领军煤矿开采 铸中国煤炭装备“长城”
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作者: 赵素贞 宋琳
不惑之年，他已铸造非凡成就；逆水行舟，他于跌宕之际力挽狂澜；无悔青春，他用奉献书写不朽篇章；栉风沐雨，他用勤奋缔造辉煌奇迹，他就是我国著名煤矿开采和装备技术研究专家王国法教授。
王国法，生于1960年，1985年东北大学研究生毕业，1995年破格晋升煤炭部首批研究员，2000年被正式聘为煤炭科学研究总院采矿工程专业博士生导师，现任中国煤炭科工集团首席科学家，天地科技开采装备技术研究所所长，中国矿业大学（北京）兼职教授。兼任中国煤炭工业技术委员会委员，煤矿支护设备标准化技术委员会副主任委员，中国煤炭工业协会支护专业委员会专家组成员。他一直致力于煤矿综采工作面支护和液压支架及配套技术研究，创立液压支架与综采配套技术理论体系，在开发特厚煤层综采放顶煤液压支架与配套关键技术、创新大采高高效集约化开采液压支架与成套技术、解决复杂煤层综采工作面支护与成套技术方面取得突破性成果，为我国煤炭科学技术事业发展做出重大贡献，1993年被国务院授予政府特殊津贴，1996年被煤炭工业部评为首批煤炭系统专业技术拔尖人才，1998年被评为国家级有突出贡献的中青年专家，2006年入选中央联系的高级专家。获得国家和省部级科技进步奖27项，其中国家奖3项，省部级特等奖和一等奖9项。
开拓先河引领发展
中国是世界第一大产煤国，煤炭产量已达世界煤炭产量的48%。煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料，但煤的开采却是一项十分艰苦和困难的工作，安全、高效开采是煤炭工业的发展方向，作为中国煤炭开采装备技术领域的学科带头人，王国法凭借着孜孜不倦的勤奋与过人的毅力，开创了行业的先河。
煤矿地下开采采场顶板及围岩是多层非连续介质不稳定力学结构，断层、构造和强烈矿压冲击等多种地质灾害对开采是极大的威胁，工作面支护是开采的首要条件，综采是安全生产的根本保证，液压支架要支得住，走得动，是综采系统的核心，其投资约占煤矿采掘装备的60％。上世纪七八十年代我国开始从国外引进液压支架等综采设备，试验综采，但是，国外对我国实行技术封锁，引进液压支架也多次出现因不适应煤层赋存条件而发生严重事故，导致综采失败。
液压支架受力状态取决于矿山压力和结构内外力相互作用关系及工艺系统等诸多复杂因素，其支架结构由复杂格子结构梁体铰接，力系超静定。国内外长期采用简化的平面力系和假设进行分析计算，误差很大。面对如何合理确定液压支架参数，保证其适应性、让缩性和可靠性不同于一般采掘设备的特殊难题,王国法结合综采研究实践，建立了液压支架与围岩相互作用的空间力学模型，构建了模拟顶板动压外载在支架复杂箱式结构体中的非线性传递函数。1998年，他的这项成果获得国家科技进步三等奖。
他首次提出以液压支架支撑合力与顶板压力最佳耦合、内力最小和质量最小的多目标的总体结构参数模糊聚类分析和围岩耦合三维动态优化设计方法，开发了动态优化设计软件，使液压支架寿命由5000次循环提高到50000次循环。
在此基础上王国法再接再厉，主持了煤矿支护设备标准体系的建设，获得了国家标准贡献奖，形成了较完整的液压支架技术理论体系，他为我国综采设备的出口做出了突出贡献。由他主持完成的“高端液压支架及其先进制造关键技术研究与产业化”项目攻克了高端液压支架可靠性关键技术，实现了高端液压支架的国产化和产业化，完全取代进口，结束了我国高端液压支架长期依赖进口的局面，取得巨大经济效益。
王国法在国内外学术会议和核心期刊上发表了大量相关论文，出版了《液压支架技术》等5部专著，他的论著被广泛引用，并应邀到美国，德国，澳大利亚，印度、俄罗斯和波兰等国家做学术报告和技术交流，受到外国专家的赞誉。他指导培养大批博士研究生，始终引领本领域的技术发展，成为我国煤矿开采和装备技术领域的领军人物。
创新进取屡挣第一
不日新者必日退，高举着中国煤炭大旗的王国法任重道远，他不断开拓进取，用许多“第一”成就了中国煤炭事业的领先地位。
王国法倡导和首创开发了新型高效低位放顶煤液压支架，在阳泉一矿试验成功，使顶煤效率和回采率显著提高，并迅速在全国推广新型低位放顶煤技术，促进了放顶煤技术的快速发展。
