抗擊煤巖動力災害 守護礦工生命安全
——記中國煤炭科工集團二級首席科學家趙善坤

黃雪霜 衛婷婷

趙善坤及其團隊獲得國家科技進步獎二等獎

初見趙善坤，他拄著拐杖下樓來迎接。彼時他腳上正打著厚厚的石膏，面對一行人關切的目光，他只好笑著解釋是因為春節時骨折了。都說傷筋動骨一百天，但他只調養了小半個月就拄著拐、瘸著腳來到所里開展項目研究。“一年之計在于春，年初是制訂年度工作計劃和創新發展規劃的重要時段，只有規劃好了才能保證全年工作平穩推進。”使命扛在肩，他一刻不停歇。從研十余載，這種對自我要求接近嚴苛的敬業精神一直是趙善坤的真實寫照。

秉持這一敬業精神，十年如一日，白天趕往煤礦考察災害風險及研究解決方案，晚上廢寢忘食埋首研究項目資料，對趙善坤來說早已是家常便飯。兢兢業業為他換來了豐富的實戰經驗與過硬的技術能力，也換來了在煤礦安全開采與動力災害防治方面的累累碩果。這些年來，他先后獲得國家科技進步獎二等獎、中國煤炭工業科學技術獎一等獎、中國巖石力學與工程學會科學技術獎一等獎等眾多獎項。

盡管眾多獎項加身，但趙善坤依然不敢有一絲懈怠。因為在他心里，唯有始終保持勤謹的研究，才能將更多煤礦工人從煤巖動力災害的危險中解脫出來，才能更好地推動我國煤礦行業的發展，這是他忘我投入這份事業的動力所在。

堅韌·磨煉知難而進的品格

趙善坤在科研工作中絲毫不敢懈怠的堅毅精神來自對煤礦安全問題的重視，而究其根源，則來自其從小的切身經歷。

趙善坤20世紀80年代出生于遼寧葫蘆島鋼屯鎮，那里是我國四大鉬礦產區之一，鎮上的大多數人都靠在礦上作業為生。趙善坤從小就親眼看到身邊陸續有人因在鉬礦上從事“撓毛”“鑿巖”等工作，而吸入高濃度粉塵并最終患上矽肺；同時，不斷發生的礦難事故也讓工人生命隨時處在危險的邊緣，所以他很早就認識到采礦工人的艱難不易。

采礦工人的生命安全問題成為趙善坤成長過程中的心結，因此2002年高考結束后，他毅然選擇了黑龍江科技學院采礦工程專業。他投身礦業的目標很明確，就是希望通過自己的努力，來改善礦工的井下作業環境。為了這個目標，他一路披荊斬棘——本科畢業后他被推薦到中國煤炭科工集團煤炭科學研究總院經濟與信息研究分院擔任助理工程師，此后又成功獲取中國煤炭科工集團煤炭科學研究總院巖土工程專業的碩士學位，又在中國礦業大學（北京）力學與建筑工程學院獲得工程力學博士學位。

投入工作后，趙善坤先后主持或參與了國家重點研發計劃、國家自然科學基金等十余項國家級課題和100余項企業委托技術攻關課題項目。每次接到礦上的技術委托項目，到現場之前，他一定會把礦井的區域構造特征、周邊臨近礦井的開采情況及現場提出的核心技術難題進行調研分析；到礦之后第一件事就是拉著生產科室的人下井，先到井下走一圈，到采掘工作面去看一看，圍繞問題跟現場的工人交流一番，升井后再對照圖紙跟礦上總工討論解決方案。“煤礦井下的條件千差萬別，影響沖擊地壓發生的因素紛繁多樣，礦上的總工和現場工人每時每刻都在與這樣的災害做斗爭，他們才是這個礦現場防沖的真正專家。”帶著這份謙遜之心，他注重實地考察并在與現場工人交流中汲取知識，于日積月累中收獲了豐富扎實、基于一線的實踐經驗，這也為他之后攻關克難打下了堅實基礎。

值得一提的是，在開展項目的過程中，趙善坤時刻把保障采礦工人生產安全的初衷放在心上，將迎難而上、不怕吃苦的精神發揮在每一個工作的環節。有一年寒冬，他為了能夠及時與雙鴨山市某煤礦負責人做技術方案對接，冒著大雪開車趕往煤礦現場。結果因為積雪過深，車子在經過鐵路線時被彈到鐵軌上，他和同行的另一名技術人員只好下車清理障礙。厚重的積雪和即將要按點經過的火車，讓他們只能拼盡全力爭分奪秒，最終在火車到來前成功將汽車移出，那次寒風大雪中的驚險情景至今讓人印象深刻。這些日常工作過程中的點滴故事還有不少，串成了趙善坤難忘的科研生涯，也為他磨煉出了笑對困難的韌性和毅力。

