李 莉 吳應清
從2007年參加工作至今,尹希文在工作崗位上一直兢兢業(yè)業(yè)。他勤于學習、勤于實踐、勤于思考、勤于總結(jié),腳踏實地開展煤礦綠色開采及巖層控制技術(shù)研究工作,先后參與完成國家自然科學基金項目、重點研發(fā)計劃等國家級項目十余項,主持橫向課題40余項,發(fā)表論文論著25篇,授權(quán)發(fā)明專利30余項。
尹希文的努力、勤勉為他帶來了科研上的突破:首次基于“壓桿理論”揭示了煤壁片幫機理,得到了煤壁易片幫范圍,為液壓支架護幫板設計和片幫治理提供了依據(jù);完善發(fā)展了“淺埋煤層覆巖‘切落體’結(jié)構(gòu)模型”,發(fā)明了液壓支架與圍巖雙周期分析方法;主持開發(fā)的“KJ21頂板監(jiān)測預警系統(tǒng)”已在國內(nèi)近百個礦區(qū)、300余個采煤工作面成功應用;主持開發(fā)的“一種適用于綜采工作面液壓支架的循環(huán)末阻力預測方法”獲中國專利銀獎。
尹希文
2022年12月28日,中國煤炭工業(yè)協(xié)會公布了2022年度中國煤炭工業(yè)科學技術(shù)獎獲獎項目,中煤科工開采研究院安全與生態(tài)環(huán)境研究分院院長尹希文牽頭的“一種適用于綜采工作面的液壓支架的循環(huán)末阻力預測方法(專利)”獲2022年度中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學技術(shù)獎一等獎。
2023年7月21日,國家知識產(chǎn)權(quán)局公布了第二十四屆中國專利獎評審結(jié)果,這項專利榮獲銀獎。
這兩次獲獎是業(yè)內(nèi)對尹希文多年來從事煤礦綠色開采和巖層控制技術(shù)研究工作的再次認可。此前,他曾獲得煤炭青年科技獎,省部級科技進步獎16項。
科研無止境。面對煤炭行業(yè)新發(fā)展要求,圍繞綠色、低碳、安全、智能發(fā)展方向,以現(xiàn)場需求為導向,以創(chuàng)新為動力,在深化原研究方向的基礎(chǔ)上,尹希文的研究方向也在不斷拓展。
尹希文坦言,開展“一種適用于綜采工作面的液壓支架的循環(huán)末阻力預測方法(專利)”研究,初衷是為解決采煤工作面圍巖穩(wěn)定和作業(yè)人員的生命安全問題。
近幾年的統(tǒng)計表明,我國煤礦頂板災害發(fā)生起數(shù)和死亡人數(shù)均居各類災害之首,已成為我國煤礦安全的“頭號殺手”?!暗V山壓力是頂板及次生災害產(chǎn)生的根源。礦山壓力不能超前精準預測是頂板災害多發(fā)的主要原因,也是世界難題。主要表現(xiàn)在3方面:一是煤田地層結(jié)構(gòu)及巖性復雜,回采后巖層破斷及運動規(guī)律變化莫測,導致超前預測難;二是礦壓影響因素眾多,相關(guān)參數(shù)難以精確獲取,導致動態(tài)預測難;三是采煤工序繁多,推進速度快慢不一,礦山壓力規(guī)律變化快,導致預測不準?!币N慕榻B。
從本科到博士,尹希文一直在礦山壓力方向進行探索,核心工作是做數(shù)據(jù)分析。通過大量研究,尹希文發(fā)現(xiàn)了隱藏在數(shù)據(jù)背后的礦山壓力變化新規(guī)律。他說:“工作面礦山壓力綜合顯現(xiàn)強度由數(shù)百臺液壓支架壓力構(gòu)成,類似上證指數(shù)與個股關(guān)系,由采煤后上覆巖層的周期性運動引起,時刻都在變化,其變化規(guī)律的周期性較上證指數(shù)還要強。數(shù)據(jù)能不能發(fā)揮更大的作用,實現(xiàn)超前預測?”從書柜里的一摞摞資料和電腦里積累十多年的近10G實測數(shù)據(jù),可以看出從參加工作之初,尹希文就在琢磨這個問題。
