煤炭作為我國主體能源，是保障國家能源安全與國民經濟發展的“壓艙石”和“穩定器”。我國85%以上煤礦采用井工開采模式，巷道作為井下生產運輸與人員逃生的生命通道，其圍巖穩定性直接決定礦井安全生產水平。長期以來，巷道大變形、冒頂等災害不僅威脅礦工生命安全，更制約著煤炭行業高質量發展。
在中國礦業大學（北京），有這樣一支科研團隊——由先進采礦研究院副院長、煤炭行業巷道支護與災害防治工程研究中心常務副主任趙志強帶領的巷道災害防治團隊。他們深耕煤海十余年，以理論突破破解行業“卡脖子”難題，用技術創新筑牢礦井安全防線，將科研成果轉化為守護礦工生命、推動行業升級的實際力量，書寫了科研工作者扎根一線、服務行業的擔當篇章，成為科研團隊助力國家能源安全的生動實踐。
一、97小時搶險救援：錨定科研初心
趙志強與煤礦安全的不解之緣，始于一場驚心動魄的救援行動。2012年，尚在攻讀博士學位的他，緊急奔赴貴州安利來煤礦，參與“7·25”頂板特大涉險事故搶險救援。在97個小時的晝夜堅守中，他與救援團隊并肩作戰、攻堅克難，最終實現被困58名礦工全部安全獲救。
“看著礦工兄弟平安走出巷道，我更加深刻地認識到，科研不只是紙上談兵的理論，更是守護生命的堅實盾牌。”這次救援經歷，讓趙志強堅定了科研方向——聚焦煤礦巷道頂板災害防治，立志“把個人成長融入煤炭行業發展需求，用技術進步為礦工筑起安全屏障”。
此后十余年，趙志強的足跡遍布全國15個省份的100多個煤礦。無論是深井下的隱患排查，還是緊急時刻的搶險救援，他始終沖鋒在一線。井下潮濕悶熱的環境、復雜多變的地質條件，從未動搖他的科研決心。“巷道安全是煤礦生產的‘生命線’，多解決一個技術難題，礦工就多一分安全保障。”這份初心，成為他長期扎根科研一線的不竭動力。
二、蝶形破壞理論：革新礦壓科學認知
巷道災害防治的核心，在于破解圍巖破壞的“密碼”。長期以來，Kastner公式、軸變論等經典理論，難以解釋采動應力下回采巷道的非均勻冒頂現象，成為制約巷道安全防治的關鍵瓶頸。
自2011年攻讀博士開始，趙志強便在其導師、全國巷道圍巖控制知名專家馬念杰教授指導下聚焦巷道圍巖破壞形態與演化規律研究，誓要打破這一認知局限。團隊通過大量現場觀測、室內實驗與數值模擬，歷經多年攻關終于取得突破——發現巷道圍巖在采動高偏應力環境下，會呈現“蝶形破壞”形態，并首次從理論層面建立巷道圍巖破壞形態判別準則，開拓了巷道蝶形破壞形態特性研究新領域，形成“巷道蝶形破壞理論”。
這一理論不僅揭示了大變形巷道蝶型冒頂機理，更將巷道大變形、冒頂、沖擊地壓等多類災害的物理現象，統一到同一理論框架下，為巷道災害防治提供了系統性理論支撐。2021年，在第九次全國煤炭工業科學技術大會上，“應用蝶形破壞理論解釋巷道冒頂、底鼓、非對稱大變形、沖擊地壓、煤與瓦斯突出及地震等動力災害形成機理”，被列為“十三五”煤炭重大科技支撐成果。
三、技術裝備落地：掀起安全效能革命
“理論不能停留在紙面上，要變成守護安全的‘硬家伙’。”基于蝶形破壞理論，趙志強團隊研發出覆蓋巷道全服務周期、擁有自主知識產權的全系列技術裝備矩陣，成功破解煤礦巷道安全多個“老大難”問題。
