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2019-06-21 19:16

  矸石是煤炭开采和洗选加工过程中排出的一种固体废物,若弃置不用,不仅会占用大片土地,还会对环境产生严重危害……

  我校矿业学院赵同彬教授与团队成员聚焦矸石井下高效利用和采空区覆岩稳定,在历时5年之久的潜心研究后,完成“矸石充填开采关键技术及采空区覆岩稳定性研究”,前不久,该项技术获山东省科技进步奖二等奖。

  在山东省新旧动能转换全面起势之时,煤炭绿色安全开采呈现出一片生机勃勃的景象,赵同彬等人的研究无疑是煤炭行业的“锦上添花”。日前,记者对赵同彬进行了专访,详细了解矸石利用的“脱胎换骨”之变。

  记者:赵教授,您好!您和团队用5年时间致力于矸石充填开采关键技术及采空区覆岩稳定性研究,您能谈谈研究的初衷以及对未来行业发展的意义吗?

  在地上,矸石的堆积会对环境造成污染。然而据估算,每开采一亿吨煤炭约产生1400万吨煤矸石,我国煤矸石每年以超过3亿吨的速度持续增加,这是一个非常可怕的数字。

  而在地下,煤矿多年开采形成很多采空区,不仅时常引起地面沉陷等问题,还“虎视眈眈”矿井的安全生产。

  利用废弃矸石进行采空区充填是一举两得的解决方法,在矿山开采中得到了广泛的应用。但充填开采存在着充填率相对较低、覆岩控制效果较差、采空区监测监控技术不足等问题,这些问题限制了矸石充填开采的应用。

  如何破解煤矸石高效利用之困?如何保障采空区覆岩稳定?这是我们五年来一直坚持做的事情。如今,国家提倡“绿色”发展理念,山东省新旧动能转换重大工程对煤炭智能开采、绿色开采、采煤塌陷地综合治理等提出要求,用科技创新促进新旧动能转换,科研人员责无旁贷。

  赵同彬:好的。我们的创新成果主要有三项。第一,发明急倾斜煤层远程控制矸石充填技术,保证了长期高充采比充填;第二,研发井下超大量煤矸分离技术及综采全断面强力夯实充填配套工艺,大幅度提高了矸石的充填密实度;第三,构建了充填开采井下矿压、覆岩运动与地表沉陷协同监测技术体系,获得了覆岩破坏运动全程演化特征。

  这与国内外同类技术相比,充填技术水平得到大幅度提高,不仅保证了充填与回采的协调,而且提高了充填密实度,实现了矸石的高效利用。这些,都将有益于煤炭绿色开采和安全生产,让煤矿远离“千疮百孔”的“禁区”。

  记者:这个项目是由我们学校与新汶矿业集团有限责任公司、北京昊华能源股份有限公司等企业共同完成,您在研发过程中如何与企业进行深度合作的?

  赵同彬:是的,高校与企业进行联合研发是解决生产问题的重要抓手。为了能够实现校企联合,我们团队选择了新汶矿业集团、北京昊华公司等实力较强的企业进行合作,企业的参与为大型装备和技术的研发提供了重要的支撑。

  校企合作,也让我们的多项重要技术得以转化。比如,我们联合矿山企业进行充填技术的研发,经过长时间现场实验和技术优化,发明了绞车耙矸充填技术,实现了远距离的高效充填。像这样的合作研发与技术落地生根,也让我们的研究充满了生机和活力。

  此外,我校与新汶集团联合共建的煤矿充填开采国家工程实验室为项目的推广示范提供了平台,研究成果更加实用、有效,推广应用也在情理之中。

  赵同彬:我来山东科技大学工作之前,曾在徐州一个煤矿生产一线任采煤技术员,深知技术对于企业的重要性,也相对了解煤矿上的需求。

  在项目研究时,为了获得现场第一手的数据,我经常赶到合作的煤矿,进行井下的实地考察和现场试验。我觉得只有这样,才能更深入地了解井下的实际情况,技术研发才能够更好地满足工程需求,提高生产效率,保障生产安全。

  目前,我们的项目成果在新汶矿区、京西矿区等20余个矸石充填工作面得到应用,实现了矸石的高效利用,有效控制了岩层运动和地表沉陷,产生了良好的经济效益、社会效益和环境效益。

  我在2004年来到山东科技大学工作,先后承担了弹性力学基础、岩石力学、土力学与地基基础、工程地质、工程爆破等课程的教学任务,也指导了很多名研究生,在教学过程中,我时常会把企业生产一线的心得、体会分享给学生,让学生真正了解理论在现实中的应用情况。我一直觉得将科研融入教学更有利于大学生创新精神、综合素质的提升。

  在科研过程中,基础研究是关键。我也会带着学生在实验室进行大量的基础研究实验,从模型试验到数值分析,这些基础研究为后续技术的研发提供了大量的理论基础,同时,也让学生了解科研过程,培养他们的科研意识。

  在同事眼中,赵同彬始终坚持在科研第一线,爱钻研、爱琢磨,对科研有着执着的热爱;在学生眼中,赵同彬是“望之俨然,即之也温,一日为师,终身为父”的师者。

  十几年来始终保持着早到晚归的工作习惯,除了出差,他几乎每天都在办公室或者实验室,他的勤奋影响着团队的每一个人,也正是因为这种勤奋和拼搏精神,团队才能克服种种困难,取得众多科研成果和重大的技术突破。

  获山东省科技进步奖、教育部科技进步奖、国家安全生产科技成果奖;获“全国煤炭青年科技奖”“全国煤炭工业生产一线优秀青年科技工作者”……一项项闪亮的荣誉点缀着赵同彬的人生“简历”。