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科技先锋王晓利：为“煤炭要不要完全回收”研究20年后，又弄了个100亩的基地继续搞！
煤炭要不要完全回收？不完全回收，浪费资源；想完全回收，却没有可规模化应用的成熟技术。怎么办？
西安科技大学建筑与土木工程学院王晓利教授及其团队经过近20年的不懈努力，成功研发出基于新材料新装备的柔模支护技术，实现了煤炭开采的安全、高效和资源最大化利用，让这个问题不再纠结。这一成果曾获得2015年中国煤炭工业科学技术奖一等奖，国家发明专利7项和实用新型专利16项。
如今，王晓利教授团队与国内十多家大型煤企共同合作开发的“煤矿柔模复合材料支护安全高回收开采成套技术与装备”又取得了新的进展。
“我们的成果应用范围目前得到了进一步拓展，材料进一步研发创新，装备配套进一步优化，科研成果显著，成果转化以及重难点攻克顺利。”王晓利说。
据了解，王晓利教授团队与国家能源集团（神东公司、宁煤公司、乌海能源公司、包头能源公司），陕煤集团，华能集团，山西潞安集团，晋能控股集团，山西兰花集团等15家大型煤企建立了良好的合作关系，近5年为应用企业多留巷道近15万米，多回收煤炭约3000万吨，为合作企业新增效益约121.7亿元，创造了显著的经济、社会及安全效益。
▲千万吨工作面快速沿空留巷现场应用效果
对沿空留巷装备进一步优化研究，研发了机械化挂模装备，减少了作业人员，提高了机械化程度及施工效率；研发了采锚一体化支架，便于顶板维护，提升了留巷巷道支护结构稳定性；研发了自移式遥控混凝土泵送装备，提高了自动化程度，降低了劳动强度......多年来，他们致力于研发新产品，助力企业实现减员增效，安全高效生产。
▲机械化挂模装置
王晓利表示，团队还研发了多联柔性模板，箍筋柔性模板等专用材料，并与合作单位一起开发了以矿区煤矸石取代粗骨料的高性能柔模矸石混凝土，使沿空留巷材料性能得到进一步提升。
▲多联柔性模板及现场应用效果
“我们还构建了柔模墙密闭留巷灾害一体化防治平台，实现矿井水、火、低氧等灾害超前预防、源头治理和综合管控，全面提升矿井安全保障能力。”
王晓利说，每构筑一道柔模密闭墙，不仅可为相邻工作面减少一条回采巷道，为本工作面避灾增加一个安全出口，还能在有水患的采煤工作面少掘一条泄水巷，在有瓦斯灾害的工作面少掘一条瓦斯治理巷，简化矿井生产系统，减少掘进通风、防治水、防冲、防突、瓦斯抽采、砼底板、联络巷密闭等辅助工程，“能够缓解矿井采掘衔接紧张关系，实现‘减面减人’战略，促进煤矿向‘少人化’方向转变。”
▲柔模墙密闭留巷灾害一体化防治应用效果
据不完全统计，此项技术成果先后在国家能源集团、陕煤集团、潞安集团、晋能控股集团、冀中能源集团等20余家单位，90多个煤矿的近200多个工程中进行了工业化应用。
截至目前，该成果获国家科学技术进步奖1项，获省部级科学技术进步奖13项，共授权专利64项，应用该技术成果已减少回采巷道20余万米，多回收煤炭4000余万吨，提高煤炭回收率10%以上，创造经济效益160亿元以上。同时，近5年该成果共授权专利32项，获得中国煤炭工业协会科技进步二等奖2项，发表28篇论文和3篇SCI，取得了良好的经济效益和社会效益，推动了我国煤矿开采领域的技术进步，显著提高了煤炭资源回收率及煤矿安全开采水平。
2019年1月8日，在国家科学技术奖励大会上，西安科技大学荣获国家科学技术进步奖二等奖2项，是陕西省属高校唯一获奖单位，其中就包含王晓利教授获奖成果——煤矿柔模复合材料支护安全高回收开采成套技术与装备，该奖项也是我校唯一以学校为第一完成单位的重大成果。
近五年来，团队还开展了《6m大采高柔模混凝土沿空留巷关键技术》《千万吨工作面快速沿空留巷关键技术应用研究》《富水复合顶板柔模矸石砼墙支护及灾害一体化防治技术研究》《24m特厚易自燃冲击地压分层放顶煤柔模沿空留巷及灾害防治关键技术研究》等沿空留巷重难点课题攻关、研究，攻克了6m大采高沿空留巷“顶板—巷旁支护——底部”刚度匹配关系，研发了顶板定向断裂卸压护巷技术，为6m大采高沿空留巷支护提供了技术保障。攻克了千万吨级工作面柔模沿空留巷高效开采矿压、装备、工艺难题，以及富水复合顶板条件下利用煤矸石替代混凝土基材并进行留巷灾害一体化防治难题。目前，特厚易自燃冲击地压分层放顶煤柔模沿空留巷及灾害防治关键技术项目正在有条不紊的实施中。
现如今，为了推动产学研深度融合，王晓利教授还在西安市蓝田工业园区建设了100亩的产研基地，致力于煤矿柔模复合材料支护安全高回收开采相关技术、材料、装备的研发及生产制造，这将进一步推动科研成果的转化应用，为煤矿开采领域的技术创新和产业发展注入新的活力。
▲煤矿柔模复合材料支护安全高回收开采产研基地鸟瞰图
奋楫者先，创新者强。习近平总书记在主持召开新时代推动中部地区崛起座谈会时强调，要以科技创新引领产业创新，积极培育和发展新质生产力。今天是全国科技工作者日，王晓利说，作为一名科技工作者，要以科技创新持续为发展新质生产力提供新动能，“重任在身，勇挑大梁，这是我们的责任，也是使命。”
【人物名片】王晓利，西安科技大学建筑与土木工程学院二级教授、博士生导师，中国煤炭工业技术委员会委员。1995年经国务院批准享受政府特殊津贴，1998年评为“国家百千万人才工程”全国煤炭系统专业技术拔尖人才。曾任西安科技大学岩土工程、结构工程学术带头人，桥隧工程学科带头人。荣获国家科技进步奖2项，省部级一等奖3项，取得23项科研成果，获国家发明专利12项、实用新型专利51项。
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来 源 | 建筑与土木工程学院
编 辑 | 王少博 胡智焜
责 编 | 刘光林
审 核 | 曹雪梅
党委宣传部网络与新媒体中心出品
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