每一天系統監測到的滑坡災害情況。"它可以提前20天甚至1個月對坡面可能發生的危險作出預警,如果監測到危險,系統會報警。生產企業可以根據監控曲線發出的預警,及時調整生產計劃,甚至進行必要的撤離,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,該系統共監測到10次滑坡災害,由于處理及時,沒有一次造成人員傷亡,穩定狀態和滑坡災害的準確預測預報率達到100%。

    自2010年遼寧南芬露天鐵礦采用了這套山體滑坡遠程智能監測預警技術以來,共發生7次滑坡災害,均被成功預報,累計撤出人員220人次,撤出設備價值22090萬元,避免了35290萬元的經濟損失。

    隨著礦山開采深度的不斷加大,我國大部分煤礦已進入深部開采狀態。深部高溫熱害不僅影響圍巖力學性質,還嚴重威脅礦井安全生產。何滿潮介紹,開采深度的增加會使原巖溫度不斷升高,工作面溫度可達34℃到36℃,相對濕度達到95%以上。按照生理學要求,人體對高溫的承受能力在30℃以內,超過就有可能發生危險。同時,深部高溫環境還會進一步誘發巖體高溫軟化和吸附瓦斯溢出,嚴重影響深部煤礦的生產安全。

    2006年,何滿潮帶領他的團隊在部分煤礦進行熱害調研時,發現煤礦工作面高溫熱害問題很普遍。在一口深井里,正在干活的工人都是一絲不掛的,因為身上長滿濕疹沒有辦法穿衣服,每年中曙暈倒的多達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。

    我國早在20世紀50年代初就已經開始進行礦井降溫系統研究,但一直以來基本上是引進國外制冷機組,價格高,能耗大,運行費用也很高,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,礦井地熱也一定能變廢為寶。"何滿潮結合我國的實際情況,原創性地提出以礦井水為冷源進行深井降溫的構想,利用已有的排水系統,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,用全風模式提高降溫和除濕效果。經過多次試驗,何滿潮帶領團隊開發的"深部煤礦高溫熱害治理技術及其裝備系統",在數個采掘工作面和地面熱能利用工程中均取得了很好的應用效果。該系統的另外一個效果是將提取的熱量在井上充分利用,代替工業廠區的燃煤鍋爐,進行供暖、洗浴、井口防凍等,真正實現了環保節能。

    該系統先后獲得5項國家發明專利獎和1項國家科技進步獎,技術水平走在了世界前列。

    挑戰常規

    在黨的十八大"科學引領未來,創新驅動發展"戰略指導思想的引領下,何滿潮大膽挑戰常規采煤方法,創新提出"切頂短臂梁"理論和長壁開采"110-N00"工法變革性技術,即"無煤柱自成巷開采技術"。

    "110"工法又稱切頂卸壓自動成巷無煤柱開采技術,即采用恒阻錨索對巷道頂板加強支護,回采前對巷道正幫側頂板定向預裂,待工作面推過后,在礦壓的作用下,頂板沿預裂切縫自動切落形成巷幫,作為下一個工作面的順槽二次使用,實現一個工作面一條順槽無煤柱開采。

    該工法的應用,只需掘進1條順槽巷道,另1條巷道通過切頂卸壓自動成巷,工作面由"跳采"變為連續開采,且能夠實現Y形通風,有效降低巷道周期性壓力,降低采準巷道掘進率約50%,提高資源回收率約10%,保證采掘正常接替,降低事故發生機會和煤炭開采成本,被業界譽為"第三次礦業技術變革",已被國務院〔2016〕7號文件明確列為煤炭行業脫貧解困的關鍵技術。

    挑戰人生

    對于人生的價值,何滿潮有自己的理解:"人生的意義在于創造剩余價值,只有創造了剩余價值,人才有價值。一個普通勞動者的價值和一個科技工作者的價值區別在哪?普通勞動者生命結束了,他創造價值的進程也就結束了。而科技工作者生命結束了,他創造剩余價值的步伐卻不會停止,他所創造的知識仍然在為社會創造剩余價值。"他舉例說明,"正如喬布斯,雖然生命結束了,但蘋果公司所創造的巨大社會財富卻如日中天,創造剩余價值的步伐越來越快,這就是科學價值。我們現在對研究生進行的就是這種教學。"

    在中國礦業大學,何滿潮肩負著科研與教學兩副重擔。他深知,一個人的力量是薄弱的,要突破人生價值的極好,最有效的途徑就是傳承,把自己的知識、技能、經驗毫無保留地傳授給青年人,形成團隊。這看似在削弱自己權威地位的想法,實則是何滿潮挑戰人生意義、突破人生價值極限的心儀之舉。

    數十年如一日,教書育人,為人師表,何滿潮自覺堅守共產黨人的精神追求,為培養和造就一批具有國內領先水平的學科帶頭人,建設一支師德高尚、業務精湛、素質優良、結構合理、富有學術活力和創新精神的高水平師資隊伍不懈努力。多年來,他先后培養博士后、博士和碩士百余名,領導的科研團隊被評為教育部優秀創新團隊。

    何滿潮非常重視引導和鼓勵他的學生學有所用。一次,他一早來到實驗室,卻發現一位學生比他更早地坐在那里讀書。上前一看,學生讀的竟是一本與本專業關系較遠的生物物理學書籍。他不但沒有責怪之意,反而與學生一起閱讀,同時把學生認為的難點部分手繪了圖解,更是引申到巖土工程領域,給學生講解兩門學科的關系,并為學生提出了進一步思考和研究的方向。

    談及教學理念,這位礦山工程巖體力學專家的思維大出記者的意料。他說:"阻礙一個科學工作者未來成功的思想魔障,是其具有的價值觀、世界觀、方法論、創造性思維和信息時代下成才之道的選擇,而不僅僅是所掌握的知識。研究生教育的核心,應該是幫助研究生樹立正確的世界觀、價值觀和方法論,啟迪研究生培養創造性思維,引領研究生在信息時代條件下尋找適宜的成才之道。"一位礦山工程學術權威,卻把世界觀、價值觀作為培養人才的第一標準,把思維方式和成才之道的選擇作為造就人才的關鍵途徑,這看上去有些離經叛道,而細細品味,方能感悟到其"為誰培養人才、培養什么樣的人才、怎樣培養人才"的赤熱情懷。

    "憑一腔熱血,襲兩袖清風,站三尺講臺,育四方桃李,學無止盡,開拓創新,永遠保持共產黨員的本色,將自己的一生貢獻給黨的科學與教育事業。"這是何滿潮的人生格言,既樸實無華,又充滿挑戰,更有他矢志不渝直面挑戰的堅定信念。

    久久久综合

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