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扎根科研一线的“追光者” |
——访山东科技大学机械电子工程学院教授张强团队 |
■本报记者 廖洋 通讯员 韩洪烁 徐展
冬日的青岛,寒风凛冽。已近凌晨,山东省矿山机械工程重点实验室里依旧灯火通明,山东科技大学机械电子工程学院院长、教授张强和师生们一起聚精会神地做着模拟实验。
这是一个奋战在科研“追光”路上的年轻而富有活力的科研团队,由9名教师和37名硕博研究生组成,团队教师平均年龄不足35岁。
这段日子,张强团队忙得不可开交。张强说,团队与三一重型装备有限公司合作的科研项目“超纯净水介质传动的纯水支架”已经完成,他现在必须考虑和解决的问题是如何保证产品在一线应用中达到近乎“绝对”安全稳定的要求。
“开采一吨煤会产生两吨废水,我国每年煤炭产量超40亿吨,累计产生废水超80亿吨。此外,传统液压支架内的乳化液时常出现泄漏问题,造成水体污染和土壤油质化,一百年都无法降解。”张强告诉《中国科学报》,这项技术早一天推广应用,就能早一天实现绿色清洁开采。
突破:聚焦前沿勇攀登
作为一个勇攀科研创新高峰的团队,近年来,张强团队研发了国际首个千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备、世界上最大的新型长寿命智能泵站系统、国内最大功率液压支架测试实验系统等一个又一个矿山“超级装备”。
“千万吨”似乎只需要装备夜以继日工作便能实现,但要在复杂工况环境下实现高强度工作绝非易事,开采装备是重中之重。因此,研发智能易控的高端装备成为煤矿建设的关键难题和挑战,这也是国内外科研工作者的研究重点。
为抢占这块前沿高地,张强带领团队坚持10余年扎根煤矿一线,经常舍弃休假时间,常年“泡”在煤海里开展科研攻关。2023年,他们研发出千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备,建成了世界首套1:1真实模拟煤矿环境的综采成套装备测试分析系统并通过验收,成果达到国际先进水平,实现了年产千万吨煤炭的综采工作面成套装备无故障运行,生产效率提高20%、人员减少70%。
2023年,“千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备”项目获山东省科技进步奖一等奖。
一系列突出的研究成果,源于团队多年的潜心研究和学术沉淀,更源于自觉服务国家重大建设需求的使命担当。在这一信念的驱动下,团队师生把采矿场当成研究的战场,一点点啃下矿山安全高效开采的“硬骨头”。目前,团队已拥有100余项专利技术,获山东省科技进步奖、青岛市科技进步奖等多项奖励。
解题:专啃生产上的“硬骨头”
张强团队在行业内是出了名的敢啃“硬骨头”的人,越是有挑战性的难题,他们越要往前冲。用张强的话说就是“哪里需要新技术,哪里就是我战斗的阵地”。
2021年,郑州煤矿机械集团股份有限公司因为液压支架防冲设计难题,打电话向张强求助。张强立即和团队成员带上设备到现场对接。经过一个多月的现场勘测与研发,他们设计出新型吸能防冲结构,解了企业的燃眉之急。
2023年,郑州煤矿机械集团股份有限公司再次遇到支架智能化升级难题时,又在第一时间找到了张强团队。这次,团队为其开发了新型支护机构及系统,实现了在机构设计和控制技术方面的突破。
团队组建以来,张强及团队成员每年奔赴全国各地30余座煤矿,了解煤矿一线的施工环境,掌握一线人员作业习惯,收集煤矿一线的技术需求。有一次,张强与往年一样,带着团队师生到中煤张家口煤矿机械有限责任公司现场实践。在与企业负责人交流中,他获悉企业生产遇到了刮板输送机耐磨制造工艺方面的难题。
“我们能不能解决?”从现场回来,张强便组织团队发起“头脑风暴”,从问题分析到解决方案,没漏掉一个细节。没多久,张强就来到该企业,当面提出了解决方案并签订了合作协议。
经过半年多的努力,团队研发了国内最长输送距离和连续运载能力超过6000万吨的高可靠性刮板输送机,实现了长运距刮板机高可靠性稳定运行,保障无故障年输送量达千万吨以上。
此后,张强团队与该公司陆续签订了中部槽钢耐磨合金研发、链轮耐磨优化技术及耐磨损机理等多个科研项目,为企业解决了一个又一个难题。
“行业的难题就是我们的选题,以技术进步助力‘富矿精开’高质量发展是我们的责任。”张强说。
育人:为行业培养一批批专业人才
在人才培养上,张强团队有一套自己的做法。团队每名教师每年至少要参与一个教学研究项目。团队还实行本科生“学业导师”制,让每一名教师与本科生“结对子”,从大一至大四全环节、全过程指导学生。
“培育青年人才梯队”是团队多年的追求。为了培养年轻人,几乎每一个项目、每一次外出试验,张强都会带上团队青年骨干。团队成员顾颉颖表示,自己从2016年起,在张强的带领下开始硕博连读阶段的学习,在一次次项目研究过程中,培养了能够弯下腰、扎下根、不怕苦的品质。
迄今,张强团队已培养硕博研究生50多人,为我国机械装备事业储备了一批生力军。2021届研究生毕业生米豪鼎因为在与中国煤炭科工集团太原研究院有限公司的合作中做出了很多成果,毕业后直接入职这家单位。“面试时,单位问了很多具体的实践操作问题,我之前做了很多应用项目,心里特别有底。”米豪鼎说。
从课内到课外,张强团队都有意识地引导学生热爱科研、走进科研。他还利用周末和休息时间指导学生参赛,有时,尽管教学、科研任务重的张强感到十分疲惫,一旦学生来求助,他仍会打起精神,耐心给予指导。经他指导的学生获10余项省级以上科创竞赛奖,其中“高端装备智能运维诊断系统”项目还实现了成果转化。
“行业的发展关键在人才。”张强说,“希望培养更多‘追光者’在科研的跑道上快速前行。”
《中国科学报》 (2024-12-05 第3版 综合)