尹希文買書自學,報數(shù)據(jù)挖掘培訓班,做大量理論計算,希望讓數(shù)據(jù)說話,實現(xiàn)超前預測?!爱敃r想過很多辦法,卻在驗證中被一次次否定,一次次推翻重來。”尹希文介紹,“數(shù)據(jù)預測跟解方程一樣。X+3=5,求解X很簡單,但實際中X這個未知數(shù)的影響因素眾多,且千變?nèi)f化,常用的回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡等方法無法求解,只能把核心指標提取出來,通過找規(guī)律進行預測?!弊罱K尹希文帶領(lǐng)團隊通過變革預測特征值,發(fā)明動態(tài)匹配預測方法,成功求解并實現(xiàn)了工作面礦壓的實時、動態(tài)、周期性預測預警,在全國近百個大型煤炭企業(yè)推廣應用,實施效果良好。
超前預警的準確性是煤礦頂板災害防治的關(guān)鍵。尹希文坦言:“預測未知很難,要走的路很長。雖然目前我們實現(xiàn)了超前預警,但也只是做了一些初步嘗試,對一些條件復雜、礦山壓力變化規(guī)律性不太強的工作面,預測準確性還是不太高,仍有進一步優(yōu)化的空間,我們將會持續(xù)研究下去?!?/p>
團隊合影
從2007年參加工作至今,尹希文在工作崗位上一直兢兢業(yè)業(yè)。他勤于學習、勤于實踐、勤于思考、勤于總結(jié),踏踏實實地完成手上的工作,先后參與完成國家自然科學基金項目、重點研發(fā)計劃等國家級項目十余項,主持橫向課題40余項,發(fā)表論文論著25篇,授權(quán)發(fā)明專利30余項。
尹希文在作會議報告
尹希文的努力、勤勉為他帶來了科研上的突破:首次基于“壓桿理論”揭示了煤壁片幫機理,得到了煤壁易片幫范圍,為液壓支架護幫板設計和片幫治理提供了依據(jù);完善發(fā)展了“淺埋煤層覆巖‘切落體’結(jié)構(gòu)模型”,發(fā)明了液壓支架與圍巖雙周期分析方法;開發(fā)了KJ21頂板監(jiān)測預警系統(tǒng)并成功應用。
“農(nóng)夫之子,結(jié)緣礦業(yè);首戰(zhàn)中原、轉(zhuǎn)戰(zhàn)京城;四年采礦系,三份采礦情;砥礪十五載,一生開采夢?!币N脑鴮ψ约翰傻V學習和工作做過如此總結(jié),其中也飽含他對采礦工作的熱愛。但對工作如此執(zhí)著的尹希文,在面對方向選擇時也曾有過徘徊、迷茫。
尹希文出生于江蘇省漣水縣的普通農(nóng)家,為減輕家里負擔,高考填寫志愿時,他選了當時學費較低的一個專業(yè)——采礦工程。2000年9月,他進入焦作工學院學習,就此與煤炭行業(yè)結(jié)緣。
上學時,煤炭行業(yè)就業(yè)形勢不好,看到高年級的學生找工作困難,尹希文心里很焦慮,曾產(chǎn)生過厭學情緒,也想過換專業(yè),但最終陰差陽錯他還是在采礦工程專業(yè)堅持下來。4年本科學習后,他考取了煤炭科學研究總院采礦工程專業(yè)的研究生,畢業(yè)后留院工作,后來又攻讀了博士學位。
尹希文在博士畢業(yè)典禮現(xiàn)場
