铲除煤海，磨砺防灾利剑：保护巷道，保障能源安全——中国矿业大学（北京）巷道防灾团队引领行业变革 来源：中国日报网 2025-11-12 15:32 煤炭作为我国主要能源，是保障国家能源安全和国民经济发展的“压舱石”和“稳定器”。我国85%以上的煤矿都采用井下开采方式。巷道是地下施工、交通和人员逃生的生命线。围岩的稳定性直接决定矿山安全水平。长期以来，隧道重大变形、顶板塌陷等灾害不仅威胁着矿工生命安全，也阻碍了煤炭工业高质量发展。 在中国矿业大学在诺学（北京），有这样一个科研课题组——由先进矿业研究院副院长、煤炭工业巷道支护与防灾工程研究中心常务副主任赵志强领衔的道路防灾课题组。他们深耕煤海十余年，用理论突破解决行业“卡脖子”问题，用创新技术构筑矿山安全的坚固防线，将科研成果转化为实践力量，保障矿工生命，推动行业升级。他们谱写了科研人员扎根一线、奉献产业的篇章，成为科研团队助力国家能源安全的光辉实践。 1. 97小时紧急救援：宣示科研初衷 赵志强与企业结下不解之缘煤矿安全开始了一场惊心动魄的救援行动。 2012年，还在攻读博士学位的他就赶赴贵州安利来矿井，参与“7·25”事故抢险恢复工作。 97个小时的日夜奋战，他与救援队并肩作战，历经千辛万苦，最终58名被困矿工全部安全获救。 “看着矿工们安全走出隧道，我更加深刻地认识到，科学研究不仅仅是纸上的理论，更是保护生命的坚实盾牌。”这次救援经历让赵志强坚定了科研方向——聚焦煤巷顶板灾害防治，决心“把个人成长融入煤炭工业发展需求，用技术发展为矿工构筑安全屏障”。 此后十几年，赵志强的足迹遍布15年100多个煤矿。全国各省份。无论是深井隐患排查，还是突发事件的救援行动，他总是冲在第一线。潮湿炎热的地下环境和复杂多变的地质条件从未动摇过他的科研决心。 “巷道的安全是煤炭生产的‘生命线’，这份初心是他长期坚守在科研第一线的不竭动力。” 2. 蝴蝶失效理论：彻底改变对矿压的科学认识 道路灾害防治的一大任务在于破解围岩破坏“密码”。长期以来，卡斯特纳公式、轴变换理论等经典理论难以解释采矿应力作用下采矿巷道顶板不均匀塌陷现象，已成为制约安全预防和隧道安全控制的一大瓶颈。。 自2011年开始攻读博士学位以来，赵志强在导师、全国知名隧道围石治理专家马念杰教授的指导下，将研究重点集中在隧道围石方面。破坏形态学和进化规则的研究，誓要打破这种认知限制。通过大量现场观察、室内实验和数值模拟，团队经过多年研究终于取得突破——发现巷道围岩在采矿高偏应力环境下​​会呈现“蝴蝶破坏”形态。首次从理论层面建立了巷道围岩破坏形式的判别标准，开辟了巷道蝶形破坏形态特征的研究新领域，发展了“巷道蝶形破坏理论”。 这一理论不仅揭示了黄油的作用机理不仅对大变形隧道飞顶塌陷问题进行了研究，而且在同一理论框架内讨论了大变形、顶板塌陷、土压力作用等多类灾害的物理现象，为隧道灾害防治提供了系统的理论支撑。 2021年，全国煤炭工业第九次科技大会上，“应用蝶形破坏理论解释隧道顶板塌陷、鼓底、不对称大变形、岩爆、煤与瓦斯突出、地震等动力灾害形成机理”被列为“十三五”期间支撑煤炭的重点科技支撑。 3、技术装备落地：掀起安全高效革命 “理论不能停留在纸面上，一定是‘穷人’在保护安全。”赵志强团队基于蝴蝶失败理论，研发出覆盖巷道全使用周期、具有自主知识产权的全系列矩阵技术装备，成功解决了多项煤矿安全“老难题”。 “开挖巷道支护锚固一体机”就是典型代表。该装备包括综采液压支架钻进、集束式锚杆钻机和自适应智能钻进系统，为复杂条件下煤巷快速开挖提供基础技术支撑。 “以前隧道开挖时，条件复杂，空顶作业较多，安全风险很高。