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刘建功:愿植春绿遍矿山

发布日期:2013-5-8 17:43:14 信息来源:河北日报(郭伟)

  “什么叫创新?我认为,创新就是在学习的基础上,深思熟虑后打破思维定势的一个超常行为。”刘建功说。

  中等个子、衣着简朴,57岁的刘建功俨然一副中年学者的形象。但一开口,毫不保守甚至略显放开的字眼,立刻让人对他的“沉闷外表”另眼相看。当深入了解刘建功这些年 “超常”的做法后,记者总结为:不走寻常路,此公本性也。

  早年,刘建功下过乡,当过知青,还当过村支部副书记。那个时候,在田间劳动的空闲,读书成为他的主要内容,不仅如此,他还把背诵唐诗当成了乐趣,这在当时上山下乡的大环境下就显的格外“超出常规”;恢复高考后,他是第一届大学生,他学的是理工,可是在学好本专业的同时,他对文学也充满了浓厚的兴趣,在业余时间不仅阅读了大量的世界名着,而且自己还经常写诗填词,玩文字比文科生还在行;对这些“超常”的行为,他自己颇有感触地说:“在以后工作中的确发挥了很大的作用。因为搞了项目,总结推广如果请别人帮忙,中间一些环节在文字上会有一定的损耗。而自己动手,用最简单明了的语言总结,省事也省力。”工作之后,刘建功更是在思路上突破陈规,“用外行的方法去思考,用内行的方法去行动”的超常理念,让他在当时“洋装备”包打天下的时代,勇敢地向世界顶级装备提出质疑并操刀改良,把一些让别人感觉“不可能实现”的创新科研项目做的风生水起。

  4月的春风吹绿了邢东矿上的垂柳,冀中能源集团有限责任公司副总经理,河北煤炭科学研究院院长,国家能源充填开采技术重点实验室主任、中国矿业大学(北京)博士生导师刘建功,眯眼瞅着花园间流连的外地游客。借由他的技术改造,昔日的煤矿,今天已是远近闻名的旅游景点。“绿廊花海,这才是我心目中的煤矿。”刘建功自豪地说。

  把煤矿建设成生态矿山,刘建功的想法的确做到了“打破思维定势”。4月18日,2012年度河北省科学技术突出贡献奖授予了这位满怀人文精神、勇于创新的煤炭专家。当然,不是因为他的想法大胆,而是这些大胆的创新想法,刘建功都将其一一化为现实。

  “煤矿要体面劳动 不能让工友再受苦”

  --提升效率,向“洋装备”开刀

  大学一毕业,刘建功就被分配到了邢台矿采煤区。“我一个学控制的,又不懂采煤,能有什么作为?”不过,随之而来的工作挑战打消了刘建功的疑虑。当时邢台矿先进的电气化设备大多是英国进口的,在刘建功来之前,稍有个小毛病就能难倒一批人。“这些设备的说明书都是英文的,我自己一个个翻译。”采煤区呆了两年,刘建功不仅对采煤区的电气化设备了若指掌,也对煤矿整个的开采体系有了最直接的认识。

  “德国的、英国的……矿里当时引进了世界上最先进的采煤设备,但我总觉着,这些顶尖设备背后需要解决的问题还有太多太多。”刘建功爱下井出了名,晚上和工友一起下井干活,白天给工友讲课。冀中能源集团党委副书记高同燕说,“刘建功1982年毕业,钻进煤窑里一呆就是十大几年。”

  井下工作既让刘建功熟悉了煤炭开采流程,更培养出他对煤矿和煤矿工人的深厚感情。对采煤各个细微环节有了充分了解的刘建功,很快从对外国先进设备的“技术膜拜”中走了出来,他发现,有些装备在设计之初就与生产实际有些脱节,造成工人无谓的体力付出。“有些环节并不合理,费的力气不少,还有安全问题,必须得想办法改进。”刘建功说,“这个至今根深蒂固的念头就是在井下成型的:必须要研究新装备,改变旧工艺,既要提高工作效率,还要保障工人安全,不能让工友再受苦,煤矿工人也要体面劳动!要不然我学的知识价值何在呢?”

