人物簡介：康紅普，1965年生，中國工程院院士，中國煤炭科工集團有限公司(以下簡稱中國煤科)科技委主任、首席科學家，煤炭資源高效開采與潔凈利用國家重點實驗室主任，中國煤科開采研究院黨委書記、執行董事，國家技術發明獎二等獎“煤礦巷道抗沖擊預應力支護關鍵技術”負責人。

近日，開發歷時15年，由天地科技股份有限公司作為第一完成單位，康紅普、吳擁政、林健、高富強、姜鵬飛等作為主要完成人的項目“煤礦巷道抗沖擊預應力支護關鍵技術”獲國家技術發明獎二等獎。

據了解，該項目在中國煤科人、財、物、試驗場地等的大力支持下，共有40多位成員參與了項目開發，項目得到國家科技支撐計劃、國家國際科技合作專項、國家“863”計劃及國家自然科學基金等資助。

“我們團隊研究這項技術的初衷就是要解決沖擊地壓、深部高應力及強采動巷道等復雜困難巷道支護難題，保證礦工的生命安全，降低煤礦生產成本，提高煤礦經濟效益。”康紅普說。

從業以來，康紅普30年一直專注從事煤礦巷道圍巖控制理論與技術研究工作，在領域內研發出一批具有領先性、影響力的重要研究成果。

15載攻關中國復雜地質條件煤礦巷道支護

中國現代化煤礦的建設與煤礦安全生產水平提升得來不易。

我國煤礦開采深度不斷加深。目前，開采深度超過1000m的煤礦有50余座，沖擊地壓礦井320余座。“最深達到1501米，而美國開采深度多為二三百米，澳大利亞也多是四五百米”。康紅普表示，開采深度越深，地應力越高，井下地質條件越復雜，礦井安全風險也隨之提升。

與此同時，我國煤礦主要是井工開采，每年新掘進巷道總長度高達12000km以上，其中回采巷道占比達到80%，規模世界第一。隨著開采深度與強度增大，出現了大量沖擊地壓、深部高應力及強采動巷道。

“復雜地質條件巷道支護難度大、容易發生冒頂事故。傳統支護技術不適應這些困難巷道，導致金屬支架損壞、錨桿與錨索破斷、頂板垮落，對煤礦安全生產造成極大威脅。同時，巷道維護成本大幅增加，給煤礦帶來嚴重的經濟負擔。”

據了解，煤礦巷道抗沖擊預應力支護關鍵技術的成功研發，在沖擊地壓、千米深井、強動壓等困難巷道中得到成功應用，提高了巷道支護效果與安全度，降低了支護成本，促進了煤礦安全高效生產，提升了我國煤礦巷道圍巖控制理論與技術水平，引領了礦山巖層控制科技的進步。

項目成果已在河南、山東、山西、內蒙古、陜西等10個省區的18個煤礦區得到廣泛應用。據康紅普介紹，在河南義馬礦區，該項技術的應用使得錨桿破斷降低98%，巷道圍巖變形減小65%，沖擊地壓影響明顯減弱，巷道支護效果顯著提高。

“我覺得這項技術推廣前景是非常好的。”康紅普表示。

事實上，在11月3日舉行的2020年度國家科學技術獎勵大會上，中國煤科負責和參與的科技成果共有4項獲獎，其中，國家技術發明獎二等獎2項、國家科技進步獎二等獎2項，煤礦巷道抗沖擊預應力支護關鍵技術是其中之一。

攻克多項技術難題

科學技術研究的進步從來不會一蹴而就。

在研發煤礦巷道抗沖擊預應力支護關鍵技術的15年間，康紅普團隊也曾經反復嘗試、多次嘗到了失敗的滋味。

康紅普團隊卻越挫越勇，在歷時8年研發錨桿動靜載力學性能測試系統的過程中，十幾版設計方案反復推翻、重建，不厭其煩，幾十次討論力求完善，終于形成了“臥式拉扭、斜式彎曲、立式剪切及擺錘沖擊”復合結構。國際首創能測試錨桿支護系統復雜受力狀態的綜合試驗平臺，攻克了動靜載復合應力作用下錨桿力學性能測試難題，揭示了錨桿沖擊破壞機理，確定出合理的抗沖擊預應力錨桿參數。

