王琦（右）與導(dǎo)師、中國科學(xué)院院士何滿潮在礦井下開展科研時留影。

　　王琦（中間正在操作者）在礦山現(xiàn)場指導(dǎo)學(xué)生開展科研。

一個薄陰的夏日，我們一早驅(qū)車從位于朝陽區(qū)的駐地出發(fā)，沿著繁忙的北京東三環(huán)前行，約半個小時后轉(zhuǎn)入高等學(xué)府林立的海淀區(qū)學(xué)院路，行至六道口十字路口左轉(zhuǎn)，就到了此次行程的目的地——中國礦業(yè)大學(xué)（北京）寶源大廈。

在寶源大廈一層一間大會議室，我們?nèi)缂s見到王琦，他看上去比照片上和實(shí)際年齡40歲更顯年輕。熱情的微笑、有力的握手、干練的發(fā)型、高挑勻稱的身材、深灰色西裝，面前的王琦瀟灑帥氣、充滿活力。

王琦是中國礦業(yè)大學(xué)（北京）深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京）執(zhí)行主任，曾榮獲諸多獎項(xiàng)，其中包括國家技術(shù)發(fā)明二等獎、第十七屆中國青年科技獎、教育部科技進(jìn)步一等獎、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會青年科技獎金獎、全國煤炭青年科學(xué)技術(shù)獎。

“我們實(shí)驗(yàn)室研究的就是如何從‘虎克家到牛頓家串門’的”

“請移步到大廳，我來向大家講解一下我們實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展歷程。”王琦邀我們走出會議室，來到寶源大廈北側(cè)入口處的陽光大廳。該廳依樓而建，面積約200平方米、高約7米。光線從北側(cè)面和頂部的鋼化玻璃投射進(jìn)來，整個大廳顯得寬敞、明亮。

大廳東側(cè)墻壁上方正中，是中國礦業(yè)大學(xué)（北京）的?；請D案、深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的標(biāo)識圖案。其下方是該實(shí)驗(yàn)室中英文雙語名稱。名稱下方是兩行文字：“三十年風(fēng)雨兼程新時代再創(chuàng)輝煌。”王琦指著這兩行文字介紹說：“我們這個實(shí)驗(yàn)室已創(chuàng)立30年，回顧發(fā)展歷程，可以發(fā)現(xiàn)，每10年上一個臺階。30年來，實(shí)驗(yàn)室在主任、中科院院士何滿潮帶領(lǐng)下，取得了一系列重大科技創(chuàng)新成就，包括摘得多個國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎、國家技術(shù)發(fā)明獎、中國專利金獎和多個國際科技獎項(xiàng)?！?/p>

王琦接著結(jié)合墻上的發(fā)展大事記和資料照片，對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了詳細(xì)介紹。他說，該實(shí)驗(yàn)室是在力學(xué)與地質(zhì)學(xué)交叉融合的基礎(chǔ)上創(chuàng)立和發(fā)展起來的，其創(chuàng)立者何滿潮師承著名力學(xué)家陳至達(dá)先生和著名地質(zhì)學(xué)家譚周地先生，而陳先生與譚先生的老師分別是馮·卡門的弟子——中國近代力學(xué)奠基人錢偉長教授，李四光的弟子——中國工程地質(zhì)事業(yè)的奠基人之一劉國昌教授。

“30年來，我們實(shí)驗(yàn)室圍繞地下工程巖體的大變形破壞機(jī)理等方面，開展了大量科研工作。這些科研工作的目標(biāo)概括起來其實(shí)就是一句話：發(fā)現(xiàn)和揭示地下巖體從‘虎克小變形’到‘牛頓運(yùn)動段’的演變過程和規(guī)律。”王琦解釋說，包括地下巖體在內(nèi)任何物體的破壞都是從“彈性小變形”開始的，之后到“大變形”，再到“破壞”產(chǎn)生運(yùn)動。“小變形”遵循的是“虎克定律”，而發(fā)生“破壞”遵循的則是“牛頓定律”?！巴ㄋ椎卣f，我們實(shí)驗(yàn)室研究的就是如何從‘虎克家到牛頓家串門’的?！蓖蹒χf。

“服務(wù)國家礦產(chǎn)資源開發(fā)和國家重大工程建設(shè)”

研究如何從“虎克家到牛頓家串門”的，對現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)生活有什么意義呢？換句話說，這樣的研究有什么價值？為了回答這個問題，王琦在會議室結(jié)合相關(guān)資料向我們講述了他在導(dǎo)師何滿潮領(lǐng)導(dǎo)下參與棲霞笏山金礦爆炸事故救援的案例。

2021年1月10日，山東煙臺棲霞笏山金礦發(fā)生爆炸，22人被困井下，一場與時間賽跑的緊急救援行動開始了。由于礦井深、巖石硬、清障難，救援工作進(jìn)展極其緩慢，舉國上下焦灼萬分。1月19日晚，何滿潮接到國家應(yīng)急管理部緊急通知，立即組織成立現(xiàn)場救援專家組，王琦是成員之一。“何院士帶領(lǐng)我們在救援現(xiàn)場開展實(shí)地考察，科學(xué)分析研判困難和風(fēng)險，計算土石方堆積量，嚴(yán)謹(jǐn)論證優(yōu)化井筒清障救援方案并精確繪制了成套救援方案圖紙，精心指導(dǎo)現(xiàn)場救援工作。”王琦回憶說。在專家組指導(dǎo)下，回風(fēng)井救援通道于1月24日順利打通，11名幸存礦工成功升井。

