中煤科工開采研究院有限公司（原1957年成立的煤炭科學研究總院北京開采所）是隸屬于中國煤炭科工集團的二級高科技企業(yè)，下屬開采裝備技術(shù)研究所是我國綜采工作面支護技術(shù)與裝備研發(fā)專業(yè)機構(gòu)，是最早開拓我國煤礦綜合機械化支護技術(shù)、裝備研發(fā)與工程實踐的“國家隊”，承擔著國家煤炭工業(yè)液壓支架及支護技術(shù)歸口任務，曾率先研發(fā)各類液壓支架新架型和成套支護技術(shù)，一直推動著我國綜采工作面支護技術(shù)與裝備的創(chuàng)新和變革，承擔并完成了全國70%以上煤礦的綜采工作面總體配套和液壓支架設(shè)計任務，主導建立了我國綜采、綜放、充填開采成套技術(shù)標準體系，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)外工作面支護技術(shù)裝備的發(fā)展方向。
60多年的科技創(chuàng)新和工程實踐，綜采工作面支護技術(shù)與裝備創(chuàng)新團隊積淀了雄厚的綜合科技實力，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)團隊，在不同煤層條件開采技術(shù)領(lǐng)域取得數(shù)百項國家級重大科技成果，承擔了本領(lǐng)域主要的國家重點科技攻關(guān)任務，奠定了開采裝備技術(shù)領(lǐng)域綜合實力最強研究團隊的地位。目前，由中國煤炭科工集團首席科學家李明忠研究員（現(xiàn)任開采裝備技術(shù)研究所所長）為學術(shù)帶頭人的40余人科研隊伍中，60%以上是博士學位獲得者，專業(yè)涵蓋了采礦工程、機械工程、信息工程等，研究方向包括工作面支護理論、技術(shù)研發(fā)和裝備設(shè)計等，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問題的解決能力。
開拓創(chuàng)新引領(lǐng)變革 填補支護領(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)新團隊的開拓者，自80年代中期就參與了中國煤炭綜采技術(shù)和裝備引進、消化、國產(chǎn)化研制和試驗的全過程。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。他用堅定的信念鼓舞著一批批青年人，帶領(lǐng)著團隊不斷前進，作為團隊的引路人，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：“不是因為喜歡而選擇煤炭行業(yè)，而是因為選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、敢于創(chuàng)新的品格?！?
“作為工作面支護技術(shù)與成套裝備創(chuàng)新團隊，我們要做的就是不斷創(chuàng)新，與時俱進，推動煤礦工作面支護技術(shù)與智能化建設(shè)新發(fā)展?！爆F(xiàn)任綜采工作面支護技術(shù)與裝備創(chuàng)新團隊負責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技術(shù)的發(fā)展與變革。
綜采工作面支護技術(shù)與裝備創(chuàng)新團隊持續(xù)30多年致力于綜采工作面支護與液壓支架技術(shù)理論的研究和實踐，建立了綜采工作面支護與液壓支架技術(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)計方法空白、無法合理確定支架參數(shù)、綜采系統(tǒng)無法適應復雜變化地質(zhì)條件的難題。基于大量現(xiàn)場實測，創(chuàng)新團隊發(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，必須與圍巖實現(xiàn)有效的強度耦合、剛度耦合和穩(wěn)定性耦合。創(chuàng)新團隊系統(tǒng)闡述了液壓支架合理工作阻力、臨界護幫力和支護系統(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系統(tǒng)液壓支架群組的自組織協(xié)同控制方法，將支護系統(tǒng)群組自組織協(xié)同控制分解為圍巖自適應控制和隊列保持推進控制兩個控制線程，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 腳踏實地服務煤礦
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，是這個團隊一直以來的慣例。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“一生的財富”。張金虎講述說：“在煤礦現(xiàn)場的兩年間，每天凌晨5點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，更讓堅信唯有堅持不斷的科技研發(fā)與創(chuàng)新，才能降低工人勞動強度，提高開采效率和品質(zhì)?！睆哪菚r起，他養(yǎng)成了與煤礦工人嘮嗑聊天的習慣?！皬垘煾?，放煤的時候你覺得‘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)計成三級機構(gòu)是否可以改善卡堵問題呢？”“李師傅，打護幫板時你是怎么判斷是否到位的？如果設(shè)計以接觸傳感器觸發(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，真真切切融進了我國自主研發(fā)的技術(shù)裝備中，在一個個綜采工作面發(fā)揮著巨大作用，當初那個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)，也成長為團隊骨干，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。
九尺之臺起于累土。一次次扎根現(xiàn)場的深入交流，一點點聯(lián)系實際的科技創(chuàng)新，為我國綜采支護技術(shù)與裝備的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。團隊成員年平均出差時間200天以上，從清晨到清晨的通宵達旦，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。團結(jié)、拼搏、求實、創(chuàng)新、忠誠、奉獻，創(chuàng)新團隊在實踐中踐行著投身科研的初心，奉獻著奮斗的青春，履行著創(chuàng)新的使命。
創(chuàng)新團隊基于多年來的持續(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)認知……這些都在引領(lǐng)國內(nèi)乃至世界煤炭開采支護技術(shù)與裝備的發(fā)展。
堅持創(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：“開始我對我的工作并沒有什么概念，感覺支架設(shè)計大同小異，無非就是照葫蘆畫瓢，畫圖時也是跟著感覺走，覺得怎么省事怎么畫，對焊接工藝、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)場煤礦工人的勞動強度甚至生命。”如何通過技術(shù)創(chuàng)新降低煤礦工人勞動強度、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)實現(xiàn)更多價值創(chuàng)造，是團隊一以貫之的努力目標。
習近平總書記說：“一個地方、一個企業(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?！蹦茉锤锩母境雎吩诩夹g(shù)創(chuàng)新。進入高質(zhì)量發(fā)展階段，創(chuàng)新團隊敏銳捕捉發(fā)展方向，積極向國家部委建言獻策，推動煤炭行業(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、應急部、煤監(jiān)局、工信部、財政部、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，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)新團隊承擔著國家重點研發(fā)計劃項目6項，國家自然科學基金3項，山東省重點研發(fā)計劃2項，預期3~5年內(nèi)將有新一批的科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)入實施，為煤礦高質(zhì)量發(fā)展賦能。
2020年5月，于翔作為設(shè)計師參加全國首個千米深井大采高超長工作面安全改造項目驗收，遇到了礦上的領(lǐng)導，一見面他就高興地說：“你們設(shè)計的支架真好，推進到現(xiàn)在一點問題沒有，采高已經(jīng)超過6米了，這在全世界也是首次啊！”創(chuàng)新團隊成功通過應用液壓支架自適應群組支護、支護質(zhì)量在線監(jiān)測和可視化平臺等技術(shù)，實現(xiàn)了勞動強度的降低。
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技術(shù)與裝備創(chuàng)新團隊幾代人，一輩子就為了做好工作面支護這一件事，未敢停歇。
來源：當代礦工
