□ 本刊記者 朱曉莉 于小川

王虹是《當(dāng)代礦工》雜志的老朋友，早在2005年，《當(dāng)代礦工》雜志的老前輩就采訪過他。當(dāng)年風(fēng)華正茂的青年科學(xué)家，如今已經(jīng)成為中國煤炭科工集團首席科學(xué)家，在全國乃至世界煤炭科技領(lǐng)域享有盛譽。

按照約定好的時間，《當(dāng)代礦工》雜志記者時隔16年再次采訪了王虹。敲開王虹辦公室的房門，迎接記者的是一雙明亮的眼睛和一臉暖暖的笑容。王虹溫文爾雅，說話娓娓道來，極具說服力，讓記者感受到了老一輩煤炭科學(xué)家淵博的學(xué)識和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、實事求是的治學(xué)態(tài)度。

從一片空白到技術(shù)突破

王虹出生在被譽為“太湖之濱”的美麗城市無錫。小時候，家里生火用的都是煤球，因為煤炭太缺乏了，煤球中被添加了太多的雜質(zhì)，所以經(jīng)常冒出濃煙，很難被引燃，當(dāng)時的王虹很不理解。在恢復(fù)高考之前，王虹在一家煉鋼廠當(dāng)工人。當(dāng)時，文化大革命剛結(jié)束，百廢待興，王虹深刻體會到了工人的艱辛，繁重的體力勞動和頻發(fā)的安全事故讓他思慮良久。

1978年秋天，中國迎來了科學(xué)的春天，給青年人帶來的最大喜訊就是恢復(fù)高考。由于有讀高中時打下的扎實基本功，王虹順利考上了中國礦業(yè)學(xué)院機械設(shè)計專業(yè)?！拔揖拖肟纯疵禾康降资窃趺撮_采出來的？這里面需要什么科技？”王虹笑著說。大學(xué)4年，王虹勤奮好學(xué)，刻苦鉆研，這對他后來近40年的科研工作產(chǎn)生了極大的影響。

在礦院學(xué)習(xí)期間，王虹就意識到，掘進在煤礦采、掘、機、運、通中，是最危險的一個環(huán)節(jié)?！霸诰C采工作面，有進風(fēng)巷、回風(fēng)巷、氣眼，這邊堵了，還可以從那邊出來，但是在掘進工作面就不行了。掘進是在獨頭巷道作業(yè)，如果巷道塌方了，人員很難撤離，所以礦工稱之為‘包餃子’。掘進還有一個最大的問題，就是存在大量粉塵，每年患矽肺病的有一半以上是來自掘進工作面的工人。”王虹強調(diào)：“掘進雖然危險，但也是最關(guān)鍵的，是采煤的‘先行基礎(chǔ)工程’，沒有掘進，再好的綜采設(shè)備也沒法安裝到工作面，所以說掘進是真真正正的幕后英雄。”因為熱愛，在學(xué)校，王虹就將專業(yè)方向選定為掘進工程技術(shù)。

1982年從中國礦業(yè)學(xué)院畢業(yè)后，王虹被分配到了煤炭科學(xué)研究總院太原分院。在當(dāng)時我國的煤炭開采領(lǐng)域，綜掘技術(shù)發(fā)展嚴(yán)重滯后于綜采技術(shù)，大型掘進機長期依賴國外進口。由于我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，國外的設(shè)計理論又不適合國內(nèi)掘進機的研發(fā)。20世紀(jì)80年代以來，采用國外經(jīng)驗公式設(shè)計的掘進機，普遍存在非常嚴(yán)重的截齒磨損嚴(yán)重、齒座前裂、排屑困難等問題。問題既是挑戰(zhàn)，更是機遇。作為第一批優(yōu)秀大學(xué)生，王虹趕上了好時代，被任命為“八五”期間重點科技攻關(guān)項目“重型懸臂式掘進機研制”課題組副組長，之后又成了組長。

“學(xué)習(xí)非常重要。當(dāng)時院里有一批非常優(yōu)秀的老專家，我跟著他們學(xué)到了很多寶貴經(jīng)驗?！蓖鹾缯f，“不過要想把團隊管理好，最重要的還是要有擔(dān)當(dāng)。作為團隊帶頭人，首先要有身先士卒的決心和勇氣，不怕臟不怕累，絕不能投機取巧?！?/p>

