冬日的青島，寒風凜冽。已近凌晨，山東省礦山機械工程重點實驗室里依舊燈火通明，山東科技大學機械電子工程學院院長、教授張強和師生們一起聚精會神地做著模擬實驗。

這是一個奮戰(zhàn)在科研“追光”路上的年輕而富有活力的科研團隊，由9名教師和37名碩博研究生組成，團隊教師平均年齡不足35歲。

這段日子，張強團隊忙得不可開交。張強說，團隊與三一重型裝備有限公司合作的科研項目“超純凈水介質傳動的純水支架”已經(jīng)完成，他現(xiàn)在必須考慮和解決的問題是如何保證產(chǎn)品在一線應用中達到近乎“絕對”安全穩(wěn)定的要求。

“開采一噸煤會產(chǎn)生兩噸廢水，我國每年煤炭產(chǎn)量超40億噸，累計產(chǎn)生廢水超80億噸。此外，傳統(tǒng)液壓支架內的乳化液時常出現(xiàn)泄漏問題，造成水體污染和土壤油質化，一百年都無法降解。”張強告訴《中國科學報》，這項技術早一天推廣應用，就能早一天實現(xiàn)綠色清潔開采。

突破：聚焦前沿勇攀登

作為一個勇攀科研創(chuàng)新高峰的團隊，近年來，張強團隊研發(fā)了國際首個千萬噸級工作面高可靠性安全開采保障技術及裝備、世界上最大的新型長壽命智能泵站系統(tǒng)、國內最大功率液壓支架測試實驗系統(tǒng)等一個又一個礦山“超級裝備”。

“千萬噸”似乎只需要裝備夜以繼日工作便能實現(xiàn)，但要在復雜工況環(huán)境下實現(xiàn)高強度工作絕非易事，開采裝備是重中之重。因此，研發(fā)智能易控的高端裝備成為煤礦建設的關鍵難題和挑戰(zhàn)，這也是國內外科研工作者的研究重點。

為搶占這塊前沿高地，張強帶領團隊堅持10余年扎根煤礦一線，經(jīng)常舍棄休假時間，常年“泡”在煤海里開展科研攻關。2023年，他們研發(fā)出千萬噸級工作面高可靠性安全開采保障技術及裝備，建成了世界首套1：1真實模擬煤礦環(huán)境的綜采成套裝備測試分析系統(tǒng)并通過驗收，成果達到國際先進水平，實現(xiàn)了年產(chǎn)千萬噸煤炭的綜采工作面成套裝備無故障運行，生產(chǎn)效率提高20%、人員減少70%。

2023年，“千萬噸級工作面高可靠性安全開采保障技術及裝備”項目獲山東省科技進步獎一等獎。

一系列突出的研究成果，源于團隊多年的潛心研究和學術沉淀，更源于自覺服務國家重大建設需求的使命擔當。在這一信念的驅動下，團隊師生把采礦場當成研究的戰(zhàn)場，一點點啃下礦山安全高效開采的“硬骨頭”。目前，團隊已擁有100余項專利技術，獲山東省科技進步獎、青島市科技進步獎等多項獎勵。

解題：專啃生產(chǎn)上的“硬骨頭”

張強團隊在行業(yè)內是出了名的敢啃“硬骨頭”的人，越是有挑戰(zhàn)性的難題，他們越要往前沖。用張強的話說就是“哪里需要新技術，哪里就是我戰(zhàn)斗的陣地”。

2021年，鄭州煤礦機械集團股份有限公司因為液壓支架防沖設計難題，打電話向張強求助。張強立即和團隊成員帶上設備到現(xiàn)場對接。經(jīng)過一個多月的現(xiàn)場勘測與研發(fā)，他們設計出新型吸能防沖結構，解了企業(yè)的燃眉之急。

2023年，鄭州煤礦機械集團股份有限公司再次遇到支架智能化升級難題時，又在第一時間找到了張強團隊。這次，團隊為其開發(fā)了新型支護機構及系統(tǒng)，實現(xiàn)了在機構設計和控制技術方面的突破。

團隊組建以來，張強及團隊成員每年奔赴全國各地30余座煤礦，了解煤礦一線的施工環(huán)境，掌握一線人員作業(yè)習慣，收集煤礦一線的技術需求。有一次，張強與往年一樣，帶著團隊師生到中煤張家口煤礦機械有限責任公司現(xiàn)場實踐。在與企業(yè)負責人交流中，他獲悉企業(yè)生產(chǎn)遇到了刮板輸送機耐磨制造工藝方面的難題。

“我們能不能解決？”從現(xiàn)場回來，張強便組織團隊發(fā)起“頭腦風暴”，從問題分析到解決方案，沒漏掉一個細節(jié)。沒多久，張強就來到該企業(yè)，當面提出了解決方案并簽訂了合作協(xié)議。

經(jīng)過半年多的努力，團隊研發(fā)了國內最長輸送距離和連續(xù)運載能力超過6000萬噸的高可靠性刮板輸送機，實現(xiàn)了長運距刮板機高可靠性穩(wěn)定運行，保障無故障年輸送量達千萬噸以上。

此后，張強團隊與該公司陸續(xù)簽訂了中部槽鋼耐磨合金研發(fā)、鏈輪耐磨優(yōu)化技術及耐磨損機理等多個科研項目，為企業(yè)解決了一個又一個難題。

“行業(yè)的難題就是我們的選題，以技術進步助力‘富礦精開’高質量發(fā)展是我們的責任。”張強說。

育人：為行業(yè)培養(yǎng)一批批專業(yè)人才

在人才培養(yǎng)上，張強團隊有一套自己的做法。團隊每名教師每年至少要參與一個教學研究項目。團隊還實行本科生“學業(yè)導師”制，讓每一名教師與本科生“結對子”，從大一至大四全環(huán)節(jié)、全過程指導學生。

“培育青年人才梯隊”是團隊多年的追求。為了培養(yǎng)年輕人，幾乎每一個項目、每一次外出試驗，張強都會帶上團隊青年骨干。團隊成員顧頡穎表示，自己從2016年起，在張強的帶領下開始碩博連讀階段的學習，在一次次項目研究過程中，培養(yǎng)了能夠彎下腰、扎下根、不怕苦的品質。

迄今，張強團隊已培養(yǎng)碩博研究生50多人，為我國機械裝備事業(yè)儲備了一批生力軍。2021屆研究生畢業(yè)生米豪鼎因為在與中國煤炭科工集團太原研究院有限公司的合作中做出了很多成果，畢業(yè)后直接入職這家單位。“面試時，單位問了很多具體的實踐操作問題，我之前做了很多應用項目，心里特別有底。”米豪鼎說。

從課內到課外，張強團隊都有意識地引導學生熱愛科研、走進科研。他還利用周末和休息時間指導學生參賽，有時，盡管教學、科研任務重的張強感到十分疲憊，一旦學生來求助，他仍會打起精神，耐心給予指導。經(jīng)他指導的學生獲10余項省級以上科創(chuàng)競賽獎，其中“高端裝備智能運維診斷系統(tǒng)”項目還實現(xiàn)了成果轉化。

“行業(yè)的發(fā)展關鍵在人才。”張強說，“希望培養(yǎng)更多‘追光者’在科研的跑道上快速前行。”

■本報記者 廖洋 通訊員 韓洪爍 徐展

《中國科學報》 (2024-12-05 第3版 綜合)