绽“科研之花” 结“产业之果” ——山东科技大学机电学院张强教授团队获山东省科技进步一等奖记

2023年的春天,山东科技大学机电学院科研喜报频传。重点基金项目和国际(地区)合作与交流项目实现历史突破,获批数量位居全校第二位;横纵向科研经费合同总经费超过4480万元,到账经费超过3000万元,达到学院历史最高水平,超额完成学校的科研指标;在各类科技奖励申报中,获山东省科学技术进步一等奖1项、技术发明二等奖1项及青岛市科学技术奖3项……每一项成绩,背后都有机电人的心血与付出,是他们主动作为、乘势而上,推动学院高质量发展的表现。其中,机电学院院长张强教授牵头申报的“千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备”获山东省科技进步一等奖,实现了学院时隔数年后再次获得一等奖的突破,更证明了学校科研团队在产学研创新之路上走得对、走得通,多年实践,开花结果。

扎根现场 催绽“科研之花”

煤炭是我国能源安全的“压舱石”,为实现能源高质量发展,保障千万吨级工作面生产工作顺利进行成为相关专业科研工作者的研究重点。针对千万吨级工作面安全生产所面临的采动诱发灾害难以预测及防治困难、煤机承载关键部件循环载荷失效频繁及感知监测手段单一和综采工作面设备间配套不协调及运维保障复杂等三大难题,张强带领团队坚持十余年扎根现场,通过自主创新开发采动灾害精准监测系统、高压大流量快速响应乳化液泵站系统、综采工作面关键装备智能感知系统、综采工作面成套装备力学传递测试系统及其运维管理系统等核心技术与设备,实现年产千万吨煤炭的综采工作面成套装备无故障运行,一步步啃掉矿山开采“硬骨头”,凭实力催绽煤炭“科研之花”。

据悉,由山东科技大学等单位共同完成的千万吨级工作面高可靠性安全开采保障关键技术及应用项目,创新开发了微震精准监测系统和世界上最大流量乳化液系统,实现了高精超前同步监测和液压支架的高压大流量快速响应;提出了随机/时变载荷下的采煤机等工作面关键装备模糊可靠性优化设计新方法,保障了研发大采高的液压支架、刮板输送机、采煤机等关键设备运行高可靠性;首次构建了综采成套装备关联力学耦合模型,揭示了多源载荷间的关联特性及其在综采成套装备间的力学特性传递规律,建成了真实模拟煤矿环境的综采工作面成套装备测试分析系统验证了系统稳定性和协调配套性,开发了全工况的综采工作面成套装备的运维管理系统,实现了综采工作面设备高可靠性保障作用。项目消除了采动诱发支护灾害、煤机装备运行失效、配套设备管理薄弱的威胁,生产效率提高20%,人员减少70%,解决了千万吨级工作面的高可靠性安全开采的难题。

“秉承学科牵引、科教融合、创新发展、精准服务的理念,积极应对各种困难和挑战,锐意进取、扎实工作”,张强在2023年度工作会议作典型经验报告时如是说。这是机电学院的发展之道,也是机电学人的科研之法,围绕国家行业重大需求,积极开展科研攻关,用实际行动诠释机电人扎根科研一线、志在科技报国的鲜明底色。

应用生产 频结“科研之果”

据机电学院有关负责人介绍,“千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备”这一项目获发明专利37项,实用新型专利29项,软件著作权26项,出版专著2部,制定国家能源和团体标准4项,发表高水平论文85篇。经鉴定,成果达到国际先进水平,先后获得协会级一等奖4项,“含金量”颇高。

只有校企合作、校地合作,产学研融合,与国家重大战略同频共振,与区域经济高质量发展同步发力,打通科技成果转化“最后一公里”,科研项目才能真正结出“累累硕果”。机电学院学术教授苏金鹏告诉记者,为实现采动危险精准预测及快速防护,团队开发了世界上最大的7柱塞泵联动式1250L/min的新型长寿命智能泵站系统;为实现综采工作面单机设备可靠性设计,开发了国内最大功率45000kN液压支架测试实验系统;为实现综采工作面成套设备协同控制及优化研究,建成了世界上首台1:1真实模拟煤矿环境的综采工作面成套装备测试分析系统……科技成果转化目标一一实现,全面助力煤矿生产。

据苏金鹏介绍,目前项目研发成果以“综采成套装备的协同控制运行技术”“高压超大流量乳化液泵站智能供液技术”“煤矿成套装备运维管理系统”“综采成套装备的高可靠性设计与优化”等四方面为主,分别应用在山能重装、中煤装备、乌海能源、陕煤红柳林等多家单位,产生了巨大的经济效益。

“千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备”项目在应用后取得了重大经济和社会效益,填补了世界上综采成套装备地面调试与分析领域的空白,提升了我国煤机装备研发技术水平;获批了国家能源煤矿支护与井巷技术装备评定中心等3个平台,形成了煤机装备技术可靠性评定技术规范,实现了煤矿千万吨级工作面安全可靠性开采……这些正是机电学人通过走产学研创新之路,让科研成果真正落地生根,为实现深化新旧动能转换、推动绿色低碳高质量发展贡献力量的有力证明。

团队带动 助力人才培养

“培育一批青年人才梯队”,是机电学院下一步发展目标之一。在科研实践中言传身教,在科研团队中全面发展,是机电学人几代积淀成的育人文化。

“千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备”项目参与人、机电学院全职博士后顾颉颖表示,自己是从2016年起在张强院长的带领下开始硕博学习生涯的,面向工程需求,开展对该项目智能化综采装备可靠性技术研究,围绕矿山装备数据深度挖掘技术,建立了矿山机械感知信息与设备故障关系模型,实现了设备运行过程中实时状态监测与故障预警,为实现千万吨级工作面高可靠性安全开采提供一定的技术手段。“在该项目研究过程中,在张强院长引导下,我逐渐培养出了科技创新精神,将这种精神融入到每一个环节,科研过程中共发表相关学术论文6篇,授权发明专利4项,作为主要起草人发布国家能源行业标准1项,获中国煤炭工业协会等协会科技进步奖二等奖3项。荣誉是对过去的肯定,也是科研路上新的起点,我愿在新征程中持之以恒加强基础研究,不断提高创新能力,沐风栉雨,砥砺前行。”

育人为本,科研先行。将学生带入团队进行培养,既是引入新鲜血液,也存在碰撞出灵感火花的可能,后者将形成新的技术突破和研究方向。“在日常工作学习期间,我经常参与导师的科研项目,积极投入到团队的建设中,在此期间接触了大量的科研资料、查阅了大量的学术论文,了解了本行业相关知识和技术领域的发展趋势和科技前沿,为自己的科研之路积累了大量的基础,提高了自己的科研体验、创新意识和解决问题的能力。通过梳理凝练团队的重大科研成果,参与本项目的申报工作,了解了团队的研究成果和研究重心,这也为我日后的研究重心指明了方向。”项目参与人、机电学院博士张润鑫说。

科研赋能人才培养,创新激发团队活力。在山东省科学技术进步一等奖的带动下,机电学院教师“组团”深入企业现场,对接企业技术需求,主动解决现场技术难题,开展科技成果转化培训,不断有效提高科技成果转化率。“以高度的责任感和使命感,以锐意进取、奋发有为的精神状态,以求真务实、真抓实干的工作作风,解放思想、凝心聚力、抢抓机遇、迎接挑战,我们将奋力谱写2023年学院事业高质量发展的新篇章。”张强说。

来源青岛早报记者 钟尚蕾 通讯员 徐展 


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