正如他所言，在牽頭組建國內(nèi)第一個重型掘進機研發(fā)團隊之后，王虹便投入到日夜攻關(guān)的艱難歲月中。那時，國內(nèi)掘進機研發(fā)處于剛剛起步階段，所有資料都是空白，國外的試驗方法與檢驗標(biāo)準(zhǔn)也處于嚴(yán)格保密狀態(tài)，這使王虹與團隊的技術(shù)攻關(guān)陷入了一窮二白的狀態(tài)。

“設(shè)計必須要有自己的理論體系，如果只是‘依葫蘆畫瓢’，設(shè)計出來的只能是個‘山寨版’?！睕]有可供參考的資料，他們便根據(jù)試驗來建立自己的標(biāo)準(zhǔn)體系，通過不斷設(shè)計、試驗的過程找出規(guī)律。在開展大量試驗研究之后，他帶領(lǐng)團隊構(gòu)建了截齒轉(zhuǎn)角、仰角、倒角、打擊角、單刀力、截線間距6個截割能力主控參數(shù)的力學(xué)模型，揭示了高效低比能耗巖石截割機理，首次建立巖石截割單刀力計算方法，提高了破巖能力。之后，他帶領(lǐng)團隊又開發(fā)出三螺旋線截齒布局的拋物線截割滾筒，通過自主研發(fā)的齒座自動定位系統(tǒng)保證了齒尖定位精度，優(yōu)化了截割塊度，滾筒壽命提高了1倍，截割比能耗降低1/3。

10余年的日夜攻關(guān)，終于取得了巨大成功——我國首臺EBJ-160重型臂式掘進機誕生了。在王虹的帶領(lǐng)下，團隊解決了重型掘進機適應(yīng)狹長空間的小體積大功率傳動技術(shù)難題，同體積掘進機裝機功率提高60%。在同煤馬脊梁礦巖石硬度f8.8～10.9、巖石比例52%、平均斷面15平方米的條件下，月進尺從80米提高到280米，創(chuàng)國內(nèi)同類條件掘進進尺新紀(jì)錄。1999年，“EBJ-160重型臂式掘進機”項目獲得了該年度國家科技進步獎二等獎。

第一個重大項目就讓王虹站上了國家獎的平臺，除了喜悅，他想到的是肩上的擔(dān)子更重了?！皩ξ襾碚f，這個項目最大的收獲是知道了掘進機是一個需要終身研究的課題。研究越深入，越感覺前面的路還很長?！?/p>

從克隆山寨到自主創(chuàng)新

王虹認(rèn)為，要想真正改變我國綜掘技術(shù)與裝備長期落后的局面，只有通過持續(xù)不斷的創(chuàng)新才能實現(xiàn)。

20世紀(jì)末，在EBJ-160重型懸臂式掘進機剛研發(fā)成功之后，王虹又馬不停蹄地帶領(lǐng)團隊投入到下一個更大的課題——研發(fā)EBJ-120TP型掘進機。

此時，國內(nèi)已引進了26種各先進國家生產(chǎn)的掘進機，有些掘進機在一些功能方面具有明顯優(yōu)勢，但在其他方面又有明顯不足，普遍存在截割硬度低、功率小、可靠性差等問題。基于前期EBJ-160型掘進機10余年的攻關(guān)經(jīng)驗，王虹意識到，此時已是集大成掘進機的誕生時機。

作為煤炭開采的關(guān)鍵裝備，掘進機的核心作用就是截割巖石。在研發(fā)掘進機的過程中，其所攜帶的齒間單刀力的設(shè)計至關(guān)重要，單刀力越大切割巖石的能力也就越大。

在多方探索之后，針對硬巖截割對截齒高強度針焊的要求，王虹帶領(lǐng)團隊研發(fā)了“三高”大直徑合金齒尖，首次開發(fā)了真空爐釬焊淬火連續(xù)工藝，提高了截齒綜合機械性能，截齒消耗降低了65%。針對截割頭破巖能力低的問題，他提出了基于高可靠性焊接強度的小直徑滾筒大單刀力設(shè)計方法，單刀力提高30%以上。