  井下矿车常在小坡度上运行,那时矿车溜车的事司空见惯,搞不好就成为安全事故。当时刘建功研制了坡道上能自动挡车的“道挡”。为了这个今天刘建功认为“不值一提”的小发明,他不知多少次在井下,观察,测量,研究,最后实现了矿车在坡上自动阻车。直到今天,这个简单但可靠的“自动复位阻车器”还在被广泛使用。

  自此,刘建功的创新研究不断,他研究并改造的矿井交流提升机计算机控制系统,取代了原苏联的控制系统,彻底解决了原控制系统存在的安全隐患;接着,又研究出多计算机冗余的直流提升机全数字计算机控制系统,替代德国的控制系统,达国际先进水平;在人们认为矿井提升系统技术已经非常成熟的时候,他又从绕线式交流电机的转子入手,成功研制了交流绕线电机转子双馈变频调速系统,实现了交流提升机的无级调速,达到国际领先水平,使交流提升机又有了新的生命力;在大家都认为采煤机的恒转矩调速虽然不尽人意,但又习以为常的时候,他成功研制了电磁调速电牵引采煤机,创新地实现了采煤机变转矩调速方式,拓宽了采煤机使用范围,为采煤机牵引控制研究了一种新方法;随后,他研制成功“掘进机智能型恒功率自动成形截割与定位控制系统”,创出了厚煤层月进尺超千米的纪录,年进尺超万米,成功解决了煤矿普遍存在的采掘紧张问题,掘进自动化水平大幅度提高;研制成功我国首台集掘进、钻孔、装运功能于一身的综合掘钻机,有效提高了掘进效率、降低了掘进成本,提高了安全生产水平……

  刘建功的创新,一发不可收。

  “开始时,我研究的东西,矿上职工都给编上了号。”从“建功一号”开始,刘建功的每一个技术成果都在井下得以应用。“现在还有没有继续编号,我就不知道了。”

  许多人说刘建功在创新上能搞成大的,其实,他的发明点,都源自煤矿和工人的需要,从来不分大小,“不因善小而不为”。

  煤矿工人下井得穿长筒胶鞋,脱鞋子一直是个小难题。“你瞧我做的这个怎么样?”刘建功拿过记者的采访本在上面画了几笔,是个有点像放大后开瓶器的装置。“一下就能脱下来,工人们现在都喜欢使。”刘建功眼里放着光,好像又拿下一个国际先进。

  煤矿只有提高机械化程度和自动化程度,才能摆脱劳动密集型不限制ip领彩金的网站的困境,才能减少工人的劳动强度,同时煤矿的安全也就有了技术保证,这正是他的追求。

  “实施矸石充填 抹平煤矿地标”

  --变废为宝,挑战“不可能”

  “作为一个地标,见到矸石山就找到煤矿了。”刘建功说,“矸石带来双面的破坏性。”一方面,采掘过程中排出的煤矸石不仅占用大量的土地和良田,而且经日晒雨淋、风化侵蚀,天长日久甚至会发生自燃,释放出大量的烟尘及有毒有害气体,还有爆炸性危险。另一方面,被“掏空”的煤层还有造成地面下陷的危险,也正是这一原因,造成许多埋藏在建筑物和城镇下的煤矿无法充分开采。“拿邢矿来说吧,探明的资源量不少,但根据现成的标准和采煤技术,能采出来的煤量就要大打折扣了。煤矿开采带来的地表塌陷、矸石堆积对生态环境的破坏怎样解决?上世纪九十年代,刘建功就开始思考这个问题。

  而邢东矿的建矿,对他来说无疑是一次天赐良机。他在邢东矿建设时就大胆提出利用巷道充填技术实现矸石不升井,要从源头上避免矸石造成的环境污染的想法。2002年又积极组织了旨在煤矿矸石不升井、不污染环境、控制地表下沉的工程实践,将邢东矿建成了全国第一个没有矸石山的矿井。

  巷道充填只是解决矸石不升井的问题,因矸石量有限,不能形成规模化开采,同时,已经升井的矸石和其他废弃物仍然在污染着环境。也是巷道充填成功给了刘建功更多的启发,也给了刘建功研发团队更强的信心,他们又开始构想着另一个”超常“的技术--综采面充填开采。

