王金華：打贏煤海深處攻堅(jiān)戰(zhàn)

 2015-07-23

王金華，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)、黨委書(shū)記。采礦博士，博士生導(dǎo)師，煤炭開(kāi)采專家，享受國(guó)務(wù)院政府特殊津貼。作為“特厚煤層大采高綜放開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)及裝備”國(guó)家科技支撐重點(diǎn)項(xiàng)目的第一完成人，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)十年協(xié)同攻關(guān)，開(kāi)發(fā)出6項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)；創(chuàng)立了3項(xiàng)新理論；自主創(chuàng)新世界首套特厚煤層開(kāi)采成套裝備；解決了14～20米特厚煤層開(kāi)采世界性難題，實(shí)現(xiàn)了特厚煤層開(kāi)采技術(shù)與裝備的重大突破。該項(xiàng)目獲得2014年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。 

在中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司董事長(zhǎng)王金華的電腦里，有一張?zhí)厥獾闹袊?guó)地圖。他與普通地圖的不同之處在于，上面有些區(qū)域被涂成了黑色，在黑色區(qū)域上面點(diǎn)綴著許多紅色的圓圈。黑色區(qū)域代表著煤區(qū)，而顯眼的紅色圓圈則是特厚煤層礦區(qū)。在黑與紅的世界里，王金華干了半輩子。 

勇攀世界級(jí)開(kāi)采難題的高峰 

煤炭一直是我國(guó)的主體能源，2013年，煤炭占我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)生產(chǎn)及消費(fèi)的比例分別達(dá)到77.3%和66.6%，支撐著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們的生產(chǎn)生活。王金華指著地圖上的黑色區(qū)域：“厚煤層在我國(guó)分布廣泛，是我國(guó)主要開(kāi)采煤層。厚度14米以下煤層已經(jīng)不難開(kāi)采，綜合機(jī)械化開(kāi)采技術(shù)已經(jīng)基本成熟。但是對(duì)于14米以上的特厚煤層……”王金華特意指了指地圖上紅色的圓圈，“在全世界目前還沒(méi)有安全、高效、高采出率的開(kāi)采方法，是公認(rèn)的世界性難題，急需研究開(kāi)發(fā)！從我國(guó)煤炭資源儲(chǔ)量來(lái)看，特厚煤層儲(chǔ)量豐富，全國(guó)大約有1/4的煤炭產(chǎn)能集中在特厚煤層。尤其在山西、內(nèi)蒙古、新疆等煤炭主產(chǎn)區(qū)，總資源量上萬(wàn)億噸。因此實(shí)現(xiàn)14米以上煤層的安全高效開(kāi)采，成為了保障我國(guó)煤炭工業(yè)持續(xù)發(fā)展和能源安全亟待突破的一個(gè)難題。”

王金華早在2003年就已經(jīng)把視野鎖定在這些紅色圓圈的特厚煤層礦區(qū)上，聯(lián)合多家單位開(kāi)始從事這方面的研究，提出采用大采高、一次采全高、綜采放頂煤的開(kāi)采方法。到2008年，科技部將“特厚煤層大采高綜放開(kāi)采成套技術(shù)與裝備研發(fā)”課題立項(xiàng)，列入“十一五”國(guó)家科技支撐重大項(xiàng)目，以大同塔山煤礦為試驗(yàn)礦井，開(kāi)展了14～20米特厚煤層大采高綜放開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)及裝備的自主研發(fā)。

這是新中國(guó)成立以來(lái)煤炭行業(yè)第一個(gè)國(guó)家科技支撐重點(diǎn)項(xiàng)目支持力度最大的一個(gè)科研項(xiàng)目，研發(fā)經(jīng)費(fèi)高達(dá)4.45億元，國(guó)家支持了近1億元。如此大的支持力度還是第一次，可見(jiàn)國(guó)家對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的重視程度。“說(shuō)實(shí)話，壓力很大，但同時(shí)也非常興奮！”王金華回憶起當(dāng)初的情景時(shí)依然兩眼放光，“這個(gè)課題在國(guó)內(nèi)沒(méi)有實(shí)踐的先例，在國(guó)外也沒(méi)有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)。但是作為科研工作者，天生就有‘迎難而上、攻堅(jiān)克難’的奮斗精神，我們當(dāng)時(shí)就下定決心一定要啃下這塊硬骨頭！”