針對截割巖石產(chǎn)生的火花和粉塵問題，他們研發(fā)了高可靠性內(nèi)噴霧旋轉(zhuǎn)水封浮動裝置，水封壽命提高4倍，保證了作業(yè)環(huán)境和安全。針對傳統(tǒng)蟹爪裝運機構(gòu)故障率奇高的問題，他們研究成功大扭矩液壓直驅(qū)機構(gòu)，裝運故障基本消除，使得整機故障率下降36%，在國內(nèi)外掘進機上全面應(yīng)用。針對掘進機不能大坡度作業(yè)的問題，他們研發(fā)了油氣懸掛自適應(yīng)支撐機構(gòu)及行走減速器內(nèi)置高可靠性制動器，實現(xiàn)了17°坡度正常作業(yè)……

2000年初，國內(nèi)首臺高普適性EBJ-120TP型掘進機終于研發(fā)成功，其截割巖性和斷面適應(yīng)性顯著提高，在平煤集團投入運行，月進尺從平均195米提高到400米以上，達到了國內(nèi)外同類機型最好水平。王虹說：“EBJ-120TP是唯一一臺以拼音字母結(jié)尾的掘進機型號，T是代表太原分院，P則代表了平頂山礦務(wù)局?！蓖瑫r，該掘進機還創(chuàng)造了單一型號掘進機應(yīng)用1500臺的世界紀(jì)錄，推動了掘進機全面國產(chǎn)化，實現(xiàn)了我國巷道掘進從炮掘到綜掘的飛躍。

不僅如此，EBJ-120TP型掘進機誕生之后，還以同類進口設(shè)備三分之一的價格迅速占領(lǐng)國內(nèi)外市場。由于性能更強、價格更低，帶動國際掘進機價格不斷下滑。而在國產(chǎn)取代進口的同時，EBJ-120TP型掘進機還同時實現(xiàn)了掘進裝備“走出去”，為提升我國裝備制造能力作出了重要貢獻。

2004年，“EBJ-120TP型掘進機的研制與應(yīng)用”項目獲得了年度國家科技進步獎二等獎。短短幾年時間，王虹團隊再一次創(chuàng)造了奇跡。

“EBJ-120TP型掘進機到現(xiàn)在還在生產(chǎn)，相信在很長一段時間內(nèi)，它的世界紀(jì)錄都將繼續(xù)保存下去?！蓖鹾缃榻B說。對于EBJ-120TP型掘進機而言，研發(fā)工作已告一段落，但對王虹團隊來說，創(chuàng)新永無止境。

多年來，王虹帶領(lǐng)團隊開展了多項創(chuàng)新研究，主要包括：EM1A-30型掘進機研制，完善EBJ-160型掘進機履帶可靠性研究，重型采掘錨機組前期研究，提高硬巖截割頭可切割性和耐磨性研究，國家“七五”科技攻關(guān)項目EBJ-110型半煤巖掘進機，國家“八五”攻關(guān)項目EBH-132型掘進機，提高AM50型掘進機電氣系統(tǒng)主要元部件可靠性研究，山西省經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整“1311規(guī)劃”重點高新技術(shù)項目短壁機械化開采關(guān)鍵設(shè)備，科技部項目大功率重型刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、破碎機開發(fā)研究，國家發(fā)改委國家十大重大裝備研制項目年產(chǎn)600萬噸大采高綜采成套技術(shù)與裝備等。

30余年來，由王虹團隊開發(fā)的掘進技術(shù)裝備已在全國42個礦區(qū)成功應(yīng)用，累計銷售超過3000臺，推動了掘進技術(shù)裝備水平不斷進步，使煤礦掘進效率和安全保障程度大幅提升。從2000年到2020年，我國綜掘機械化程度從12.8%提高到65%，掘進速度提高3倍以上，掘進作業(yè)人員減少60%以上，相關(guān)產(chǎn)品在取代進口裝備的同時，實現(xiàn)了掘進裝備“走出去”，先后出口到印度、澳大利亞、俄羅斯等國家，提高了掘進裝備的全球市場占有率，支撐我國成為掘進機研發(fā)制造大國，全球90%以上的掘進機由國外制造轉(zhuǎn)變?yōu)橹袊圃?。王虹團隊的研究成果引領(lǐng)了世界掘進技術(shù)裝備的發(fā)展，實現(xiàn)了掘進技術(shù)的跨越，為推動我國掘進裝備從單一到成套、從機械化到智能化發(fā)揮了不可替代的作用。

