文/岳燕京

2017 年，煤炭科學(xué)研究總院迎來了60周年華誕。60年來，煤科總院累計承擔(dān)了行業(yè)70%的國家重點科技計劃項目，獲得了行業(yè)60%的國家級科技獎勵，攻克了一系列行業(yè)共性、基礎(chǔ)性的重大課題。為紀念60年的發(fā)展歷程，煤科總院的前輩和專家撰寫了一批紀念文章，真實記錄了幾代煤炭科技人員懷著對祖國和煤炭事業(yè)的熱愛，以無私奉獻精神勇攀煤炭科技高峰的典型事跡，用一項項輝煌的科技成果書寫了煤炭科技事業(yè)的不朽篇章，引領(lǐng)了煤炭工業(yè)的數(shù)次技術(shù)革命。

銘記歷史，不忘初心，中國煤炭學(xué)會黨委遴選出部分紀念文章以饗讀者。這些生動的文字記載了重大科研攻關(guān)事件、科技創(chuàng)新歷程和科技領(lǐng)軍人物，定會鼓舞后來者在新時代煤炭科技征程中敢于擔(dān)當(dāng)，再創(chuàng)輝煌。

洪伯潛，中國工程院院士，著名礦井建設(shè)特殊鑿井工程專家，50多年來一直在科研第一線從事礦井建設(shè)研究與實踐，是我國煤礦深大豎井鉆井法鑿井技術(shù)的開拓者之一。

洪伯潛先后主持完成了預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土井架、木里煤田高寒地區(qū)永凍層煤礦開發(fā)的可行性研究及鉆井法鑿井等國家及部級課題30多項，10次獲國家及省、部級科技進步獎，其中國家科學(xué)技術(shù)進步一等獎1項、二等獎2項，省、部級科學(xué)技術(shù)進步特等獎2項、一等獎1項。他擔(dān)任過北京建井研究所鉆井室主任、博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任中煤科工集團首席科學(xué)家、煤炭科學(xué)研究總院副總工程師、北京中煤礦山工程有限公司（煤科總院北京建井研究分院）學(xué)術(shù)委員會主任。他還是中國煤炭學(xué)會常務(wù)理事，濟南煤礦設(shè)計研究院高級顧問，1986年被評為國家級有突出貢獻的中青年專家，1990年7月首批獲國務(wù)院政府特殊津貼，1997年當(dāng)選中國工程院院士，先后發(fā)表學(xué)術(shù)論文40多篇，培養(yǎng)工學(xué)碩士2名、博士1名、在讀博士1名。

成才源于執(zhí)著

洪伯潛1931年出生于素有“海上花園”之稱的廈門鼓浪嶼一個知識分子家庭，1952年考入廈門大學(xué)土木工程系，一年后因全國高校院系調(diào)整調(diào)入浙江大學(xué)，攻讀他所熱愛的工業(yè)與民用建筑專業(yè) 。1956年，他獲得了首批浙江大學(xué)“三好優(yōu)等生”稱號，并成為一名中國共產(chǎn)黨黨員。畢業(yè)時，他在畢業(yè)分配志愿書上填寫下了“服從組織分配，到祖國需要的地方”。

人生是豐富多彩的，但也是富有戲劇性的。上世紀50年代中期的中國，正掀起五年計劃建設(shè)高潮，百業(yè)待興，各行各業(yè)都需要大批建設(shè)人才。1956年，洪伯潛被分配到煤炭科學(xué)研究院，這是他沒有想到的。他從建筑設(shè)計之夢開始，卻以煤礦建井之實步入了人生征程。

1957年秋，洪伯潛參與組織煤炭部預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)新技術(shù)學(xué)習(xí)班，而后負責(zé)有關(guān)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的課題研究。從1966年開始，他連續(xù)三年赴海拔近4300米的青藏高原，從事高寒地區(qū)開礦可行性研究，經(jīng)受了低氣壓、高海拔等惡劣條件的考驗。之后的大部分時間，他都是在礦井井筒過含水地層的特殊施工工地和其他

科研現(xiàn)場度過的。從1972年起，他擔(dān)任建井所鉆井研究室主任長達20年之久。他深知，對于一個原本對煤礦生產(chǎn)建設(shè)一無所知的門外漢，要想很好地完成組織交給的任務(wù)，掌握并開拓這一工程領(lǐng)域的技術(shù)，除了不斷努力學(xué)習(xí)必要的書本知識外，還必須時刻牢記“不斷求知于實踐、求師于他人”。他每年都在現(xiàn)場堅守八九個月的時間，在實踐中不斷摸索實踐。“六五”和“七五”期間，他承擔(dān)并完成了國家重點科技攻關(guān)項目《深井鉆井法鑿井技術(shù)的研究》，1986年榮獲國家“六五”科技攻關(guān)先進個人獎，被人事部授予“有突出貢獻的中青年專家”稱號。1991年后，他擔(dān)任了鉆井室主任工程師，仍致力于鉆井法鑿井技術(shù)拓展應(yīng)用于水下樁基工程、混凝土質(zhì)量檢測儀表等技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)研究，并取得了豐碩成果。