大同礦區(qū)塔山煤礦是本次項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)礦井，井田面積170.91平方公里，地質(zhì)儲(chǔ)量50.7億噸，可采儲(chǔ)量30.7億噸，但是煤層厚度大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，平均煤層厚度在18米左右，最厚的達(dá)到20米。

王金華這一次并非是孤軍奮戰(zhàn)，而是有備而來(lái)。在中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)的組織下，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)聯(lián)合了大同煤礦集團(tuán)、中煤裝備集團(tuán)公司、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）、山西平陽(yáng)機(jī)械廠等15家單位，共同承擔(dān)起這一重大項(xiàng)目的任務(wù)，一起吹響了“特厚煤層”攻堅(jiān)戰(zhàn)的戰(zhàn)斗號(hào)角。

這一次的聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)堪稱煤炭行業(yè)的“國(guó)家隊(duì)”，項(xiàng)目集中了國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)一流的科研院所、高等院校、煤機(jī)裝備和煤炭生產(chǎn)企業(yè)，能將15家優(yōu)秀企業(yè)、100多位行業(yè)專家匯集在一起為這一個(gè)課題服務(wù)，本身就是一個(gè)不小的奇跡，充分展現(xiàn)出我們集全行業(yè)力量破解世界性難題的決心。

參與企業(yè)也紛紛表示一定要緊密合作，以科技為支撐，以協(xié)作為紐帶，全力以赴參與特厚煤層開(kāi)采技術(shù)的研究，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，加快創(chuàng)新，努力為研究提供各種便利條件，以促進(jìn)聯(lián)合攻關(guān)產(chǎn)出成果，一定要在特厚煤層大采高綜放開(kāi)采技術(shù)與裝備方面取得新進(jìn)展、新突破，為全國(guó)特厚煤層的安全、高效開(kāi)采塑造典范，為推動(dòng)煤炭科技進(jìn)步和煤炭工業(yè)走新型化道路積累經(jīng)驗(yàn)。

作為這次“特厚煤層”項(xiàng)目的領(lǐng)軍人物，王金華擔(dān)負(fù)著統(tǒng)籌全局，排兵布陣的重任，項(xiàng)目開(kāi)始之前反復(fù)的論證和磋商，每一個(gè)問(wèn)題，每一個(gè)細(xì)節(jié)都要考慮周全。面對(duì)著塔山煤礦的實(shí)驗(yàn)礦井，大家首先統(tǒng)一了意見(jiàn)，得出一致的結(jié)論，要實(shí)現(xiàn)14米以上厚煤層安全、高效開(kāi)采，必須首先解決四大技術(shù)難題。第一，在地下幾百米深度，將特厚煤層一次采出，會(huì)形成特大的開(kāi)采空間，一方面這種特大開(kāi)采空間巖層穩(wěn)定性難以控制；另一方面要把煤炭資源盡可能多地采出來(lái)，提高煤炭采出率，難度很大。第二是14米以上特厚煤層開(kāi)采世界上沒(méi)有先例，沒(méi)有成套的采煤裝備，需要?jiǎng)?chuàng)新開(kāi)發(fā)并做到裝備性能合理匹配。第三是為了滿足通風(fēng)和大型設(shè)備運(yùn)輸?shù)囊�求，所需巷道斷面大，由于煤層厚度大，并受到采煤�?qiáng)烈擾動(dòng)影響，巷道很容易發(fā)生大變形或冒頂，必須解決大斷面全煤巷道合理支護(hù)難題。第四個(gè)難題是高強(qiáng)度、特大開(kāi)采空間下，瓦斯和火災(zāi)等安全問(wèn)題怎樣解決。 

十年磨一劍 

面對(duì)著橫亙?cè)诿媲暗闹刂乩щy，王金華和他的團(tuán)隊(duì)并沒(méi)有絲毫的退縮。“困難就是被用來(lái)克服的，辦法總比困難多！”王金華每次開(kāi)會(huì)前都會(huì)給大家鼓勁，鼓勵(lì)大家各抒己見(jiàn)，各顯神通。那段時(shí)間王金華白天忙著開(kāi)會(huì)討論制定方案，晚上還要趕到礦上和一線技術(shù)人員溝通交流，反復(fù)論證。那段時(shí)間里，15家煤炭行業(yè)頂級(jí)的科研院所、高等院校、煤機(jī)裝備研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)和煤炭生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)百名研發(fā)人員全部集中在塔山煤礦，吃住都在礦上，與煤礦工人打成一片。每天下到地下近500米深的采煤工作面一線進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)、設(shè)備調(diào)試、性能與故障檢測(cè)。沒(méi)有一個(gè)人叫苦，沒(méi)有一個(gè)人要求特殊化。