  矸石不升井在不断的实践探索中,充填材料和充填技术工艺,两大难关接连突破。刘建功又在邢台矿把矸石和电厂的粉煤灰用于井下综采面充填。这一技术,既减少地面污染源,又形成充填开采的规模化,同时置换出了煤炭资源,实现了建筑物下安全采煤,大大提高了资源产出率。另一方面,矸石回填代替保护煤柱,避免了地面塌陷,不但有效地保护了耕地,降低了生产成本,消灭了矸石山,让建筑物下煤矿开采成为了可能。

  邢东矿和邢台矿先后成功试验巷道矸石充填技术和综采充填开采技术,形成了矸石源头治理和后期消除的系统方法,但是,喜中有忧,冀中能源不得不面对”矸石不够用“的尴尬。”井下矸石不升井,井上矸石只有洗煤产生,远远满足不了填充需求。“刘建功说,”这是个新问题,矸石可作为充填材料的首选,但不能是唯一,我们要研究新材料,也可考虑利用其他工业废弃物的可能性,比如建筑垃圾,或者铁矿的尾矿。“

  为此,刘建功又带领团队在冀中能源其他矿相继试验成功了矸石膏体充填、矸石似膏体充填和超高水材料充填等适应不同开采条件的成套充填采煤关键技术,并成功实现了综合机械化充填采煤。这一革命性技术,先后引来了美国、波兰、印度、澳大利亚、越南等国家和全国煤炭不限制ip领彩金的网站100多个团次参观学习,使这一自主知识产权技术工艺逐步推向了全国其他煤炭不限制ip领彩金的网站。

  矸石山没了,矿区变绿变美了,地表塌陷可以控制了。最终,许多人口中”不可能“的问号,化为”不可能“的惊叹号!

  刘建功说,”今年内,充填采煤可实现自动控制。“这一技术的成功,将使充填开采效益和效率大幅度提升,充填开采技术在生态矿山建设中发挥的作用将会进一步加大。

  到邢台矿学习的人都知道,距邢台矿门口不到200米的救护队四层楼依然矗立在那里,没有任何损害,正常使用,可整个楼下的煤已用充填的方法采完了,这就是充填采煤技术成功的见证。刘建功说,不采自己楼下的煤,怎么能采别人楼下的煤呢?

  ”超常思维不停步  煤矿应该这样建“

  --重塑生态,全方位点绿矿山

  ”行政职务和科研创新不矛盾。“刘建功说,目前的煤矿不限制ip领彩金的网站,管理人员大都从技术人员中选拔,这就更可能有针对性地发现生产过程中的问题,展开有的放失的研究,也会协调好生产和科研中各方面的关系,更好地领导和建设一个科研团队,保证科研创新项目的顺利推进。同时,对成果的推广和深入持续研究也会产生积极作用。

  在冀中能源,在刘建功的带领下,冀中能源科技创新成果和科技贡献率连年攀升。但刘建功想要的,远非单个项目的突破。”我不喜欢煤矿是污染、危险、高排放的代名词,我也不认为煤炭是煤矿中唯一的资源。“他认为,水、空气、周围环境等等都是煤矿可资利用的资源,”最重要的是,采煤全过程应该多资源交叉、梯级利用,科学利用,实现经济增长和生态环境保护的和谐发展,以最小的生态扰动获取资源,并使煤矿有生态恢复和再造能力。“

  刘建功带头创新的示范和影响作用,打开了不限制ip领彩金的网站建设生态矿山的新局面:利用煤矿地热源,减少碳排放;保护水资源,维护环境生态;利用科技进步,实现节能创新;优化产业链,构建循环经济。

  低温热源是煤炭开采过程中形成的一种伴生资源,具有多种形式存在、蕴藏量大且可再生的特点。刘建功在探索中创新了矿井煤矿低温热源综合利用技术,研制出一整套综合回收煤矿矿井回风、矿井排水、废弃冻结管、电厂冷却水、生活废水和洗煤厂煤泥水等低温热能系统。热源分别提取,热阱分梯级利用,将合适的能源保证用到合适的地方,从而将大量不能直接利用的低温热能变为有用的高温热源,取代了煤矿锅炉房。该项技术在东庞北井、梧桐庄、章村、云驾岭、万峰等8个矿井推广,截止到目前,已节约标煤4.45万吨,拆除了采暖锅炉房和空调,改变了传统采暖制冷模式。