他通过深入研究全国综放开采中的问题，发现了四柱式放顶煤液压支架在大多中硬和软煤层条件下普遍存在前后立柱受力不均衡等缺陷，率先提出了两柱放顶煤液压支架及自动化放顶煤成套装备技术的构想。进行了自动化放顶煤关键技术与装备的创新研究，首次提出了自动化放顶煤配套和工艺模式,创新开发了世界首套电液控制放顶煤液压支架和基于神经网络的综放工作面自动化控制系统，实现了综采放顶煤工作面自动化生产。配合兖矿，王国法首次实现了我国综采放顶煤液压支架专利技术出口和把放顶煤技术引进澳大利亚，成功实施澳思达煤矿综放开采，被澳大利亚专家称为开创了澳洲煤炭开采的新纪元，总体技术世界领先，获得国家科技进步二等奖。
为解决10～20m特厚煤层高效开采难题，王国法率先提出大采高放顶煤开采技术方案，主持国家“十一五”科技支撑计划重大项目大采高综放成套装备中的核心装备――世界首套5.2m大采高放顶煤液压支架研制。
为解决西部矿区特大型矿井6~7m煤层安全高效高回收率开采问题，2006年他首次提出7m以上超大采高综采技术方案，获得国家发明专利。他主持了首套7.2m超大采高液压支架设计研制，发明了微隙准刚性四连杆机构、三级护帮和稳定性控制等技术，解决了7m超大采高条件下支架失稳和强矿压造成的片帮及移架速度和减重等系列重大技术难题。
近年来，他取得国家发明专利和实用新型专利几十项。一桩桩、一项项，王国法敢于做第一个“吃螃蟹”的人，为中国的煤炭事业注入了无限活力。
厚积薄发缔造辉煌
博观而约取，厚积而薄发，王国法教授在理论与实践相结合的科学探索中，为中国煤炭事业建功无数，书写了一个又一个神话。
“年产600万吨综采成套装备研制”是我国煤炭工业具有标志性的重大成果，他是本项目的主要完成人。大采高综采的最大技术难题是煤壁片帮控制和支架稳定性，王国法提出了片帮控制函数和稳定性结构模型，他主持了大采高电液控制液压支架的创新研制和系统集成配套，提出了厚煤层一次采全高重型高效综采成套装备配套模式，大采高强力开采工艺系统模式及优化参数，电液控制及工作面远程控制模式，开发研制成功首套国产年产600～800万吨生产能力的大采高综采成套装备，在昌汉沟煤矿实现年产1015万吨。他成功研制了系列高可靠性大采高液压支架，工作面年产纪录由上世纪80年代末的100万吨水平提高到1000万吨，实现了大采高技术的新突破，建立了大采高综采技术体系，填补国内高端综采成套装备的空白，完全替代进口。获得国家科技进步二等奖与行业特等奖和一等奖。
0.6~1.3m薄煤层开采由于工作面作业空间极其狭小，成为国内外机械化开采重大技术难题，为解决这一重大技术难题，王国法主持了“0.6~1.3m薄煤层综采自动化技术及成套装备的研发与应用”，他提出了薄煤层综采自动化配套模式，建立了薄煤层工作面综采设备参数神经网络设计模型和工艺系统分析模型，突破了薄煤层开采核心技术―“成套设备小尺寸、大能力、自动化”，集成研发了首套基于滚筒采煤机的0.6~1.3m薄煤层综采工作面内无人值守自动化控制系统，实现了工作面内无人自动化开采。创新研制单进回液口大伸缩比双伸缩立柱、支架板式梁梁叠位布置新结构，突破液压支架工作阻力与结构高度关系极限，研制成功最小高度0.45m系列薄煤层液压支架。研制成功世界首套最小截割高度0.8m并能适应0.6m煤层煤岩混采和截割硬夹矸的大功率滚筒采煤机综采自动化机组，在全国各矿区广泛推广应用，解决了解放层开采，提高了资源采出率，获得三项省部级科技进步一等奖。
为解决大倾角和急倾斜复杂难采煤层安全高效开采难题，王国法提出了解决大倾角煤层开采支护防倒防滑和安全防护的关键技术措施，他主持了45°―50°倾角煤层一次采全高综采和45°倾角特厚煤层综采放顶煤工作面总体配套设计和大倾角液压支架设计，在许多个矿区应用，取得良好效果，获得行业一等奖。
他发明了极软厚煤层“抱采”放顶煤工艺和液压支架，发明了急倾斜煤层俯伪斜开综采工艺和菱形液压支架，发明了充填开采工艺和充填液压支架。他以技术发明和技术创新为手段，竭尽全力推动煤炭安全、高效和绿色开采。
一次次成功的喝彩王国法从不在意，在他眼里成功只是前行的阶梯，他用一项一项的功绩铸造了中国煤炭事业的长城，用炽热的青春和饱满的热情缔造了无数辉煌。
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