煤炭作为我国主体能源，是保障国家能源安全与国民经济发展的“压舱石”和“稳定器”。我国85%以上煤矿采用井工开采模式，巷道作为井下生产运输与人员逃生的生命通道，其围岩稳定性直接决定矿井安全生产水平。长期以来，巷道大变形、冒顶等灾害不仅威胁矿工生命安全，更制约着煤炭行业高质量发展。
在中国矿业大学（北京），有这样一支科研团队——由先进采矿研究院副院长、煤炭行业巷道支护与灾害防治工程研究中心常务副主任赵志强带领的巷道灾害防治团队。他们深耕煤海十余年，以理论突破破解行业“卡脖子”难题，用技术创新筑牢矿井安全防线，将科研成果转化为守护矿工生命、推动行业升级的实际力量，书写了科研工作者扎根一线、服务行业的担当篇章，成为科研团队助力国家能源安全的生动实践。
一、97小时抢险救援：锚定科研初心
赵志强与煤矿安全的不解之缘，始于一场惊心动魄的救援行动。2012年，尚在攻读博士学位的他，紧急奔赴贵州安利来煤矿，参与“7·25”顶板特大涉险事故抢险救援。在97个小时的昼夜坚守中，他与救援团队并肩作战、攻坚克难，最终实现被困58名矿工全部安全获救。
“看着矿工兄弟平安走出巷道，我更加深刻地认识到，科研不只是纸上谈兵的理论，更是守护生命的坚实盾牌。”这次救援经历，让赵志强坚定了科研方向——聚焦煤矿巷道顶板灾害防治，立志“把个人成长融入煤炭行业发展需求，用技术进步为矿工筑起安全屏障”。
此后十余年，赵志强的足迹遍布全国15个省份的100多个煤矿。无论是深井下的隐患排查，还是紧急时刻的抢险救援，他始终冲锋在一线。井下潮湿闷热的环境、复杂多变的地质条件，从未动摇他的科研决心。“巷道安全是煤矿生产的‘生命线’，多解决一个技术难题，矿工就多一分安全保障。”这份初心，成为他长期扎根科研一线的不竭动力。
二、蝶形破坏理论：革新矿压科学认知
巷道灾害防治的核心，在于破解围岩破坏的“密码”。长期以来，Kastner公式、轴变论等经典理论，难以解释采动应力下回采巷道的非均匀冒顶现象，成为制约巷道安全防治的关键瓶颈。
自2011年攻读博士开始，赵志强便在其导师、全国巷道围岩控制知名专家马念杰教授指导下聚焦巷道围岩破坏形态与演化规律研究，誓要打破这一认知局限。团队通过大量现场观测、室内实验与数值模拟，历经多年攻关终于取得突破——发现巷道围岩在采动高偏应力环境下，会呈现“蝶形破坏”形态，并首次从理论层面建立巷道围岩破坏形态判别准则，开拓了巷道蝶形破坏形态特性研究新领域，形成“巷道蝶形破坏理论”。
这一理论不仅揭示了大变形巷道蝶型冒顶机理，更将巷道大变形、冒顶、冲击地压等多类灾害的物理现象，统一到同一理论框架下，为巷道灾害防治提供了系统性理论支撑。2021年，在第九次全国煤炭工业科学技术大会上，“应用蝶形破坏理论解释巷道冒顶、底鼓、非对称大变形、冲击地压、煤与瓦斯突出及地震等动力灾害形成机理”，被列为“十三五”煤炭重大科技支撑成果。
三、技术装备落地：掀起安全效能革命
“理论不能停留在纸面上，要变成守护安全的‘硬家伙’。”基于蝶形破坏理论，赵志强团队研发出覆盖巷道全服务周期、拥有自主知识产权的全系列技术装备矩阵，成功破解煤矿巷道安全多个“老大难”问题。