趙善坤在考察煤礦災害風險現場

攻關·致力推動行業發展

十數年來，憑借堅韌的性格，趙善坤在克服數不清的磨難的同時，也成功突破了一個又一個行業技術難題，為推動國內采礦行業發展貢獻了自己的一份力量。

2015年，內蒙古某煤礦發生沖擊地壓前兆，工人惶恐不安，企業向煤炭科學技術研究院有限公司（以下簡稱“煤科院”）沖擊地壓團隊提出直接訴求——找到解決問題的方法，保障工人安心下礦作業。這對人數不超過15人，且之前以技術咨詢、技術指導、技術研究為主的科研團隊來說是個不小的挑戰。

面對企業的困難，煤科院沖擊地壓團隊勇于面對、敢于挑戰。作為項目負責人，趙善坤頂著壓力迎難而上。招募礦工，購買鉆機，制訂解決方案……前期的籌備工作一步一步開展下去，而之后工程中遇到的難題卻遠比趙善坤和他的同伴們想象的要多且復雜。如頂板爆破施工使用液壓式鉆機將煤巖粉用水流沖出導致巷道泥濘難行、井下的輔助運輸系統癱瘓等。為了解決這些問題，在購置國內最大的420氣動鉆機的基礎上，他和團隊成員在實踐中不斷改造完善著鉆機：從齒條淬火到滑塊改進、從內部傳動到機殼材質，通過與生產廠家的不斷磨合探索，他們最終打造出了幾乎是國內最大扭矩的氣動鉆機，有效地推動了國內氣動鉆機的發展。這一設備廣泛應用于晉陜蒙等地區的動壓巷道卸壓工程中，極大地促進了氣動鉆機的技術革新和發展進步。此外，他們還提出沖擊地壓力構協同防控理論，創新了基于應力源及圍巖結構的沖擊地壓分類方法，為沖擊地壓的“分類研究、分類防治”提供了理論支撐，實現了相關領域內的另一重大突破。

但是，要想避免后續工作面再出現沖擊危險，就需要實現沖擊地壓的源頭治理。趙善坤和團隊通過大量的理論分析、數值模擬和工程類比，向這個區域經典的巷道布置方式和寬區段煤柱的合理性發起挑戰，最終成功將區段煤柱從傳統的30～40米改成了6米。這一工藝的試驗成功不僅提高了煤炭資源的回收率，還為相關區域深部開采工藝優化提供了工程借鑒。為了保證現場防沖效果，團隊開發了專項的施工監測記錄裝備，建立了施工質量管理體系，最終實現了煤礦希望工人安心采礦、安全采礦的要求。

從2015—2018年，趙善坤每年有300天以上的時間在煤礦現場打磨防沖理論和技術。苦心人，天不負。在公司領導和團隊成員的共同努力下，他帶領團隊研制了“鉆屑法智能監測鉆機”和“氣動底板防沖專用鉆機”，在國內首次建立了集“沖擊地壓機理分析-危險評價—防沖方案設計—現場施工—效果檢驗”于一體的沖擊地壓防治工程服務模式。此后，他還帶領團隊，將一整套的防治技術及經驗推廣到全國多地，先后在京晉陜蒙4個主要煤炭產區建立7個沖擊地壓防治工程項目部，為煤炭企業培養防沖技術人員500余人，保障了眾多煤礦工人的生命安全。時刻心系礦工安全、高超的學術理論水平、豐富的現場經驗，使趙善坤贏得了服務企業的真心敬佩，多家煤炭企業授予他“榮譽礦工”稱號。

趙善坤及其團隊在工程實踐過程中總結凝練出煤礦沖擊地壓力構協同防控理論、技術及成套裝備等多項技術成果，經行業專家團隊鑒定均達到國際領先水平，獲得了包括中國煤炭工業協會科技進步獎一等獎、中國巖石力學與工程學會科學技術獎一等獎、中國職業安全健康協會科技進步獎一等獎等在內的15項重要獎項；中國煤炭科工集團煤科院沖擊地壓團隊還首批次獲得中國煤炭工業協會授予的“創新團隊”榮譽稱號和“頂板與沖擊地壓行業工程研究中心”。業內同行的好評紛至沓來，這是對趙善坤及其團隊多年努力付出的肯定和贊譽。

一個人走得快，一群人走得遠。埋首攻關克難的同時，中國煤炭科工集團煤科院沖擊地壓團隊時刻不忘為推動行業發展獻計獻力的初衷。團隊積極參與國家安全監察局組織的《煤礦安全規程》《防治煤礦沖擊地壓細則》等國家政策文件的修訂工作，以及“沖擊地壓測定、監測與防治方法”“沖擊地壓分類方法”等國家及行業的標準制定工作，為國家沖擊地壓管理體系的完善作出了重要貢獻。目前，趙善坤先后主持和參與制修訂國家標準7項、煤炭行業及能源標準6項，正在牽頭制定煤炭行業團體標準3項。這些標準可以有力提升我國相關行業的整體競爭力，推動行業向更高水平躍進。