“一次成功不難，難的是不斷突破、不斷創(chuàng)新?！蓖鹾缬脤嶋H行動向國內(nèi)外證明了中國團隊的自主創(chuàng)新實力！

從一路跟隨到并跑領(lǐng)跑

我國經(jīng)濟快速發(fā)展的背后，隱藏著能源過度消耗的現(xiàn)實。當(dāng)今世界，積極發(fā)展可再生能源已成為世界各國的戰(zhàn)略共識。盡管如此，作為一個“富煤少氣貧油”的國家，煤炭工業(yè)仍然占據(jù)我國能源的絕對主導(dǎo)地位。

王虹介紹說：“為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，近年來我國已不斷調(diào)整能源使用戰(zhàn)略，出臺了多項可再生能源鼓勵政策。盡管如此，煤炭的使用仍然超過一半，石油、天然氣只占據(jù)了百分之十幾，可再生能源同樣如此，中國的能源安全離不開煤炭?！痹谶@樣的現(xiàn)狀下，煤炭高效綠色開采更顯得至關(guān)重要。

“這些年我一直在提倡智能制造。在我看來，煤礦是最需要實現(xiàn)智能化的領(lǐng)域?！蓖鹾缯f。在他的想象中，未來的智慧礦山應(yīng)該是“井下無人、井上無煤”的場景。所謂“井下無人”就是礦井下再不需要礦工操作，所有的任務(wù)都由機器人完成，這樣一來就再也不用擔(dān)心礦工的安全了；而“井上無煤”即煤炭開采實現(xiàn)全流程封閉化，最大程度解決煤炭的污染問題，真正實現(xiàn)煤礦高效綠色安全開采。

在這一目標(biāo)的驅(qū)動下，王虹帶領(lǐng)團隊在煤礦智能化領(lǐng)域開始了持續(xù)創(chuàng)新。為解決掘進機問世后掘進和支護不能平行作業(yè)的“卡脖子”問題，在突破掘進機單機的基礎(chǔ)上，他們首次提出掘支運時空轉(zhuǎn)換模式和不同圍巖條件臨時支護方式，在保證空頂區(qū)域安全的前提下實現(xiàn)掘錨平行作業(yè)，并首創(chuàng)了掘支運“三位一體”快速掘進模式，提高了掘進效率，保障了礦井采掘接續(xù)和安全高效生產(chǎn)。

以“井下無人”為目標(biāo)，他們開發(fā)的以掘錨機為龍頭的快速成巷核心裝備，首次將掘錨機組、智能錨護機器人、柔性運輸系統(tǒng)、跨騎式轉(zhuǎn)載機、機載式除塵裝置用于快速掘進系統(tǒng)，平行作業(yè)時間由不足25%提高到75%；開發(fā)的掘錨機組超前臨時支護系統(tǒng)，將空頂距由1.2米減至0.4米，為安全掘進提供了保障；發(fā)明的首臺錨桿作業(yè)機器人，可根據(jù)煤巖特性動態(tài)調(diào)整扭矩，實現(xiàn)錨護連續(xù)安全作業(yè)，錨護人員減少50%以上。

而在“井上無煤”階段，為提高快速掘進系統(tǒng)的復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性，他們提出了“柔性運輸+錨桿錨索多排多臂同時作業(yè)+協(xié)同控制”快掘系統(tǒng)配套方式，實現(xiàn)了掘支運智能化協(xié)同作業(yè)，月進尺顯著提高；開發(fā)了輔助運輸系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛智能調(diào)度，保證了掘進作業(yè)快速穩(wěn)定推進，大大減輕了掘進工人的勞動強度，減少輔助運輸人員50%以上；發(fā)明了機載式除塵裝置，工作面總粉塵濃度降低98%以上，呼吸性粉塵濃度降低95%以上，作業(yè)環(huán)境顯著改善。

2006年，王虹帶領(lǐng)團隊完成的“CMM25-4型四臂錨桿鉆車”項目獲得了山西省科技進步獎一等獎；2009年，“年產(chǎn)600萬噸大采高綜采成套技術(shù)與裝備”項目又獲國家科技進步獎二等獎。在王虹的帶領(lǐng)下，團隊一次次破解世界級難題，研發(fā)的大斷面快速掘進系統(tǒng)在神東礦區(qū)最高月進尺達3088米，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄，并成功推廣到黃陵礦業(yè)、陜能匯森等大型煤炭企業(yè)。2019年度，“掘支運一體化快速掘進關(guān)鍵技術(shù)與裝備”獲煤炭工業(yè)科技進步獎特等獎。