“掘进巷道支锚一体机”是其中的典型代表。该装备集成综掘液压支架、集束式锚杆钻机群与自适应智能钻进系统，为复杂条件煤巷快速掘进提供关键技术支撑。“过去复杂条件下巷道掘进，存在大量空顶作业，安全风险极高。现在支锚一体机能率先进入空顶区支护裸顶，工人在装备保护下作业，从源头上消除冒顶隐患。”同时，该装备实现6-8台钻机智能自适应平行作业，将支护效率提升150%、支护作业人员减少50%以上，推动煤巷支护迈入智能化时代，并成功入选第二批国家能源领域首台（套）重大技术装备。
针对巷道隐患难探测、支护难精准的问题，团队还取得多项创新成果：发明钻进式冒顶隐患探测仪，可在钻孔过程中实时识别冒顶隐患区；开发冒顶隐患分级决策系统，能动态优化支护参数；研发的弹簧锚索延伸率达10%，是普通锚索的3倍以上，抗冲击能量超10万焦耳，在重锤5万焦耳冲击下瞬间延伸200mm仍不破断，完全适配大变形和动载巷道需求。此外，“三段式”可折叠顶梁超前支架系统，解决了传统超前支架反复支撑破坏顶板的难题，实现单人遥控操作，让采动影响区支护更安全、更高效。
截至目前，这些技术已在国家能源集团、陕煤集团、中煤集团等大型能源企业的近百个煤矿推广应用，实现全部应用矿井巷道“0”冒顶事故，为煤矿安全生产筑牢防线。
四、搭建协同平台：凝聚行业创新力量
从理论研究到技术转化，重量级科研项目的持续赋能，推动团队突破“单兵作战”模式，迈向产学研协同创新新高度。团队先后承担国家重点研发计划课题、国家973计划课题、国家自然科学基金重点项目等国家级项目，以及国家能源集团、陕煤集团等企业技术研发项目，整合多方创新资源。
在此基础上，团队主导联合国家能源集团、山西煤炭进出口集团、湖南科技大学等10家行业单位深度协作，共同组建煤炭行业巷道支护与灾害防治工程研究中心。这一跨领域平台的搭建，打破了科研与产业的壁垒，将企业的现场实践优势、高校的基础研究能力与团队的技术攻关经验深度融合，形成创新研发与技术服务的强大合力。
为加速成果落地，各方共同实践“理论-技术-装备-标准”一体化科研模式，在煤炭行业内创新性实施“交钥匙计划”——针对不同煤矿的地质条件与生产需求提供定制化解决方案。同时，团队主导制定100余项《巷道锚杆（索）支护技术规范与标准》，推动行业从“经验支护”向“科学支护”系统性转变。
“科研不是孤军奋战，要汇聚更多力量守护能源安全。”截至目前，该平台已为全国200多个煤矿提供一体化技术服务，培养出一批兼具理论素养与实践能力的巷道灾害防治专业人才，让创新火种在行业内持续传递。
五、荣誉见证担当：坚守初心再启新程
十余年深耕煤海，团队科研成果获得学界与行业高度认可。他们先后斩获国家科技进步二等奖、湖南省科技进步一等奖、中国煤炭工业科学技术一等奖等重量级奖项。这些荣誉的背后，是团队对“保障矿工安全、守护能源安全”初心的执着坚守，更是对科研工作者责任担当的生动诠释。
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“生逢其时、重任在肩。”如今，赵志强依然带领团队频繁穿梭于煤矿一线。“未来，我们还要攻克深部巷道灾害防治的新难题，让每一条巷道都成为安全通道，为国家能源安全贡献更多科研力量。”
从抢险现场的协作攻坚，到巷道灾害防治领域的引领创新，这支团队用实际行动诠释了科研工作者的责任与担当。在保障国家能源安全的征程上，他们如同煤海中的“安全卫士”，以创新为灯、以坚守为盾，持续守护煤矿生产的“生命线”，也为更多科研团队树立了“把论文写在祖国大地上”的典范。（图片由张青授权提供）