情懷·責任的力量鞭策前行

不忘初心，砥礪前行。回首2009年，中國煤炭科工集團煤科院安全分院應承擔國家基礎研究計劃項目和業務發展之需成立了深部開采與沖擊地壓技術研究所，在分院領導的大力支持和歷任所長的勵精圖治之下，團隊已由最初不足十人發展到目前的五六十人，業務量也由傳統的四技服務發展到如今的“理論指導技術，技術開發產品，產品服務工程”的一體化全鏈條服務模式。作為團隊的領頭人，趙善坤對這些成績深感欣慰，同時更覺任重道遠。“參天大樹必須植根沃土，個人的成長離不開團隊的支持。”趙善坤一直反復強調，正是得益于集團及公司尊知識重人才的企業文化和團隊人員的無私奉獻，才讓他在這片熱土快速成長，成為中國煤炭科工集團的首席科學家、煤炭行業青年科技人才。一枝獨秀不是春，百花齊放春滿園，也唯有人盡其才、才盡其用，團隊的發展才能永葆朝氣。為此，在公司領導的大力支持下，他積極推行人才培養的各種舉措，鼓勵同事進修深造、出國訪學，培養同事獨立承擔科研項目的能力，并以合作企業項目為依托為產品研發人才打造個人工作室，目前已先后有6位同事攻讀博士學位、3位同事先后入選中國煤炭科工集團和煤科院高層次人才隊伍。青年力量的壯大，為團隊的未來發展注入了源頭活水。值得一提的是，他們身上，有著和趙善坤一樣愿意為沖擊地壓事業竭盡全力的愿望和志向，也不乏一個又一個攻堅克難的故事。

2016年4月19日，京西礦區大安山煤礦發生沖擊地壓并誘發2.7級礦震，北京城區震感明顯。為了保證京西礦區的平穩退出，給企業轉型發展爭取更多的時間，煤科院沖擊地壓團隊勇敢地接受了大安山煤礦沖擊地壓監測預警與解危防治這個挑戰。一座京西山，半部煤炭史。在齊慶新研究員的指導下，趙善坤作為項目負責人，帶領團隊骨干力量從京西礦區特殊的區域構造和煤層地質賦存條件出發，構建了沖擊地壓“井-地”信息多參量綜合預警平臺，確保了大安山煤礦軸10槽強沖擊危險工作面的安全順利回采，創造了近10億元的經濟效益，為北京地區礦產資源的安全開采及社會穩定提供了保障。這一項目研究成果不但獲得了中國煤炭工業協會科技進步獎一等獎，團隊在大安山煤礦所建立的沖擊地壓防控模式也得到了國家煤礦安全生產監督管理總局的肯定和推廣。

2019年，中央電視臺科教頻道對團隊研發的自震式微震監測系統成功指導新疆龜茲礦業蹬空安全開采技術進行了專題報道，這一系統不但入選了國家煤礦安全監察局“煤礦安全生產先進適用技術裝備”推廣名錄，更作為監測沖擊地壓巷道遠場能量的核心裝備獲得了國家科技進步獎二等獎。同年，在煤科院李振濤董事長及安全分院霍中剛院長的大力支持下，趙善坤帶領團隊承擔了應急管理部國家煤礦安全監察局的“煤礦沖擊地壓風險動態分析評估系統”建設項目，通過3年不舍晝夜的攻關努力，團隊開發的系統采用分布式智能數據采集，可實現對海量、異構數據智能采集和多源數據結構的融合分析，為新時代煤礦精準執法、遠程監察、事故追溯備查等提供有力的數據支撐。2022年年底，這一系統以高分通過應急管理部和國家煤礦安全監察局組織的聯合驗收，這標志著國家沖擊地壓災害風險評估系統基本建成，成果先后被中新網、光明網等主流媒體報道。

“煤炭科研人的終極夢想就是將研究的知識搬下高閣，解決他們在實際過程當中面臨的難題、消除隱患、守護礦工的安全，為他們創造更美好的生活。”這是趙善坤常常掛在嘴邊的話。為了煤礦工人的生命安全，為了采礦行業的健康發展并為中國經濟轉型爭取更多時間，趙善坤將帶領團隊傾盡全力。這關于對生命的承諾，也關于責任的承諾。而這樣的承諾，早已在十數年的科研工作中，融入了他的血液里，無論未來將要面臨多少難題，他都不會退縮。