走上工作崗位,身邊老專家、老前輩的工作作風和態(tài)度深深影響著尹希文。他的導師閆少宏,年過50經(jīng)常在辦公室親自推導理論公式??导t普院士,做了一輩子巷道支護技術(shù)研究,取得了眾多前沿成果。他鼓勵年輕人敢于坐“冷板凳”,要堅持一輩子做一件事。王國法院士參與了我國煤礦綜合機械化發(fā)展全過程,引領(lǐng)我國煤礦由綜合機械化向智能化發(fā)展。他的名言是:“我不是因為喜歡而選擇煤炭行業(yè),而是因為選擇而愛上了煤炭事業(yè)?!?/p>
尹希文從他們身上看到了堅持,也看到了熱愛,在實際工作中潛移默化向他們看齊。“也許剛開始不太喜歡所做的事,但堅持下去就會發(fā)現(xiàn)其中的樂趣。有熱愛,多苦都不是苦,多累都不是累,并且熱愛會提供一直堅持下去的動力。”尹希文說。
為了給液壓支架護幫板設計和片幫治理提供依據(jù),在分析煤壁片幫機理,求取煤壁易片幫范圍過程中,尹希文花了大量精力。到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題,在飛機上做計算,他想抓住任何可利用的時間思考和求解問題?!拔矣∠蠛苌睿淮纬鲩L差回來,心里覺得對家人有愧疚,本想著陪家人看電視,但只看了一會兒電視,我突然來了思路,就抱來電腦推導公式,越推導覺得越有意思,一直到公式推導完。經(jīng)歷了很長時間的困惑、迷茫,久攻不破的難題終于被成功拿下,那種興奮感真的無法用言語形容?!闭f起科研為他帶來的滿足感,尹希文神采飛揚。
推導工作面覆巖“切落體”結(jié)構(gòu)模型公式也是如此。上班時,事情較多,為了能更專注解決問題,尹希文利用下班時間,在辦公室里死摳推導過程,經(jīng)常廢寢忘食,忘了時間,但完成后心里又滿是喜悅。
從迷茫徘徊、無悔付出到堅定方向,尹希文一直在不斷學習、不斷實踐,越發(fā)體會到這份工作帶給他的樂趣和滿足感。正如王國維形容的治學三境界:“昨夜西風凋碧樹,獨上高樓,望盡天涯路”、“衣帶漸寬終不悔,為伊消得人憔悴”和“眾里尋他千百度,驀然回首,那人卻在燈火闌珊處”。做學問的艱難和成功的喜悅,就是如此。對此,尹希文有真切體會。
在理論上弄清機理只是成功了一半,科研成果經(jīng)受住了現(xiàn)場檢驗,讓尹希文感受到了更加踏實的成就感。尹希文開發(fā)的“KJ21頂板監(jiān)測預警系統(tǒng)”已在全國近百個礦區(qū)、300余個工作面成功應用,并形成了頂板監(jiān)測預警云平臺,可提前發(fā)現(xiàn)頂板異常并及時提供遠程指導服務,超前解決頂板安全隱患,保障煤礦安全生產(chǎn)。
尹希文(中)現(xiàn)場指導
尹希文的片幫理論模型在業(yè)內(nèi)也產(chǎn)生了廣泛影響。論文引用量300余次,在外開會,尹希文介紹自己時,一提名字很多人都知道是他用“壓桿”理論揭示了煤壁片幫機理,得到了煤壁容易發(fā)生片幫的范圍。
“有個參數(shù)當時我推導錯了,安徽理工大學一位老師發(fā)現(xiàn)后針對公式推導專門寫了一篇文章。我也是偶然看到文章,發(fā)現(xiàn)確實是錯了。有人指出了我的錯誤,但我很開心,這說明我的理論有人在關(guān)注,有更多人關(guān)注,就能把事情做得更好。”對學術(shù)上的討論,尹希文持開放態(tài)度?!皩W術(shù)交流是科學研究非常必要的環(huán)節(jié)。每一位科研人員都有他的特點和擅長的領(lǐng)域,同時也具有一定的自身局限性。保持創(chuàng)新的精神和開放包容的心態(tài)非常重要,因為學問提升有一個思考和碰撞過程,加強交流能把自己的短板補上,學習對方的長處,長遠來看更能促進學科的發(fā)展和科學的進步。”尹希文說。
團隊合影
