種亞圖
何滿潮,年過六旬,中國科學院院士、礦山工程巖體力學專家、中國巖石力學與工程學會黨委副書記。“中國是世界最大的煤炭生產國,但礦難的發生給國家和個人都帶來巨大的傷害。我們的實驗室存在的意義,就是最大限度地減少礦難的發生。”
一流的科研平臺
何滿潮的團隊,深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室,位于北京市海淀區清華東路一座普通的寫字樓里。周圍林立的高樓商廈、熙熙攘攘的校園街道,讓這座實驗室顯得并不起眼。
但就是這座實驗室,先后承擔了十余項國家級重大科研項目,多次榮獲國家級大獎,在中、美、歐、日等多國已授權發明專利近百項……如今,它已經成為世界首屈一指的巖體工程力學研究平臺。每天,國內外數百名科研工作者在這里進行各種研究活動。
這座實驗室凝聚了何滿潮的大量心血。實驗室的前身是何滿潮創建的“中國礦業大學北京研究生部巖土工程研究所”,2008年升級為如今的國家重點實驗室,2013年被國家評為材料領域與工程領域優秀國家重點實驗室。
從名稱上看,該實驗室與煤礦開采相關性不大,但何滿潮介紹道:“由于人類的長期開采,地球的淺部資源日趨枯竭,大部分煤礦已進入深部開采狀態。這必然導致地質結構的改變,進而引發內部作用力的變動,威脅到開采活動。而這也是我們實驗室名稱的來源。”

將巖土力學與礦物開采聯系在一起,與何滿潮的學習經歷密不可分。20世紀80年代,攻讀碩士和博士期間,何滿潮兩度深入當時國內最大的露天煤礦—撫順露天礦,進行課題研究。由于該礦經常發生地質滑坡,開采方從加拿大請來一位地質學和巖石力學雙料博士。該博士帶領工作團隊經過4次現場勘察,又用了1年的時間完成了設計方案,確保了開采活動的順利進行。
“這讓我深刻認識到煤礦開采與工程力學密不可分,也下決心一定要學好力學,不依靠別人,自己做研究。”何滿潮說。
顛覆性的開采技術
四十余年的艱苦學習和研究,使得何滿潮具備了地質與力學學科交叉的理論優勢,也對礦難發生有了深刻的認識。
何滿潮在肯定監管部門工作的同時,也從專業角度分析了礦難多發的原因。“礦難固然由個別人安全意識不夠、安全措施缺失導致,但根本原因在于一些礦場還采用傳統的開采方法,既浪費又危險,很多透水事故和瓦斯爆燃都是由此產生的。”
為此,何滿潮提出一個大膽的設想,減少甚至取消事故的主要引爆點—煤礦巷道和煤柱數量,借用礦壓自動成巷,從而取消煤柱和減少巷道數量。2008年,他首次研發出顛覆性的開采技術—110工法,并在幾年后提出其升級版—N00工法。
長期以來,中國地下煤炭資源開采一直以長壁開采121工法為主,這種開采方法最早起源于歐美,開采過程中每回采“1”個工作面,需要掘進“2”條回采巷道,相鄰工作面之間需留設“1”個煤柱。110工法是傳統121工法的一次重大改進,即在規劃煤礦開采模式時,每回采“1”個工作面只需掘進“1”條巷道,留設“0”個煤柱;而N00工法,則是1個采區的“N”個工作面,掘進“0”條巷道,留設“0”個煤柱。兩者都是利用礦山壓力,最大限度減少巷道掘進和煤柱的留設。
2009年6月,四川白皎煤礦首次采用110工法,當年少掘巷道6000余米,創造直接經濟效益2億多元;2016年9月,陜西的檸條塔煤礦首次采用N00工法,一個采煤工作面就節省1100萬元,創造經濟效益8000余萬元。兩座煤礦的事故也大幅減少。
兩種開采方法在安全生產管理、資源節約和降本增效方面具有明顯的優勢。這引發了國內外媒體的廣泛關注。許多國內外專家經過實地調研后紛紛盛贊,110和N00工法是煤炭開采史上的第三次技術變革。
不遺余力地推廣
何滿潮相繼榮獲中國科協全國杰出科技人才獎、何梁何利基金科學與技術進步獎等眾多榮譽。 2017年5月27日,慶祝全國科技工作者日暨創新爭先獎勵大會在北京舉行。黨和國家領導人出席大會并頒發了首屆全國創新爭先獎。何滿潮榜上有名。
眾多榮譽面前,何滿潮更加忙碌。如今,他增加了一項工作——到各地推廣110和N00工法。2019年1月29日,何滿潮來到山西焦煤集團公司,與其董事長進行洽談。而類似的會談最近幾年總是頻繁地出現。推廣開采新方法,已經成為何滿潮工作的一部分。
“眾多數據和事例已經證明,110和N00工法,在提高開采率的同時,可以提高安全系數。我希望更多的企業采用這一最新技術,從而減少甚至杜絕煤礦事故的發生。”何滿潮一再強調,科研成果的最終目的是為社會所用,如果只停留在實驗室和書本里,科研就失去了其價值。
為此,一直以共產黨員的標準要求自己的何滿潮,在2015年聯合多家機構牽頭組建了中國礦業科學協同創新聯盟,并擔任理事長。這一聯盟為礦業領域的首個聯盟,由創新載體(高校國家重點實驗室、高新技術制造企業)和驅動載體(行業重點企業、行業大型企業)組成,旨在解決目前先進技術推廣過程中的難題,形成協同創新,實現互利共贏。
何滿潮又有了新的科研目標,即引入智能技術,最終實現智能化無人化開采。“這個目標或許需要很長時間才能實現。但作為一名共產黨員、一名科研工作者,我們應該瞄準礦業科技的最前沿,在提升開采效率的同時,減少其給社會、環境和個人等帶來的傷害。這是我一生的奮斗目標,也是我對黨的誓言。”何滿潮說。