40年來，從研發(fā)我國首個大型綜合掘進試驗臺開始，王虹帶領(lǐng)團隊真正實現(xiàn)了我國綜合掘進機從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的飛躍。如今，世界領(lǐng)先早已不是王虹團隊的目標(biāo)，中國的采掘裝備已經(jīng)站在了全球裝備的制高點，他們已將目標(biāo)瞄準(zhǔn)國外市場，要將中國裝備推向全球！

從權(quán)威專家到園丁伯樂

國家科技創(chuàng)新力的根本在于人。人才是第一資源，尤其是青年人才，是一個單位的希望，關(guān)系到企業(yè)的發(fā)展?！皞€人的力量總是有限的，科研事業(yè)需要更多年輕人傳承?！倍嗄陙恚瑸榱伺囵B(yǎng)更多優(yōu)秀青年科技人才持續(xù)創(chuàng)新，王虹不斷探索實踐，努力為青年科技人才創(chuàng)造更多施展才華的舞臺。

對于青年科研人員的成長，王虹有三點期待：一是要勤于思考，敢于質(zhì)疑，積極創(chuàng)新?！案矣谔岢霾煌庖姡还苁菍δ贻p人自己還是項目而言，都非常重要。”在王虹看來，向領(lǐng)導(dǎo)提出不同意見之前，本人一定經(jīng)過了一番思想斗爭?！澳芴岢鰡栴}，即使不成熟，也說明你的思考到達了一個新的階段?！彼恢惫膭钋嗄昕萍既瞬乓蚁敫覇?，勇于挑戰(zhàn)權(quán)威。二是要有強烈的責(zé)任感?！案憧蒲泄ぷ饕胸?zé)任心，要敢于負(fù)責(zé)任，敢于承擔(dān)責(zé)任。要腳踏實地，不能忘了我們煤炭人‘特別能吃苦、特別能奉獻、特別能戰(zhàn)斗’的精神，要把這些精神用到科研工作中，讓礦工工作的環(huán)境更舒服?！比且袛?shù)字化轉(zhuǎn)型意識。煤礦智能化建設(shè)是一個多學(xué)科交叉融合的復(fù)雜問題，涉及多系統(tǒng)、多學(xué)科、多專業(yè)、多領(lǐng)域、多工種的相互匹配融合。“以前的老工人都會‘敲幫問頂’，現(xiàn)在需要我們把老工人的經(jīng)驗都放到傳感器里面，通過計算機來自動分析，把當(dāng)年通過鮮血和汗水換來的教訓(xùn)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息?！蓖鹾缯f。

王虹總是鼓勵年輕人勇?lián)厝危趯嶋H工作中提高綜合素質(zhì)，并積極為他們創(chuàng)造平臺。在他的影響下，團隊一批又一批年輕人迅速成長起來，成為我國煤礦采掘領(lǐng)域的中流砥柱。

為了打破思維定勢，獲得創(chuàng)新助力，在王虹的倡導(dǎo)下，中國煤炭科工集團對科技人才分設(shè)了四個層次，分別為院士、一級首席科學(xué)家、二級首席科學(xué)家、三級首席科學(xué)家，同時成立了中央研究院，其組織機構(gòu)主要包括建設(shè)關(guān)鍵共性技術(shù)研究機構(gòu)、新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究機構(gòu)、海外研發(fā)機構(gòu)3類研發(fā)機構(gòu)和1類功能性資源與服務(wù)中心，共同為煤炭行業(yè)科技創(chuàng)新服務(wù)。

為了進一步加強科研工作者的創(chuàng)新能力，王虹還積極鼓勵和發(fā)展跨專業(yè)、跨區(qū)域、跨單位的學(xué)術(shù)交流、科技交流、人才交流，公費選派12名青年科研學(xué)者赴德國進行為期1年的訪學(xué)；與澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究院建立了長期合作關(guān)系，在導(dǎo)航系統(tǒng)、硬巖截割方面展開合作；定期開展“煤炭開采技術(shù)發(fā)展高峰論壇”……

巷道掘進作為煤礦安全高效開采的核心環(huán)節(jié)，需要更多人才進行技術(shù)傳承。昨天的世界紀(jì)錄只能停留在書頁上，只有持續(xù)不斷的創(chuàng)新才能始終保持領(lǐng)先。中國煤炭人的終極目標(biāo)也從不是爭奪第一，而是通過科技進步為人類服務(wù)。智慧礦山的目標(biāo)還沒實現(xiàn)，他們奮斗的路依然很長。

王虹接受本刊記者采訪