为(wéi / wèi)隧道(dào)装上(shàng)岩爆“听诊器”(讲述·弘扬科学家(jiā)精神)
本文转自(zì):人(rén)民日报
东北大(dà)学深部金属矿山安全开采科研团队矢志攻关
为(wéi / wèi)隧道(dào)装上(shàng)岩爆“听诊器”(讲述·弘扬科学家(jiā)精神)
本报记者 辛 阳
《人(rén)民日报》(
二0二五年(nián)0一月0六日
第 0六 版)
姚志宾(右一)在(zài)介绍岩爆监测情况。
冯夏庭(中(zhōng))在(zài)指导学生(nián)做实验。
以(yǐ)上(shàng)照片均为(wéi / wèi)东北大(dà)学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室提供
攻关岩爆预测的(de)世界性难题,最大(dà)程度提高预警准确性;研发系列设备、坚守工程一线,为(wéi / wèi)重大(dà)工程建设提供安全保障……东北大(dà)学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室自(zì)成立以(yǐ)来(lái),始终坚持走自(zì)主创新之(zhī)路,围绕深部工程建设与深部金属矿开采等问题,开展理论研究、技术研发与科技服务,形成以(yǐ)深部工程地(dì)质学为(wéi / wèi)背景、深部岩体力学为(wéi / wèi)基础、计算机和(hé)信息科学为(wéi / wèi)手段的(de)深部工程建设与深部资源开采的(de)理论体系和(hé)技术研发平台,为(wéi / wèi)我(wǒ)国(guó)深部探测提供技术支撑。日前,本报记者走近东北大(dà)学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室科研团队,记录他(tā)们(men)矢志攻关、向地(dì)球深部进军的(de)故事(shì)。
——编 者
北风猎猎,吹皱黄沙。
在(zài)甘肃北山国(guó)家(jiā)高放废物处置地(dì)下(xià)实验室施工现场,来(lái)自(zì)东北大(dà)学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室的(de)科研团队成员,正在(zài)位于(yú)地(dì)下(xià)数百米的(de)各监测点位工作着,认真记录与围岩破裂及安全相关的(de)详细信息。
聚焦深部金属矿开采面临的(de)关键科学技术问题,围绕深部金属矿全连续绿色高效开采理论、采动致灾机理与智能(néng)防控等重点任务,团队成员发扬科学家(jiā)精神,为(wéi / wèi)推动我(wǒ)国(guó)从矿业大(dà)国(guó)向矿业强国(guó)迈进积极贡献力量。
通过(guò)大(dà)量科学试验、安全监测与预警研究,提高岩爆预警准确性
矿产资源是( shì)支撑人(rén)类生(nián)存和(hé)发展的(de)重要(yào)物质基础。地(dì)球深部蕴藏着丰富的(de)资源和(hé)能(néng)源,开采好(hao)、利用好(hao)这(zhè)些深埋地(dì)下(xià)的(de)宝贵“财富”,对(duì)于(yú)支撑国(guó)民经济建设和(hé)保障国(guó)防安全具有(yǒu)一0分重要(yào)的(de)意义。
然而(ér),向地(dì)球深部进军,任重而(ér)道(dào)远。“以(yǐ)深部岩石工程建设为(wéi / wèi)例,其建设质量和(hé)水平取决于(yú)岩石力学与工程技术的(de)突破,但昂贵的(de)设备和(hé)技术一度制约相关领域发展。”实验室常务副主任、东北大(dà)学教授刘造保说(shuō),推动矿业高质量发展,必须走自(zì)主创新之(zhī)路。
岩爆是( shì)深部工程或深埋隧道(dào)建设过(guò)程中(zhōng)常见的(de)一种动力灾害。随着隧道(dào)的(de)开挖,原本致密的(de)岩石被挖走,一侧凌空,另一侧仍连接着原本的(de)岩体。积蓄的(de)能(néng)量可(kě)能(néng)在(zài)瞬间爆发,岩块呈片状四处飞溅,如同爆炸,这(zhè)就(jiù)是( shì)“岩爆”,其释放的(de)强大(dà)能(néng)量能(néng)让一颗小石子(zǐ)变成“子(zǐ)弹”。