现在，支锚一体机可以将入口引入空顶区域，对裸露顶板进行支撑，工人在设备的保护下作业，从源头上杜绝了顶板坠落的风险。”该设备同时允许6-8台钻机同时作业o 智能化适应并行作业，提高支护效率150%，减少支护人员50%以上，推进煤巷支护智能化时期，成功入选国家能源领域第二批第一批（套）基础技术装备。 针对隧道隐患检测难、精准支护困难等问题，团队还取得了多项创新成果：发明了钻头式顶板塌陷危险检测仪，可在钻孔过程中实时识别顶板塌陷区域；开发可以优化支持的屋顶风险分类系统。保护参数；研制的弹簧锚索伸长率为10%，是普通锚索的3倍以上。抗冲击能量超过100,000焦耳。在5万焦耳的重锤冲击下，能瞬间膨胀200毫米而不断裂。完美适应大变形、动载隧道的需求。此外，“三节式”折叠式顶梁超前支架系统解决了传统超前支架反复支护、破顶的问题，可实现单人遥控操作，使矿区支护更加高效。 截至目前，这些技术已在国家能源集团、陕煤集团、中煤集团等大型能源企业近百个煤矿推广应用，全部矿井巷道实现“0”顶板塌陷事故，为煤矿安全生产构筑了坚实的防线。 4、搭建协作平台：汇聚行业创新力量 合理从攻关到技术转化，连续攻克一批重磅科研项目，推动团队打破“单兵作战”模式，迈向大学创新新高度y-大学研究合作。团队先后承担国家重点研发计划、国家973计划、国家自然科学基金等国家级项目以及国家能源集团、陕煤集团等企业研发项目，整合众多创新资源。 在此基础上，团队牵头与国家能源集团、山西煤炭进出口集团、湖南科技大学等10家行业单位深度合作，共同建立煤炭工业巷道支护与防灾研究中心。这一跨领域的平台建设，打破了科研与产业的壁垒，将公司的实际优势、高校的基础研究能力和团队的技术研究经验深度融合，构建了创新研发与技术服务的强大合力。。 为加快成果落地，各方共同开展“理论-技术-设备-标准”一体化科研模式，创新实施煤炭行业“交钥匙计划”——根据不同煤矿地质条件和生产需求提供定制化解决方案。同时，团队牵头制定了100余项《道路支护（电缆）支护技术规范和标准》，推动行业从“支护支护”向“科学支护”的系统化转型。 “科学研究不是孤军奋战，我们必须聚集更多的力量来保障能源安全。”截至目前，该平台已为全国200多个煤矿提供一体化技术服务，培养了一支理论素养与实践技能兼备的隧道防灾专业人才队伍，让创新不断向行业传承。 5. 尊敬的口述见证责任：坚守初心，开启新征程 经过十余年的深海煤炭勘探，团队的科研成果得到学术界和工业界的广泛认可。获国家科技进步二等奖、湖南省科技进步一等奖、中国煤炭工业科学技术奖一等奖。这些奖项的背后，是团队对“保障矿工安全，保障能源安全”初心的坚持，也是对科研人员责任的清晰诠释。 果能神东上湾煤矿井下8.8m超大采高工作面勘察 “我生逢其时，肩负重任。”如今，赵志强仍然带领着他的团队经常奔走于煤炭线路。 “未来，我们也将攻克深埋隧道灾害防治新难题，让每一条隧道都成为安全通道，为国家能源安全贡献更多科研成果。” 从救援领域的协作，到巷道防治领域的引领创新，这个团队用实际行动明确了科研人员的职责和责任。在保障国家能源安全的征途中，他们就像煤海里的“安全卫士”。他们以创新为光，以坚守为盾，持续守护煤矿生产“生命线”。他们也为更多科研团体“为祖国写论文”做出了榜样。 （张青供图） 以上内容为宣传信息，所涉及内容不代表本网站观点，不构成投资建议或消费建议。 版权保护：内容本网站所发布的内容（包括文字、图片、多媒体信息等）版权归中国日报网（中国日报国际文化传媒（北京）有限公司）独家使用。未经中国日报网事先同意和许可，禁止转载和使用。向中国日报提交评论：[email protected]