“掘進巷道支錨一體機”是其中的典型代表。該裝備集成綜掘液壓支架、集束式錨桿鉆機群與自適應智能鉆進系統，為復雜條件煤巷快速掘進提供關鍵技術支撐。“過去復雜條件下巷道掘進，存在大量空頂作業，安全風險極高。現在支錨一體機能率先進入空頂區支護裸頂，工人在裝備保護下作業，從源頭上消除冒頂隱患。”同時，該裝備實現6-8臺鉆機智能自適應平行作業，將支護效率提升150%、支護作業人員減少50%以上，推動煤巷支護邁入智能化時代，并成功入選第二批國家能源領域首臺（套）重大技術裝備。
針對巷道隱患難探測、支護難精準的問題，團隊還取得多項創新成果：發明鉆進式冒頂隱患探測儀，可在鉆孔過程中實時識別冒頂隱患區；開發冒頂隱患分級決策系統，能動態優化支護參數；研發的彈簧錨索延伸率達10%，是普通錨索的3倍以上，抗沖擊能量超10萬焦耳，在重錘5萬焦耳沖擊下瞬間延伸200mm仍不破斷，完全適配大變形和動載巷道需求。此外，“三段式”可折疊頂梁超前支架系統，解決了傳統超前支架反復支撐破壞頂板的難題，實現單人遙控操作，讓采動影響區支護更安全、更高效。
截至目前，這些技術已在國家能源集團、陜煤集團、中煤集團等大型能源企業的近百個煤礦推廣應用，實現全部應用礦井巷道“0”冒頂事故，為煤礦安全生產筑牢防線。
四、搭建協同平臺：凝聚行業創新力量
從理論研究到技術轉化，重量級科研項目的持續賦能，推動團隊突破“單兵作戰”模式，邁向產學研協同創新新高度。團隊先后承擔國家重點研發計劃課題、國家973計劃課題、國家自然科學基金重點項目等國家級項目，以及國家能源集團、陜煤集團等企業技術研發項目，整合多方創新資源。
在此基礎上，團隊主導聯合國家能源集團、山西煤炭進出口集團、湖南科技大學等10家行業單位深度協作，共同組建煤炭行業巷道支護與災害防治工程研究中心。這一跨領域平臺的搭建，打破了科研與產業的壁壘，將企業的現場實踐優勢、高校的基礎研究能力與團隊的技術攻關經驗深度融合，形成創新研發與技術服務的強大合力。
為加速成果落地，各方共同實踐“理論-技術-裝備-標準”一體化科研模式，在煤炭行業內創新性實施“交鑰匙計劃”——針對不同煤礦的地質條件與生產需求提供定制化解決方案。同時，團隊主導制定100余項《巷道錨桿（索）支護技術規范與標準》，推動行業從“經驗支護”向“科學支護”系統性轉變。
“科研不是孤軍奮戰，要匯聚更多力量守護能源安全。”截至目前，該平臺已為全國200多個煤礦提供一體化技術服務，培養出一批兼具理論素養與實踐能力的巷道災害防治專業人才，讓創新火種在行業內持續傳遞。
五、榮譽見證擔當：堅守初心再啟新程
十余年深耕煤海，團隊科研成果獲得學界與行業高度認可。他們先后斬獲國家科技進步二等獎、湖南省科技進步一等獎、中國煤炭工業科學技術一等獎等重量級獎項。這些榮譽的背后，是團隊對“保障礦工安全、守護能源安全”初心的執著堅守，更是對科研工作者責任擔當的生動詮釋。
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“生逢其時、重任在肩。”如今，趙志強依然帶領團隊頻繁穿梭于煤礦一線。“未來，我們還要攻克深部巷道災害防治的新難題，讓每一條巷道都成為安全通道，為國家能源安全貢獻更多科研力量。”
從搶險現場的協作攻堅，到巷道災害防治領域的引領創新，這支團隊用實際行動詮釋了科研工作者的責任與擔當。在保障國家能源安全的征程上，他們如同煤海中的“安全衛士”，以創新為燈、以堅守為盾，持續守護煤礦生產的“生命線”，也為更多科研團隊樹立了“把論文寫在祖國大地上”的典范。（圖片由張青授權提供）
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