攝影/于小川

勤奮鑄就成功

洪伯潛承擔(dān)的第一個課題，是1958年在鶴壁原鹿樓礦試制我國第一座15米懸臂式預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土井架，成為煤炭部推行“鋼木代用”的示范工程。1964年，他研制成功32米高預(yù)應(yīng)力混凝土井架，填補了國內(nèi)礦山預(yù)應(yīng)力混凝土大型特種結(jié)構(gòu)的空白。1969年，他主持完成了煤炭部組織的《青海木里煤田聚乎更礦區(qū)高寒地帶（海拔4300米)煤田開發(fā)的可行性》研究課題，歷經(jīng)三年的現(xiàn)場試驗，完成了平巷掘進、高原設(shè)備效率、永凍土層地基基礎(chǔ)等大量實體工程試驗，為以后該類礦區(qū)開發(fā)提供了可靠依據(jù)。

洪伯潛自1972年開始從事鉆井法鑿井的研究，是我國最早的三種煤礦專用鉆機中兩種鉆機的主要研究設(shè)計者。他參與了潘三西風(fēng)井（508米）、龍固主井（582.75米）等趕超世界水平的井筒施工方案的制定和施工，承擔(dān)了包括謝橋西風(fēng)井、龍固主井和風(fēng)井、龍口梁家風(fēng)井在內(nèi)的十幾個疑難鉆井井壁設(shè)計或?qū)彶?，與團隊共同完成了國家“六五”和“七五”科技攻關(guān)項目《深井鉆井法鑿井技術(shù)的研究》，使鉆井法成為我國首先通過440米表土不穩(wěn)定含水地層、鉆井深度508米、獨具優(yōu)勢的大直徑井筒特殊施工方法，綜合技術(shù)達到國際先進水平，獲得國家“六五”重點科技攻關(guān)項目獎和國家科學(xué)技術(shù)進步一等獎。

鉆井井筒永久支護是地面分段預(yù)制的鋼筋混凝土井壁，通過特殊的技術(shù)措施，下沉安裝并與井筒固結(jié)。對于深達四五百米的大直徑深井鉆井工程，井筒支護技術(shù)是保證鉆井法成功的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。根據(jù)深井條件，洪伯潛首次提出依據(jù)井筒深度采用不同厚度井壁的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法和構(gòu)造措施，解決了深大井筒鉆井井壁總體設(shè)計的關(guān)鍵問題；引入建筑工程的約束混凝土結(jié)構(gòu)基本原理，將擁有知識產(chǎn)權(quán)的單內(nèi)鋼板－鋼筋混凝土復(fù)合井壁成功應(yīng)用于鉆井法鑿井深部的井筒支護；研究解決了井壁節(jié)間注漿材料和工藝問題，實現(xiàn)了井壁豎向荷載的均勻傳遞；根據(jù)壓桿的穩(wěn)定原理，探索并首次提出井壁懸浮下沉整體軸向失穩(wěn)的問題，創(chuàng)立了采用力矩平衡法安全控制第一段合理充填高度和配重水添加量計算公式；首次提出在內(nèi)鋼板預(yù)留泄水孔的方案，從而杜絕了鋼板井壁鼓包事故的發(fā)生，保證了井筒長期使用安全。在此期間，洪伯潛還負責(zé)完成了“鉆井壁后充填機械化”的研究，實現(xiàn)了鉆井法鑿井全部工序機械化，建成當(dāng)時性能最齊全、工藝最先進的井壁試驗裝置，并將鉆井技術(shù)擴大應(yīng)用至水下大型橋基工程，主持和參加了3個型號大型工程鉆機（直徑3米）的研究設(shè)計工作，參與了珠海橫琴大橋和浙江上虞人民路大橋主橋墩水下直徑3米群樁鉆孔施工技術(shù)方案的制定、設(shè)計和實施。

再攀新高峰

進入新世紀，已是古稀之年的洪伯潛院士在科研的道路上更加忘我投入。

隨著改革開放的深入和國民經(jīng)濟的發(fā)展，國家對能源的需求量越來越大。2002年，國家關(guān)于建設(shè)大型煤炭基地的部署喚醒了沉睡多年的巨野煤田，深藏于地下的煤田急需高新技術(shù)的支持才可能順利開發(fā)。魯西南巨野煤田龍固礦井是設(shè)計生產(chǎn)能力600萬噸/年的特大型礦井，地處巨野煤田中部。巨野煤田已探明地質(zhì)儲量為48.69億噸，煤質(zhì)優(yōu)良，為低灰、低磷、特低硫、中高發(fā)熱量的優(yōu)質(zhì)煤，且煤類齊全，可采區(qū)煤層平均厚度7.16米，適合建設(shè)大型礦井，具有很高的開發(fā)價值。巨野煤田已被發(fā)現(xiàn)20余年，遲遲沒有開發(fā)的原因是該煤田被平均厚度620米的特厚沖積層所覆蓋，由此帶來的一系列技術(shù)問題前所未有，使建井難度倍增。洪伯潛院士受邀于這一關(guān)鍵時刻，投入到龍固礦井井筒施工方案的研究和制定當(dāng)中。

