“考大学时填志愿,看到采矿工程专业,还以为是金矿、银矿。到学校报到之后,才知道是煤矿。”1998年考入中国矿业大学的吴拥政,来自河南农村一个普通家庭。聪明与勤奋,让他成为当年村里唯一一个考上大学的人,报学校、填志愿时自然也没人指导,就这样阴差阳错入了煤炭的行。
如今,吴拥政已是中国煤炭科工集团天地科技股份有限公司巷道所副所长,在煤炭行业做了10余年的研究。主持和参与国家“863”计划、国家自然科学基金、国家科技支撑计划等科研项目60余项;研究成果获国家科技进步二等奖、省部级科技进步一等奖;发表论文50余篇,其中SCI/EI收录23篇。
用吴拥政的导师——中国工程院院士、中国煤炭科工集团首席科学家康红普的话说,吴拥政是他所带的50多名学生中,最优秀的学生之一。“有的人只是科研做得好,市场跑不了。有的人能说会道,市场跑得了,做起科研却差些火候。”康红普说,“吴拥政是难得的两方面能力都很强的人——做得了科研,跑得了市场。”
煤矿巷道支护研究和实践者
我国巷道掘进效率一直较低,而制约掘进效率的最重要因素是支护。据吴拥政介绍,在部分掘进巷道中,60%至70%的时间都花费在支护上。目前,全国综掘工作面的平均推进速度是186米/月,赶不上回采工作面的平均推进速度。
本科毕业后就来到中国煤炭科工集团的吴拥政,在导师康红普的指导下,从地质力学参数研究做起,开始接触巷道支护实践。
地质力学参数是巷道支护的重要依据,但我国长期以来积累的地质力学参数匮乏。针对该问题,中国煤炭科工集团于1999年成立了研究地质力学参数的课题组,从无到有,研发了我国煤矿首套小孔径水压致裂井下地质力学原位快速测试方法及装备。
“在我参加工作的时候,地质力学参数测试装备已经基本研发出来了。”吴拥政说。作为该课题组成员,吴拥政主要负责山西矿区、河南矿区等地的测试工作。为此,他得到了大量的基础数据。
2006年,他参与研发的地质力学原位快速测试方法及装备被授权国家发明专利。这让他感受到了极大的成就感。
“巷道支护方面大的理论体系已经形成。从理论到实践,如何实现?这需要更多的研究去支撑。”在吴拥政看来,随着煤矿开采深度的增加及开采强度的提高,井下锚杆、锚索破断现象频发,传统的锚杆支护材料已不能满足生产需要。
“目前支护材料的种类不够多,可发展空间很大。”他说。
据介绍,现有的锚杆支护材料研究分为两大块。一是热轧工艺,其冲击吸收功指标(检测材料韧性的指标)较低,600兆帕级为该材料的上限。二是热处理材料,是吴拥政重点研发的方向。
为验证数据,他辗转于国家钢铁材料检测中心、锚杆支护测试中心等多个机构,对支护材料的宏观及微细观断口进行分析。为模拟井下锚杆实际受力工况,他带领团队开发出世界上唯一一台大型锚杆受力综合试验台,并获得9项发明专利。经过理论分析、室内试验、现场实践,他们最终揭示了锚杆在井下的受力状态及破断机理。
以玻璃钢锚杆为例。“以前的玻璃钢锚杆标准扭矩是40牛米,扭矩很小,意味着没有足够的力量约束围岩变形。如何加大扭矩,实现主动支护?”吴拥政说,他们开发出的大扭矩玻璃钢锚杆等支护材料,一般扭矩为250牛米,最高可以达到400牛米。以前的锚杆预紧力基本为0,而他们开发出的可达30千牛。
除大扭矩玻璃钢锚杆外,他还主持开发了750兆帕级超高强度热处理锚杆系列材料、1100兆帕级矿用预应力钢棒等,极大丰富了我国煤矿支护材料品种。
此外,他开发出煤矿井下定向水力压裂顶板控制技术与装备,揭示煤矿留巷巷道定向水力压裂卸压机理,显著提升了矿山压力与岩层控制技术水平;提出煤矿巷道高预应力一次支护理论,成为指导煤矿巷道支护工程的有效理论;开发出煤矿巷道高预应力锚杆支护成套技术,解决了大量复杂困难巷道支护难题。这些研究成果,在大同、潞安、晋城等30余个矿区成功应用。
做经营和搞研究一样,都要创新
东西研究出来了,最终要在市场落地。以什么样的方式落地?怎样在市场竞争中站稳脚跟?如何与基地建立持续可靠的合作关系?这些“商人”该思考的问题,却让习惯于搞科研的吴拥政费了不少脑筋。
“我们所做的基础研究、研发出的技术成果,目的是什么?是产业化。”吴拥政所在的天地科技股份有限公司,作为中央科技型企业,其特色之一就是迅速将研究成果产业化。
早期研发的小孔径水压致裂井下地质力学原位快速测试方法及装备,被该公司用来做科研服务,只需对方提供技术服务费。从研发使用至今,利用该方法,他们在15个省(自治区、直辖市)的30多个矿区共完成了1000多个测点测试工作。