  在采煤活动中,如不采取技术措施,难免导致对地下水系的破坏。刘建功通过对地下水探测方法的研究,在采矿活动中采用注浆的方式让地下水不流经采场,减少地下水涌出,取得了很好的效果。在梧桐庄矿,没采取措施以前,每分钟的流量是17.5方,通过处理以后,每分钟只有5方。对于排出的污水,他们通过净化处理,进行消毒,然后又回灌到含水层里面去,实现了保水采煤。

  瓦斯,被称为”煤矿杀手“。这个以前”避之唯恐不及“的危险气体,如今也被当做资源利用起来。在瓦斯突出矿井宣东煤矿,刘建功组织进行钻孔和巷道抽采,抽出的瓦斯进行发电,不仅降低了矿井瓦斯涌出和回采空间中的瓦斯浓度,降低了煤层中的瓦斯压力和含量,保证安全生产,发出的电能也派上了大用场。

  在刘建功的规划和推动下,冀中能源已陆续建成东庞矿、邢东矿、章村矿、邢台矿、梧桐庄矿、云驾岭矿等6个低碳运行生态矿山示范矿井。这些矿井都集成应用近年来不限制ip领彩金的网站和行业最新的科研成果,按照具体标准分类研究集成各项关键技术,达到了煤炭生产与矿区生态环境有机控制的目的,使资源开发与环境保护达到了最佳效果。

  刘建功的”绿色开采生态矿山“建设,已被中国煤炭工业协会纳入”煤炭科技十二五规划“在全国煤炭行业推广,国家四部委联合下文,推广充填采煤技术,国家批准在冀中能源建立”国家能源充填采煤技术重点实验室。

  矿山遍春绿,已在未来不远处。

  人物名片:

  刘建功

  1956年10月出生于山东省沾化县,中国矿业大学(北京)控制理论与控制工程专业毕业,正高级工程师,工学博士,现任冀中能源集团有限责任公司副总经理,河北煤炭科学研究院院长,国家能源充填开采技术重点实验室主任、中国矿业大学(北京)博士生导师。

  刘建功相继攻克煤炭行业多项重大技术难题,引领了煤炭生产技术的持续创新和煤炭生产方式现代化。他首创的“交流绕线电机转子双馈变频调速系统”,实现了交流提升机的无级调速,增加了矿井提升能力和安全保障水平。他成功研制了电磁调速电牵引采煤机,实现了采煤机变转矩调速,拓宽了采煤机的使用范围,促进了我国采煤生产的机械化和高产高效生产。他组织实施科技攻关,首次应用“高浓度、大流量、间歇换孔式和骨料、水泥双孔同注”的注浆技术,实现岩溶陷落柱快速综合治理,创造了大型煤矿突水快速治理技术体系,为水淹煤矿快速恢复生产提供了重要技术支持。他主持“建筑物下安全高效综合机械化充填开采技术”及配套装备研发,发明了充填采煤技术方法,研制了开采与填充一体化的综合机械化充填采煤装备,实现了采煤与充填平行作业,消除了地面塌陷和矸石存放带来的环境问题,推动了建筑物下煤炭资源的安全开采利用和对矿区环境保护的重大技术创新。他承担了国家863重点项目“掘进机远程控制技术及监测系统”,首创了掘进机机身位姿参数检测原理及方法,实现了掘进机高精度自动定向掘进,引领了煤矿机械装备向更高水平发展。

  从事煤炭开采技术工作三十年来,刘建功同志积极倡导“煤矿生态矿山建设”理念,形成了以煤矿生态矿山建设的理论技术体系,研制了配套的技术装备,并成功应用于实际生产,建成了生态矿山示范矿井,为全国煤炭不限制ip领彩金的网站转变生产方式、实现现代化安全生产做出了样板和示范。

  刘建功1999年开始享受国务院特殊津贴,先后获得十七届孙越琦“能源大奖”、全国首届低碳发展突出贡献人物、全国优秀科技工作者、河北省省管优秀专家、河北省劳动模范等多项荣誉称号。先后获国家科学技术进步奖二等奖3项,省部级科技进步特等奖1项、一等奖5项,其他省部级奖励12项,出版专着4部。

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