與此同時，通過不懈的努力與聯合攻關，自主研發出高沖擊韌性、超高強度、低成本錨桿制造新工藝與新鋼材，創新提出中頻加超音頻感應加熱普通鋼筋熱處理工藝。

“首先要到煤礦井下去了解錨桿支護狀態，之后研究錨桿是怎么受力、怎么變形破壞的，然后才能確定合理的錨桿結構、材料及加工工藝。”該項目開發的錨桿材料與加工工藝攻克了錨桿在沖擊載荷下易破斷的難題。同時，發明了錨桿、錨索預應力施加設備，解決了高預應力施加難題。

在錨固與注漿技術相結合方面，“我們發明了新型鉆錨注一體化錨桿、錨固與注漿材料及配套施工設備，攻克了全長預應力錨固難題，顯著提高了錨固效果及抗沖擊能力。”康紅普表示。

“項目的開發歷時15年，團隊付出了艱辛的努力。”對于中國煤科的支持與研發團隊的付出，康紅普表示感謝。他感謝國家對科技創新與科技人員的重視：“國家給予了我們很高的榮譽，使我們倍受鼓舞，進一步增強了科技創新自信，激勵我們出更多創新成果，為我國實現科技高水平自強自立作出更大貢獻。”

康紅普團隊在煤礦巷道圍巖控制理論與技術上的研究并未止步。

“智能化是煤礦實現安全高效的一個非常重要的途徑。如果巷道支護工藝裝備能夠實現智能化、無人化，掘進效率將會大幅提高，這對于煤礦高效建設與安全生產是很大的貢獻。我們現在正組織有關團隊進行智能化快速掘進與支護的研究。”康紅普表示，相關研究與試驗正在進行中，爭取在1-2年內獲得突破。

“科學家要專注、甘于坐冷板凳”

絕大多數的科學家“一生只專注于做一件事”，康紅普也是如此。

采訪過程中，康紅普幾次強調，此次煤礦巷道抗沖擊預應力支護關鍵技術獲得認可，正是取決于團隊長期連續不斷地攻關研究，取決于研究人員長期深入煤礦一線，取決于他們對解決煤礦支護問題專注、執著的精神。

“一項研究成果好不好，必須在井下進行實驗，而不只是在辦公室、實驗室”。康紅普介紹，團隊成員在項目研究期間，一年出差200余天，很多時間與一線工人一同下井。

“上來的時候，大家都帶著安全帽，臉都是黑的，看不出來是項目研究人員還是煤礦工人。一定要理論結合實際，一定要在現場與工人打成一片，才能夠保證項目的順利完成并取得比較好的效果”。康紅普說。

作為博士生導師，康紅普對學生的教誨也是要深入一線，打牢基礎。

他感嘆，通常一個技術的研究成功都要經歷至少7、8年的研究。“攻關是需要甘愿坐冷板凳的，要堅持一個方向十幾年，不能老是跟風去研究熱點，朝三暮四。”

青年是國家的未來，也是科技創新的中堅力量。

康紅普寄語青年科技工作者：“一是要選定目標，專注、執著，堅持不懈地努力;二是要理論聯系實際，深入現場掌握一線資料與數據;三是要把學習作為一輩子的事，要向書本學習、向實踐學習、向他人學習;四是要向老一輩科學家看齊，熱愛自己所從事的專業，甘于奉獻，長期奮斗”。

近年來，康紅普所在的中國煤科全面落實“1245”總體發展思路，大力實施創新驅動戰略，持續加大科技投入，強化關鍵核心技術攻關，研發出一大批具有突破性、引領性的重大科技成果。

新中國成立以來，我國涌現出了一大批甘于奉獻的科學家，他們躬耕專業領域，極大地推動了社會的進步，提高了人民的生活質量，推動了中國科技創新的崛起。隨著我國把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐，他們已經成為年輕人奮斗的新精神力量。

新時代呼喚新作為，中國科技工作者們還將前仆后繼，砥礪前行，推動我國科技事業取得更大進步，更多具有開創性、引領性的研究成果也定會不斷涌現。