現(xiàn)如今,尹希文已經(jīng)擔任中煤科工開采研究院安全與生態(tài)環(huán)境研究分院院長。面對新崗位、新領(lǐng)域、新要求,他迎難而上、銳意進取。對新業(yè)務不熟悉,他抽時間惡補礦井防治水、地表沉陷、地球物理勘探等專業(yè)知識;業(yè)務市場不熟悉,他逐一梳理在研項目,帶隊拜訪新老客戶;新領(lǐng)域開拓有困難,他帶頭學習固廢處理、碳減排等新知識,協(xié)同國內(nèi)優(yōu)勢單位聯(lián)合攻關(guān),積極開拓新的業(yè)務方向。
到安環(huán)分院工作后,原有團隊與現(xiàn)有團隊融合,尹希文的團隊規(guī)模進一步擴大了,專業(yè)分布更合理,采礦、水文地質(zhì)、軟件開發(fā)、物探、自動化都有人在做。隨著團隊的升級,尹希文也在謀劃著圍繞國家綠色低碳發(fā)展方向,拓展團隊的研究領(lǐng)域。他帶領(lǐng)團隊將之前積累的礦山壓力數(shù)據(jù)挖掘方法應用到水文數(shù)據(jù)分析中,提出了礦山壓力-微震-水文協(xié)同預測方法,力求提高煤礦水害監(jiān)測預警的準確性。
針對煤礦巨量固廢處理利用及綠色開采問題,尹希文帶領(lǐng)團隊率先提出了“粉煤灰固碳+防滅火”綜合利用新方法,初步開發(fā)了粉煤灰固碳及充填利用技術(shù)與裝備,獲得了國家“十四五”重點研發(fā)計劃的支撐,有望助力煤電聯(lián)營企業(yè)在碳減排和構(gòu)建循環(huán)發(fā)展新模式方面邁出實質(zhì)性一步。
針對采煤沉陷區(qū)存在覆巖和地表移動周期長、變形量大、致災機理復雜的特點,在單一監(jiān)測手段無法滿足現(xiàn)場需求的現(xiàn)實情況下,尹希文率領(lǐng)團隊融合大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、5G、遙感等技術(shù),開發(fā)出集全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)、星載合成孔徑雷達、無人機攝影測量、地面測量及覆巖鉆孔監(jiān)測于一體的“空、天、地、孔”協(xié)同監(jiān)測平臺,實現(xiàn)了采煤沉陷區(qū)覆巖及地表移動全方位、全過程動態(tài)監(jiān)測,并在北票采煤沉陷區(qū)成功應用。這一成果為實現(xiàn)煤炭行業(yè)信息化、數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化融合發(fā)展起到了積極推動作用,被中國煤炭工業(yè)協(xié)會評為2019—2020煤炭行業(yè)兩化深度融合重點推薦優(yōu)秀項目,2022年5月,北京電視臺財經(jīng)頻道直通車欄目對此進行了專題報道。
近年來,中央相關(guān)工作會議提出的一系列新觀點、新認識,對煤炭在我國能源安全穩(wěn)定供應中的地位和作用進行了科學定位,為煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展指明了方向。
面對新時代、新形勢、新任務、新要求,尹希文也將帶領(lǐng)團隊邁入新征程,他們將持續(xù)推動煤礦安全綠色智能開采技術(shù)發(fā)展,專注開采、追求卓越、持續(xù)奮斗,為煤炭工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展繼續(xù)貢獻力量。