齐鲁最美科技工作者｜张强：攻克千万吨级开采难题，让煤矿装备告别“各自为战”

在煤矿的千米井下，综采工作面狭窄潮湿，顶板淋水打湿了工装，煤尘沾满了脸颊，这是山东科技大学机械电子工程学院院长、教授张强的工作常态。

十几年扎根井下，深耕煤矿智能化，攻坚千万吨工作面安全开采这一行业“硬骨头”，张强用十年磨一剑的执着，为矿山装备锻造了“绿色筋骨”，以科技创新守护国家能源的安全。

张强（左二）

过去，我国的大型煤矿受制于煤机部件可靠性不足等技术短板，高效开采之路困难重重，亟需可靠的安全开采装备保障有序生产。

2003年，刚刚大学毕业的张强第一次下矿，场景至今历历在目：井下潮湿闷热、粉尘弥漫，刮板输送机的链轮与链条总是配合不好、频频停机，每次故障都要耗时40分钟人工拆装调试，开采效率难以保证。

从矿区回到实验室后，他把观察到链轮齿窝、齿形磨损、形变的每一个细节都画进了手绘稿，也锚定了自己的人生方向，让煤矿装备更可靠，让井下开采更安全。

凭借十几年扎根井下积累的实测数据，张强立志攻坚千万吨工作面安全开采这一行业“硬骨头”。然而，突破谈何容易。原来的井下开采由采煤机、液压支架、刮板运输机三种主体设备完成，三者“各自为战”，不能达到一体化工作的要求。张强领衔组建了3支研究生工程师小队，团队多次往返于实验室与煤矿现场，从仿真建模到井下工业验证，每一组参数都反复打磨，结合矿井的实际情况反复测试。

2023年，历经上万组工况反复试验，团队终于研发出千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备，实现三种设备一体化协同运行，整机大修频次由三个月一次延长至一年以上，并填补了我国煤矿装备领域多项技术空白。

“每个矿井的特征、地质条件不一样，搞煤矿装备研究，必须把实验室建在矿井下，把论文写在采煤面上。”张强说，“很多突破口，就藏在现场一个个具体的难题当中。”

我国各大矿区地质条件迥异，浅埋煤层与千米深井的开采要求截然不同，深部开采还要应对冲击地压的强采动影响，不同的地质条件对运输、开采装备的适应性要求不同。“我们现在的深部矿井已经达到了1000米的深度，这就要求我们的装备在发生冲击地压时候，既要能够抗击冲击，保护开采的稳定，同时也要保证装备和人员的安全。”张强解释道。

张强（左一）

为此，张强带领团队因地制宜推行“一矿一策”精准解决方案，从设备选型、参数设计到结构优化逐一调整，让装备在不同地质条件下都能长期可靠运转，推动千万吨级工作面从“人工操作”转向“智能协同”。

同时，针对煤矿装备庞大、井下工况复杂导致学生难以建立直观认知的教学难题，张强带领学生自主研发了具有鲜明煤矿特色的机械虚拟仿真教学系统。学生可以通过交互操作“走进”综采工作面，直观体验透视设备结构与运行原理，填补了行业虚拟仿真教学的空白。五年来，张强培养出一批又一批青年学子，累计为煤炭行业关键岗位输送专业人才200余人。

用满身的煤泥和千尺井下的脚印，托举起煤矿智能化安全开采的生命防线。“我们将继续围绕煤矿绿色、安全、智能开采相关领域开展持续攻关，以科技创新守护国家能源的安全。”张强说。

（大众新闻记者 孙凌洁 戴岳 吕乐）