心往一處想，勁往一處使，團(tuán)隊(duì)成員們合力協(xié)作，挺進(jìn)煤海深處，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)10年的協(xié)同攻關(guān)，克服了重重技術(shù)難題，終于實(shí)現(xiàn)了厚煤層開(kāi)采技術(shù)與裝備的重大突破，將特厚煤層開(kāi)采的四大世界性難關(guān)一一攻破。

首先，研發(fā)了14米至20米特厚煤層大采高綜放開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)。科研人員研究了三維頂煤放出體的形態(tài)和運(yùn)移過(guò)程，以及放煤結(jié)束后煤矸分界的形態(tài)，從而研發(fā)出一采一放、多輪間隔、順序多口的放煤工藝。該項(xiàng)目建立了特厚煤層大采高綜放開(kāi)采三維放煤理論、圍巖控制理論體系，建立了特厚煤層大采高綜放開(kāi)采技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，解決了特厚煤層大采高綜放開(kāi)采圍巖控制、厚頂煤高效與高回收率放出等關(guān)鍵難題，首次實(shí)現(xiàn)特厚煤層工作面年產(chǎn)千萬(wàn)噸的安全高效開(kāi)采。

其次，研發(fā)了世界首套年產(chǎn)千萬(wàn)噸特厚煤層大采高綜放開(kāi)采成套裝備。科研人員研制出支撐高度5.2米抗沖擊大采高綜放液壓支架、高可靠性采煤機(jī)、綜放工作面后部大功率刮板輸送機(jī)以及新型綜合配套設(shè)備，首次研制成功國(guó)產(chǎn)大功率刮板輸送機(jī)閥控液力耦合器，解決了特厚煤層大采高綜放開(kāi)采裝備的技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了千萬(wàn)噸綜放工作面裝備的全國(guó)產(chǎn)化。

三是研發(fā)了特大斷面全煤巷道高強(qiáng)度錨桿錨索聯(lián)合支護(hù)技術(shù)及材料。該項(xiàng)目揭示出特厚頂煤、特大斷面全煤巷道變形特征，創(chuàng)立了全煤巷道預(yù)應(yīng)力錨桿支護(hù)理論，發(fā)明了錨桿液壓張拉器，解決了大采高綜放開(kāi)采全煤巷道支護(hù)技術(shù)難題。

四是首次研發(fā)出大采高綜放工作面瓦斯防治與綜合防火安全保障技術(shù)。該項(xiàng)目首次揭示出特厚煤層大采高綜放工作面的瓦斯分布規(guī)律與瓦斯涌出不均衡特征，解決了“低瓦斯賦存、高瓦斯涌出”的高強(qiáng)度綜放開(kāi)采瓦斯治理難題；首次研制出大流量井下移動(dòng)式制氮裝置，解決了大采高綜放工作面的防火難題。

在項(xiàng)目研發(fā)過(guò)程中，科研人員提出了圍巖控制理論、全煤巷道一次強(qiáng)力支護(hù)理論和三維放煤理論，創(chuàng)新了六大技術(shù)，即大采高綜放開(kāi)采技術(shù)，大采高綜放開(kāi)采圍巖控制技術(shù)，大采高綜放液壓支架防沖技術(shù)，大斷面全煤巷道強(qiáng)力錨桿、錨索支護(hù)技術(shù)，大采高綜放工作面瓦斯治理技術(shù)，大采高綜放工作面綜合防火技術(shù)。該項(xiàng)目共獲得授權(quán)專利22項(xiàng)、實(shí)用新型專利61項(xiàng)，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)15項(xiàng)，出版專著6部，發(fā)表論文237篇，從開(kāi)采技術(shù)到裝備均具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

