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科技創新助推煤炭綠色開采——山東省科技進步獎二等獎獲得者趙同彬訪談

發布時間:2019-06-17  點擊:

矸石是煤炭開采和洗選加工過程中排出的一種固體廢物,若棄置不用,不僅會占用大片土地,還會對環境產生嚴重危害……

我校礦業學院趙同彬教授與團隊成員聚焦矸石井下高效利用和采空區覆巖穩定,在歷時5年之久的潛心研究后,完成“矸石充填開采關鍵技術及采空區覆巖穩定性研究”,前不久,該項技術獲山東省科技進步獎二等獎。

在山東省新舊動能轉換全面起勢之時,煤炭綠色安全開采呈現出一片生機勃勃的景象,趙同彬等人的研究無疑是煤炭行業的“錦上添花”。日前,記者對趙同彬進行了專訪,詳細了解矸石利用的“脫胎換骨”之變。

記者:趙教授,您好!您和團隊用5年時間致力于矸石充填開采關鍵技術及采空區覆巖穩定性研究,您能談談研究的初衷以及對未來行業發展的意義嗎?

趙同彬:我們研究的初衷很簡單,就是兩個字“改變”。

在地上,矸石的堆積會對環境造成污染。然而據估算,每開采一億噸煤炭約產生1400萬噸煤矸石,我國煤矸石每年以超過3億噸的速度持續增加,這是一個非常可怕的數字。

而在地下,煤礦多年開采形成很多采空區,不僅時常引起地面沉陷等問題,還“虎視眈眈”礦井的安全生產。

利用廢棄矸石進行采空區充填是一舉兩得的解決方法,在礦山開采中得到了廣泛的應用。但充填開采存在著充填率相對較低、覆巖控制效果較差、采空區監測監控技術不足等問題,這些問題限制了矸石充填開采的應用。

如何破解煤矸石高效利用之困?如何保障采空區覆巖穩定?這是我們五年來一直堅持做的事情。如今,國家提倡“綠色”發展理念,山東省新舊動能轉換重大工程對煤炭智能開采、綠色開采、采煤塌陷地綜合治理等提出要求,用科技創新促進新舊動能轉換,科研人員責無旁貸。

記者:團隊在科研方面目前取得了哪些突破性成果,您重點給我們介紹一下?

趙同彬:好的。我們的創新成果主要有三項。第一,發明急傾斜煤層遠程控制矸石充填技術,保證了長期高充采比充填;第二,研發井下超大量煤矸分離技術及綜采全斷面強力夯實充填配套工藝,大幅度提高了矸石的充填密實度;第三,構建了充填開采井下礦壓、覆巖運動與地表沉陷協同監測技術體系,獲得了覆巖破壞運動全程演化特征。

這與國內外同類技術相比,充填技術水平得到大幅度提高,不僅保證了充填與回采的協調,而且提高了充填密實度,實現了矸石的高效利用。這些,都將有益于煤炭綠色開采和安全生產,讓煤礦遠離“千瘡百孔”的“禁區”。

我們的研究授權發明專利二十余項,發表高水平學術論文十余篇,取得了一些突破性成果。

記者:這個項目是由我們學校與新汶礦業集團有限責任公司、北京昊華能源股份有限公司等企業共同完成,您在研發過程中如何與企業進行深度合作的?

趙同彬:是的,高校與企業進行聯合研發是解決生產問題的重要抓手。為了能夠實現校企聯合,我們團隊選擇了新汶礦業集團、北京昊華公司等實力較強的企業進行合作,企業的參與為大型裝備和技術的研發提供了重要的支撐。

校企合作,也讓我們的多項重要技術得以轉化。比如,我們聯合礦山企業進行充填技術的研發,經過長時間現場實驗和技術優化,發明了絞車耙矸充填技術,實現了遠距離的高效充填。像這樣的合作研發與技術落地生根,也讓我們的研究充滿了生機和活力。

此外,我校與新汶集團聯合共建的煤礦充填開采國家工程實驗室為項目的推廣示范提供了平臺,研究成果更加實用、有效,推廣應用也在情理之中。

記者:科研成果要“走”出實驗室,助力企業解決實際問題,您是怎么樣把科研與企業需求相結合的?

趙同彬:我來山東科技大學工作之前,曾在徐州一個煤礦生產一線任采煤技術員,深知技術對于企業的重要性,也相對了解煤礦上的需求。

在項目研究時,為了獲得現場第一手的數據,我經常趕到合作的煤礦,進行井下的實地考察和現場試驗。我覺得只有這樣,才能更深入地了解井下的實際情況,技術研發才能夠更好地滿足工程需求,提高生產效率,保障生產安全。

目前,我們的項目成果在新汶礦區、京西礦區等20余個矸石充填工作面得到應用,實現了矸石的高效利用,有效控制了巖層運動和地表沉陷,產生了良好的經濟效益、社會效益和環境效益。

記者:在高校,科研要服務于教書育人。您在科研過程中如何融入“育人”環節?

趙同彬:育人是大學科研的重要任務。

我在2004年來到山東科技大學工作,先后承擔了彈性力學基礎、巖石力學、土力學與地基基礎、工程地質、工程爆破等課程的教學任務,也指導了很多名研究生,在教學過程中,我時常會把企業生產一線的心得、體會分享給學生,讓學生真正了解理論在現實中的應用情況。我一直覺得將科研融入教學更有利于大學生創新精神、綜合素質的提升。

在科研過程中,基礎研究是關鍵。我也會帶著學生在實驗室進行大量的基礎研究實驗,從模型試驗到數值分析,這些基礎研究為后續技術的研發提供了大量的理論基礎,同時,也讓學生了解科研過程,培養他們的科研意識。


采訪手記

在同事眼中,趙同彬始終堅持在科研第一線,愛鉆研、愛琢磨,對科研有著執著的熱愛;在學生眼中,趙同彬是“望之儼然,即之也溫,一日為師,終身為父”的師者。

十幾年來始終保持著早到晚歸的工作習慣,除了出差,他幾乎每天都在辦公室或者實驗室,他的勤奮影響著團隊的每一個人,也正是因為這種勤奮和拼搏精神,團隊才能克服種種困難,取得眾多科研成果和重大的技術突破。

獲山東省科技進步獎、教育部科技進步獎、國家安全生產科技成果獎;獲“全國煤炭青年科技獎”“全國煤炭工業生產一線優秀青年科技工作者”……一項項閃亮的榮譽點綴著趙同彬的人生“簡歷”。

說到成功的“秘笈”,趙同彬認為,“做事要執著,工作需創新”。(記者:韓洪爍)

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