保障深部工程安全进行(xíng),开展针对(duì)岩爆的(de)规律、特征等研究势在(zài)必行(xíng)。自(zì)二0一一年(nián)一二月获教育部批准建设起,一0余年(nián)来(lái),该实验室围绕这(zhè)一领域,提出(chū)科学的(de)预警方法,同时(shí)研发能(néng)有(yǒu)效应用于(yú)现场的(de)相关仪器、设备。
由于(yú)岩爆孕育机制复杂,很长一段时(shí)间里,学界普遍认为(wéi / wèi)一些岩爆是( shì)不(bù)可(kě)预测的(de),但从工程建设实际需要(yào)而(ér)言,展开提前预警,在(zài)危险发生(nián)之(zhī)前及时(shí)把人(rén)员和(hé)设备转移出(chū)来(lái),其意义不(bù)可(kě)估量。面对(duì)外部的(de)质疑声,实验室主任、中(zhōng)国(guó)工程院院士冯夏庭鼓励团队成员:“面对(duì)这(zhè)一世界性难题,我(wǒ)们(men)要(yào)甘坐冷板凳,耐得住寂寞,再苦再累也(yě)要(yào)把岩爆问题研究清楚。”
为(wéi / wèi)了最大(dà)程度提高岩爆预警的(de)准确性,冯夏庭院士带领团队成员长期坚守施工一线,进行(xíng)了大(dà)量的(de)科学试验、安全监测与预警研究。有(yǒu)一次,团队提前发布了岩爆预警的(de)准确信息,确保施工人(rén)员及时(shí)转移。自(zì)那(nà)以(yǐ)后(hòu),整个(gè)团队的(de)信心越来(lái)越足。
如今,实验室牵头的(de)重大(dà)科技基础设施“超大(dà)型深部工程灾害物理模拟设施”建设正稳步推进。“使用这(zhè)一装置,如同为(wéi / wèi)隧道(dào)装上(shàng)岩爆‘听诊器’,我(wǒ)们(men)能(néng)够在(zài)国(guó)际上(shàng)首次实现深部工程灾害五米级超高仿真度物理模型试验,有(yǒu)助于(yú)保障深部工程安全,破解诱发地(dì)震、储气库泄漏、超长时(shí)滞型岩爆等前沿科学问题。”冯夏庭说(shuō)。
重大(dà)工程在(zài)哪里建设,团队就(jiù)把实验室“搬”到()哪里
当前,国(guó)家(jiā)战略矿产资源、能(néng)源、交通等重大(dà)工程都在(zài)向深部发展,但深部工程特有(yǒu)的(de)地(dì)质特征、环境条件,极易诱发岩爆、大(dà)变形和(hé)塌方等灾害。国(guó)家(jiā)战略需要(yào)就(jiù)是( shì)科研努力的(de)方向。以(yǐ)关键技术和(hé)工程任务为(wéi / wèi)牵引,重大(dà)工程在(zài)哪里建设,团队就(jiù)把实验室“搬”到()哪里。
我(wǒ)国(guó)“西电东送”的(de)标志性工程——锦屏二级水电站建设长大(dà)深埋引水隧洞群项目,平均洞线长达一六.六七千米,最大(dà)埋深二五二五米,施工过(guò)程伴随着极高的(de)岩爆风险。
“为(wéi / wèi)了摸清深部工程围岩的(de)‘脾气’,我(wǒ)们(men)深入一线开展分析研究,逐步形成了系统的(de)、操作性较强的(de)风险调控方案。”实验室实验技术人(rén)员、高级实验师姚志宾说(shuō),“通过(guò)近四年(nián)的(de)努力,我(wǒ)们(men)自(zì)主研发高原铁路隧道(dào)岩爆智能(néng)微震监测预警技术,实现从岩爆定性预警到()对(duì)等级和(hé)位置定量预警的(de)升级,精确程度大(dà)幅提升。”
位于(yú)青藏高原的(de)巴玉隧道(dào),工程途经一段强岩爆区,岩爆发生(nián)强度大(dà)、频率高。面对(duì)高海拔、强岩爆等诸多挑战,研究团队的(de)师生(nián)和(hé)工人(rén)一起下(xià)井。在(zài)海拔三五00米的(de)隧道(dào)里,高温高湿再加上(shàng)缺氧和(hé)高分贝的(de)噪声,无不(bù)考验着团队成员的(de)体力和(hé)精力。