工業(yè)性試驗(yàn)在大同塔山煤礦獲得圓滿成功，煤層平均厚度18.44米，工作面設(shè)備開(kāi)機(jī)率平均92.1%，月產(chǎn)量平均90.76萬(wàn)噸，最高月產(chǎn)103.5萬(wàn)噸，采出率88.9%，年產(chǎn)量1084.9萬(wàn)噸，實(shí)現(xiàn)了瓦斯零超限、無(wú)傷亡事故，首次在全世界實(shí)現(xiàn)了井工煤礦14～20米特厚煤層安全、高效、高采出率一次開(kāi)采，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外特厚煤層開(kāi)采的技術(shù)空白。 

“煤”花香自苦寒來(lái) 

俗話說(shuō)，梅花香自苦寒來(lái)，煤炭行業(yè)也在嚴(yán)冬中感覺(jué)到了春天的氣息。在不久前的2014年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，“特厚煤層大采高綜放開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)及裝備”項(xiàng)目因成功解決了14～20米特厚煤層開(kāi)采的世界性難題，實(shí)現(xiàn)了厚煤層開(kāi)采技術(shù)與裝備的重大突破，獲得了國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

煤炭行業(yè)已經(jīng)有11年沒(méi)有獲得過(guò)國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)了。煤炭行業(yè)的一位老領(lǐng)導(dǎo)用力地握著王金華地手興奮的說(shuō)：“過(guò)去采煤一次只能采3米，現(xiàn)在能采20米；過(guò)去一個(gè)工作面年產(chǎn)是100多萬(wàn)噸，現(xiàn)在是1085萬(wàn)噸，而且用人少、效率高，這在國(guó)際上都是一個(gè)突破啊！”

這一項(xiàng)目的成功凝聚著全體項(xiàng)目組成員的辛勤勞動(dòng)和汗水，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了煤炭開(kāi)采理論、技術(shù)與實(shí)踐的高度融合，是科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的典范。該技術(shù)推廣應(yīng)用后，比較難采的特厚煤層可以實(shí)現(xiàn)安全、高效開(kāi)采，對(duì)我國(guó)的能源供給和能源安全有著重要的意義。就連國(guó)際上的同行專家也一致認(rèn)為，該成果引領(lǐng)了世界特厚煤層開(kāi)采技術(shù)與裝備的發(fā)展方向，達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平，顯著提高了中國(guó)煤機(jī)裝備在國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。

王金華動(dòng)情地回憶起當(dāng)初的每一個(gè)日日夜夜，大家加班加點(diǎn)，挑燈夜戰(zhàn)的情景，回憶起巨大的工作難度，回憶起奮斗在一線的礦工們?nèi)淌苤�身體極限挑戰(zhàn)的煎熬。他說(shuō)，項(xiàng)目的成功是國(guó)家大力支持的結(jié)果，更是全體研發(fā)人員和一線采煤工人不懈努力的結(jié)果。這項(xiàng)榮譽(yù)屬于為煤炭開(kāi)采科技進(jìn)步作出貢獻(xiàn)的全體煤炭人。

“獲獎(jiǎng)之后，是不是可以松口氣了？”王金華笑著擺擺手，把電腦打開(kāi)，還是那張“紅與黑”的地圖，他指了指這些特厚煤層區(qū)域，在空中畫(huà)了一個(gè)大大的圈：“下一步我們要緊鑼密鼓的推廣這項(xiàng)技術(shù)，目前已經(jīng)在大同、平朔、神東等13個(gè)礦區(qū)的32個(gè)煤礦得到推廣應(yīng)用。近三年新增產(chǎn)值564億元，新增利稅221億元。由于每個(gè)礦井的煤炭賦存條件不一樣，因此在實(shí)際推廣應(yīng)用中，技術(shù)裝備還要不斷完善。下一步，一是根據(jù)礦區(qū)的實(shí)際情況，改進(jìn)工藝；二是進(jìn)一步增強(qiáng)裝備的可靠性；三是進(jìn)一步完善安全保障措施，包括提高檢測(cè)水平、完善治理手段等。隨著我國(guó)煤炭開(kāi)發(fā)逐漸向新疆等西部地區(qū)轉(zhuǎn)移，這一成果的應(yīng)用前景必將更為廣闊。”

另外，值得一提的是，這項(xiàng)技術(shù)不僅在國(guó)內(nèi)，在國(guó)外也有很高的推廣價(jià)值，對(duì)解決世界特厚煤層的開(kāi)采難題起到了引領(lǐng)作用，目前俄羅斯、澳大利亞等國(guó)都正在進(jìn)行推廣。就在接受采訪的前一天，王金華剛剛與俄羅斯簽訂了4500萬(wàn)美金的整套裝備的出口合同。王金華感慨，就在十多年前，我們還要從俄羅斯進(jìn)口，而今天已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化。 