洪伯潛院士負責(zé)鉆井井壁結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算，重大責(zé)任系于一身。從2002年6月起，歷時18個月，年過七旬的洪伯潛院士按照2002年發(fā)布的《混凝土設(shè)計新規(guī)范》，走上了殫精竭慮的設(shè)計之途。他伏于桌前，與電腦為伴，縝密構(gòu)思井壁抵抗巨大地層壓力的合理計算方法，經(jīng)常夜不成寐，幾次午夜起身記下自己的奇思妙想。他總結(jié)多年井壁設(shè)計的經(jīng)驗，潛心研究這次井壁結(jié)構(gòu)的新特點，形成了完整的設(shè)計思路和可靠的計算方法，完成了龍固礦3個鉆井井筒的井壁設(shè)計和計算，并與濟南煤礦設(shè)計研究院合作完成了3個井筒的設(shè)計圖紙。一份份嚴格推敲的計算書，一張張嚴謹繪制的藍圖，無不凝聚著他500多個日日夜夜的思慮，無不記載著他引領(lǐng)中國煤礦鉆井技術(shù)攀登世界高峰的歷程。

2004年4月，12種型號、121節(jié)、22000多噸、相當(dāng)于200層樓房高度的主1井壁開始懸浮下沉。這是前所未有的宏大工程，不能有絲毫閃失，否則已鉆鑿的井筒將前功盡棄。洪伯潛院士親自制定了井壁懸浮下沉和壁后充填的施工工藝，力保施工和設(shè)計環(huán)環(huán)相扣，不出現(xiàn)任何差錯。下沉井壁的30多天里，洪伯潛院士一直守在現(xiàn)場，對現(xiàn)場技術(shù)人員和工人進行指導(dǎo)，及時召開會議研究解決偶發(fā)問題。巨大的壓力使他寢食難安，需要靠安眠藥才能入睡。工作責(zé)任感使他顧不上高齡和身體不適，白天奔波在工地，晚上仍然加班加點進行工序的檢查和驗證、數(shù)據(jù)的反復(fù)驗算與核對，就連“五一”節(jié)也是在工地度過的。2004年4月28日，121節(jié)井壁安全下沉到位，標志著世界礦山史上一個鉆井工程的新紀錄誕生了！

洪伯潛院士（中）與技術(shù)人員一起分析巖層樣本（圖片由中國煤炭學(xué)會提供）

從2002年開始，洪伯潛院士作為國家“十五”科技攻關(guān)項目《龍固主井（雙井筒）近600米鉆井法鑿井技術(shù)研究與應(yīng)用》的技術(shù)負責(zé)人，主持項目可行性論證和主要參數(shù)的確定，負責(zé)井壁結(jié)構(gòu)形式及設(shè)計方法研究，承擔(dān)結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，解決了深井井壁承受巨大外力對強度的要求和懸浮下沉安裝與自重限制的矛盾。該項目的完成，解決了山東巨野煤田發(fā)現(xiàn)20多年未能開發(fā)的難題，獲得國家科技進步二等獎和煤炭行業(yè)科技進步特等獎。龍固主井鉆井深度582.75米，穿過沖積層546.48米，均屬當(dāng)時國內(nèi)外第一，綜合技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平，帶動了一大批條件類似礦井的建設(shè)。

2007年5月，洪伯潛院士應(yīng)國投新集能源股份有限公司的邀請，承擔(dān)鉆井法鑿井深度超過650米的板集煤礦主井、風(fēng)井井壁懸浮下沉豎向結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制的設(shè)計和實施指導(dǎo)，又邁向新的征程。

艱辛探索，百味人生。洪伯潛院士堅守“得寓于失，樂寓于苦，成功源于奮斗”的信念，從一個非礦業(yè)院校畢業(yè)的青年，成長為礦井建設(shè)領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，在鉆機設(shè)計、鉆井工藝、井筒支護技術(shù)等方面取得了巨大成就，是該領(lǐng)域能夠熟練掌握跨機械、礦建施工工藝及工程結(jié)構(gòu)等幾個不同專業(yè)的難得的專家。洪伯潛院士50余年辛勤探索、執(zhí)著奉獻的科學(xué)人生，是幾代煤炭行業(yè)科技人員創(chuàng)新攻關(guān)、無私奉獻的縮影。