前几年煤炭效益不好的时候,煤炭行业基础项目呈现萎缩趋势。“怎么办?我就琢磨,科技上需要创新,经营上也需要创新。”吴拥政说。
传统项目是做 “四技服务”:技术开放、技术转让、技术咨询、技术服务。2008年,他负责对接的潞安集团某重点矿井发生冒顶事故。事故发生后,他去现场一看,发现许多问题。“设计图纸没问题,制定的标准也没问题,为什么会出事故?”他意识到,一项新技术引入矿井后,只靠最初的技术服务还不够,还需要后期的长线监督与管理。
为此,他提出了技术+管理的“潞安模式”——以技术人员驻矿和巡矿的方式服务矿井。以前只靠技术服务,巷道所在潞安集团每年签约的项目资金不到300万元。按照技术+管理的模式,巷道所与潞安集团每年签约的项目资金达950万元。
签约后,巷道所派去了15名技术人员,为潞安集团提供服务。“多投入些人,凭什么就能让签约资金翻倍?一是加强监管,帮助煤矿消除重大隐患;二是通过培训和授课,为煤矿培养技术人才。”吴拥政说。
遇到重大问题或隐患,派驻人员向上级汇报;遇到传统的”三违”问题,派驻人员就地解决。近3年来,吴拥政所在的团队,为服务矿井共发现安全隐患2万多条,其中重大隐患数百条。
在很多矿区,说起一个新东西,通常大家都知道是什么。但到了井下,具体怎么弄就不会了。“不会,我们就教他——离层仪怎么用、装在什么位置、采集数据需要多长时间。”吴拥政说。
除了一对一指导,他们每年对现场技术人员、管理人员进行培训也是常有的事。“煤炭企业效益不好的时候,很多人没法出去交流学习。这个时候怎么办?我们主动过去,告诉大家每年有什么新的进展。” 他说。
吴拥政提出,巷道所每年必须有一个重点创新项目,这个项目不考虑盈利与亏损。作为重大的、引领性的项目,其目的在于提升技术水平、提高影响力。每年巷道所比较大的创新,他都要从基地开始试验。“尽管不成熟,也要试一试。科研不害怕失败,发现问题是好事,根据问题再深度研发,合作关系会愈发紧密。如果一个合作项目做完就撤了,那就真完了。”他说。
“潞安集团这个基地,最早是我在做。基地开创不容易,但实现基地可延续、健康发展,同样很不容易。”康红普对吴拥政的经营天赋很认可,“其他人搞不活,吴拥政一去就搞活了。”
截至目前,巷道所与潞安集团的合同额累计达6000万元。“潞安模式”逐步推广,晋煤集团、西山煤电集团、霍州煤电集团、阳煤集团、晋能集团等纷纷复制,技术合同额累计达2亿元。
认真对待每个社会角色
“专注对待一件事情,对自己研究的东西感兴趣,能够从不断努力到最终实现目标的过程中感受到极大的成就感。”在吴拥政看来,这是“大多数科研工作者都拥有的状态”。但在他身上,还有更为可贵的东西——对待科研专注但不钻牛角尖,坐下来能搞研究、站起来能跑市场,既热衷于工作也热爱生活。
由于巷道所科研及技术推广工作多在煤矿井下生产一线,吴拥政每年出差天数都在260天以上。“很感激家人对我工作的支持。对于家庭,我付出的比较少,但也在尽力做好。”他说。
“男人在家不是挣到几个钱就完事了,要尽到一个做父亲、做丈夫的责任。后方稳定,前方好打仗。”吴拥政对自己有一个“不成文”的规定:尽量把出差时间安排在周一到周五,周末尽可能抽出时间回家,陪孩子、陪家人。即便遇到了需要连续出差数月的情况,也会每隔两周就抽个周末回家一趟。
吴拥政的这套“出差法则”,在巷道所是出了名的。“有一次我出差回来报销,找吴所长签字时,他看到我连续出差超过两周,还批评了我。”巷道所锚杆三室研究室主任何杰说,“在外出差时,他常说,事情处理完了就回家,不要担心来回费用。”何杰觉得,这样的要求,一方面是提醒大家工作再忙也要记得照顾家庭,另一方面也在督促大家专注于工作、提高工作效率。
“既然选择了某件事、扮演了某个角色,就要尽力做到完美。”吴拥政努力在各个角色中寻找平衡,“但有时事情太多,也犯过错。”他回忆,有次周末正陪家人在公园散步,突然接到康红普的电话,询问某项工作做得如何了,才想到“自己其实还没有着手去做”。“那件事让我印象很深刻。”吴拥政说,“统筹好每一件事情是很不容易的,但不意味着不去尝试。”
据吴拥政介绍,他所在的巷道所每年指导的巷道超过200条,其中包括多种复杂困难巷道。“研究没有止境,在煤炭行业尤其如此。我国煤矿地质条件太复杂,不是说这个问题在这个矿区解决了,在另一个矿区就能解决。”他说。一个理论的提出,如何更好地应用于实践,还有很长的路要走。