而今邁步從頭越 

談及整個(gè)煤炭行業(yè)這兩年的狀況和對(duì)未來(lái)的設(shè)想，王金華陷入了短暫的沉默。作為中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司的董事長(zhǎng)、國(guó)家能源專家咨詢委員會(huì)的委員，他對(duì)整個(gè)行業(yè)保持著非常冷靜的審視和思索。他承認(rèn)目前我國(guó)煤炭行業(yè)遇到了發(fā)展的瓶頸，這主要是長(zhǎng)期積累的結(jié)果。“我們需要反省，在行業(yè)最好的時(shí)候，我們沒(méi)有限制的無(wú)序開(kāi)采，造成產(chǎn)能過(guò)剩，市場(chǎng)疲軟。進(jìn)而煤炭?jī)r(jià)格下滑，企業(yè)虧損，行業(yè)內(nèi)70%的企業(yè)都遇到了困難。”

“但是我們絕不能站在原地自怨自艾，那樣沒(méi)有任何意義”，王金華提出煤炭行業(yè)正確的出路是主動(dòng)轉(zhuǎn)型升級(jí)，要提高煤炭質(zhì)量和轉(zhuǎn)化能力。習(xí)近平總書(shū)記講過(guò)一句話叫“打鐵先要自身硬”，這句話特別適合煤炭行業(yè)的同仁，我們只有人員隊(duì)伍過(guò)硬、技術(shù)過(guò)硬、成果過(guò)硬，才能被行業(yè)認(rèn)可，被服務(wù)單位認(rèn)可。科技的差距就是綜合實(shí)力的差距，科技的速度就是發(fā)展的速度，用創(chuàng)新創(chuàng)造企業(yè)未來(lái)，盡快完成產(chǎn)品向高端轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向節(jié)能環(huán)保轉(zhuǎn)型、市場(chǎng)向國(guó)際化轉(zhuǎn)型，尋求新的發(fā)展空間和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

作為一個(gè)一直從事科研工作的“老煤炭人”，王金華有過(guò)在井下摸爬滾打十幾年的經(jīng)歷，雖然后來(lái)改行做了管理工作，但是他從沒(méi)有放棄老本行，沒(méi)有放棄課題攻關(guān)，工作之余一直在搞科研，利用一切時(shí)間來(lái)學(xué)習(xí)，解決行業(yè)面臨的新問(wèn)題。“黃金十年”一去不復(fù)返，煤炭行業(yè)面臨的困境已是業(yè)內(nèi)共識(shí)。煤炭行業(yè)依靠數(shù)量、速度、粗放型的發(fā)展方式已經(jīng)結(jié)束，而將進(jìn)入需求增速放緩期、過(guò)剩產(chǎn)能與庫(kù)存消化期、環(huán)境制約增強(qiáng)期和轉(zhuǎn)方式調(diào)結(jié)構(gòu)的攻堅(jiān)期。在王金華看來(lái)，昔日的“煤老大”要過(guò)上一段“苦日子”了，但是在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，煤炭作為我國(guó)能源主體地位依然是難以改變的。外界所謂的“煤炭革命”不應(yīng)該是“革煤炭的命”，而是要把煤炭開(kāi)采好、利用好、管理好，完成煤炭由“黑色”到“綠色”的轉(zhuǎn)變。每當(dāng)問(wèn)起如何用科技創(chuàng)新帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如何拓寬煤炭行業(yè)發(fā)展的道路？他經(jīng)常掛在嘴邊的一句話就是“行業(yè)是水，我們是魚(yú)。”水如果不健康，魚(yú)就無(wú)法生存，但是魚(yú)如果沒(méi)有活力，水也只能是一潭死水。

臨近采訪結(jié)束，王金華鏗鏘有力地吟誦起毛主席的兩句詩(shī)：雄關(guān)漫道真如鐵，而今邁步從頭越！當(dāng)被問(wèn)到還有什么話想與煤炭行業(yè)的同仁們共勉時(shí)，他用力地?fù)]了揮拳頭，只有三個(gè)詞：堅(jiān)持！堅(jiān)持！再堅(jiān)持！

 來(lái)源：科學(xué)中國(guó)人 2015年第7期  封二人物