对(duì)于(yú)隧道(dào)内的(de)工作环境,二0二一级博士研究生(nián)张文灿形象地(dì)总结为(wéi / wèi)“两进两出(chū)”:其一是( shì)“白口罩进,黑口罩出(chū)”,隧道(dào)内通风不(bù)好(hao),需要(yào)佩戴口罩完成工作,每次出(chū)洞口罩都会(huì)变黑;其二是( shì)“干衣服进,湿衣服出(chū)”,由于(yú)温度和(hé)湿度高,每次进洞作业都是( shì)一身汗。
徒步上(shàng)万米调试设备,每天(tiān)与施工方研究施工方案,发生(nián)灾害后(hòu)第一时(shí)间抵达现场展开分析……谈到()隧道(dào)建设过(guò)程,实验室青年(nián)教师胡磊感触很深:“作为(wéi / wèi)新时(shí)代的(de)科研人(rén)员,我(wǒ)们(men)要(yào)勇于(yú)直面困难,真正为(wéi / wèi)国(guó)家(jiā)重大(dà)工程解决实际问题。”
以(yǐ)科研促培养,带动更多年(nián)轻人(rén)在(zài)一线提高创新和(hé)实践能(néng)力
甘肃北山,因位于(yú)河西走廊北部而(ér)得名。这(zhè)里气候干燥,地(dì)下(xià)水稀少,是( shì)一片风沙肆虐的(de)无人(rén)区。
国(guó)家(jiā)“一0三五”重大(dà)工程——高放废物处置地(dì)下(xià)实验室便坐落于(yú)此。作为(wéi / wèi)该项目的(de)参与团队之(zhī)一,深部金属矿山安全开采教育部重点实验室主要(yào)负责地(dì)下(xià)实验室螺旋斜坡道(dào)围岩开挖过(guò)程微震监测与损伤程度评价,进而(ér)为(wéi / wèi)地(dì)下(xià)实验室顺利建成及持久运营提供安全保障。
“由于(yú)掘进机工作过(guò)程中(zhōng)会(huì)产生(nián)大(dà)量热量,导致环境温度升高,所以(yǐ)每次安装完传感器,衣服都会(huì)被汗水浸透。”全程参与项目的(de)二0二一级博士研究生(nián)朱宝全特意把自(zì)己的(de)微信名改为(wéi / wèi)“二0二六”,也(yě)就(jiù)是( shì)项目预计完成的(de)年(nián)份,“虽然工作辛苦,但每一天(tiān)都有(yǒu)很多收获。能(néng)参与国(guó)家(jiā)重大(dà)工程建设,在(zài)祖国(guó)最需要(yào)的(de)地(dì)方实现青春价值,我(wǒ)感到()由衷的(de)自(zì)豪”。
以(yǐ)科研促培养,以(yǐ)实干显担当,在(zài)项目参与者之(zhī)中(zhōng),同朱宝全一样的(de)年(nián)轻力量不(bù)在(zài)少数。“推动更多年(nián)轻人(rén)走向一线,激发他(tā)们(men)的(de)创新能(néng)力和(hé)实践能(néng)力,才能(néng)培养出(chū)更多适应时(shí)代需求的(de)采矿人(rén)才。”实验室成员、东北大(dà)学教授顾晓薇多年(nián)来(lái)一直引领团队加强课程建设及教学改革,鼓励课题组成员传承东大(dà)老一辈采矿人(rén)“敢为(wéi / wèi)人(rén)先、实干报国(guó)”的(de)精神。
“当年(nián),老一辈东大(dà)人(rén)义无反顾地(dì)奔赴祖国(guó)最需要(yào)的(de)地(dì)方,给我(wǒ)们(men)留下(xià)宝贵的(de)精神财富。我(wǒ)们(men)要(yào)弘扬这(zhè)种精神,坚守老一辈采矿人(rén)的(de)初心。”冯夏庭说(shuō)。
从一0几人(rén)到()几一0人(rén),研究队伍不(bù)断补充着新鲜血液,成员涵盖国(guó)家(jiā)级科技创新领军人(rén)才、国(guó)家(jiā)级青年(nián)人(rén)才等。如今,实验室正向着深层油气开发与储存、深层地(dì)热开发利用与高放废物地(dì)质处置等更广阔的(de)领域前进。
(刘颖慧参与采写)
发表评论:
◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。