此次救援行動充分展示了何滿潮、王琦等中國礦業(yè)大學(xué)（北京）深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)過硬的科研和實(shí)戰(zhàn)能力。何滿潮因此收到中共山東省委、山東省人民政府發(fā)來的感謝信；何滿潮和救援專家組獲此次事故應(yīng)急救援指揮部贈送的“牢記生命至上，聚力笏山救援”錦旗。

類似笏山金礦爆炸這樣的礦井事故救援，何滿潮、王琦等中國礦業(yè)大學(xué)（北京）團(tuán)隊(duì)參與過多次，他們多年的科研成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為挽救事故被困人員、恢復(fù)生產(chǎn)秩序等提供了基礎(chǔ)支撐。

“每名礦工、每名工程建設(shè)者都是一個鮮活的生命，其背后都有一個家庭。作為科技工作者，我們的初心和使命是以科技創(chuàng)新助力保障地下工程和施工作業(yè)的安全，盡最大可能防止發(fā)生意外事故，盡最大努力開展高效救援，助力切實(shí)做好安全保障工作，服務(wù)國家礦產(chǎn)資源開發(fā)和國家重大工程建設(shè)?！蓖蹒f。

為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，中國每年都要修建大量礦山隧道、交通隧道、水網(wǎng)涵道等。據(jù)介紹，中國僅煤礦巷道年掘進(jìn)長度就超過地球直徑，約1.3萬公里；改革開放以來，中國建成的交通隧道總長度與地球周長相當(dāng)，約4萬公里。深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京）就是瞄準(zhǔn)國家戰(zhàn)略需求，全面服務(wù)于國家深部資源開發(fā)與重大地下工程建設(shè)?！拔覀儗?shí)驗(yàn)室的創(chuàng)建人何滿潮院士，長期致力于礦山工程巖體大變形災(zāi)害控制理論和技術(shù)的研究和實(shí)踐，取得了系統(tǒng)的、創(chuàng)造性的成果。目前，他正領(lǐng)銜開展關(guān)于川藏鐵路的重大科技專項(xiàng)研究，為早日建成這項(xiàng)世界鐵路建設(shè)史上地形地質(zhì)條件最為復(fù)雜的工程而努力?！?王琦說。

“這是在山東菏澤鄆城趙樓煤礦，我第一次下井”

煤炭是我國重要的基礎(chǔ)性能源，是國家能源安全的“壓艙石”。王琦長期從事煤礦巷道安全控制理論與方法的教學(xué)科研工作，聚焦煤炭安全高效開采難題，扎根工程現(xiàn)場一線開展理論與技術(shù)研究，守護(hù)煤礦安全，探索煤炭開采新工法并取得突出成就。

2009年，王琦的科學(xué)研究事業(yè)實(shí)現(xiàn)重要跨越。他完成了在山東科技大學(xué)本科和碩士階段的學(xué)習(xí)，順利考入山東大學(xué)，師從中國工程院院士李術(shù)才，攻讀博士學(xué)位?！拔业谋究茖I(yè)是土木工程，聚焦民用建筑工程。一次偶然的機(jī)會，在碩士生導(dǎo)師王來老師引薦下，我見到李術(shù)才教授并當(dāng)面聆聽到他的論斷——21世紀(jì)將是中國地下工程大發(fā)展的世紀(jì)。我深受影響，在成為李術(shù)才教授的博士生后，開始從事煤礦巷道大變形控制研究。”王琦回憶說。

“這是在山東菏澤鄆城趙樓煤礦，我第一次下井。這張就是當(dāng)時拍攝的。”王琦指著一張照片介紹說。照片上的他站在礦工裝備架前，戴著安全帽，身著礦工服，笑容中透著幾分青澀。當(dāng)時，王琦按照導(dǎo)師李術(shù)才的要求深入井下，獲取第一手的監(jiān)測數(shù)據(jù)并指導(dǎo)工人按照新工藝進(jìn)行礦井施工，不僅鍛煉了吃苦耐勞的意志品質(zhì)，而且進(jìn)一步培養(yǎng)了“從事科研創(chuàng)新，必須深入工程一線”的理念。后來，王琦在李術(shù)才指導(dǎo)下，帶領(lǐng)課題組長期深入山東巨野煤田千米礦井下，開展科研試驗(yàn)，研發(fā)出復(fù)雜條件圍巖分階段高強(qiáng)控制體系及成套關(guān)鍵技術(shù)裝備，有效實(shí)現(xiàn)了礦井巷道的穩(wěn)定控制，該項(xiàng)科技成果獲山東省科技進(jìn)步獎一等獎，同時支撐了國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。王琦的科研由此邁上一個新臺階。

值得一提的是，在推進(jìn)創(chuàng)新過程中，王琦在政府和企業(yè)大力支持下，積極整合資源，在巨野煤田中心位置主持建立了協(xié)同創(chuàng)新現(xiàn)場科研基地，依托該基地建立了山東省地下空間安全控制工程實(shí)驗(yàn)室、山東省院士工作站、深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室菏澤實(shí)驗(yàn)中心等科研平臺，大大促進(jìn)科研試驗(yàn)的開展和科技成果的應(yīng)用轉(zhuǎn)化。

“智能化和無人化是實(shí)現(xiàn)采礦安全的根本之道”

在博士后研究階段，王琦在導(dǎo)師何滿潮院士學(xué)術(shù)思想引領(lǐng)下，帶領(lǐng)課題組探尋巷道自動形成新工法即無煤柱自成巷N00平衡開采方法。為了推進(jìn)該工法關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，在何滿潮院士指導(dǎo)下，他與課題組連續(xù)數(shù)月在井下開展現(xiàn)場試驗(yàn)，聯(lián)合20余家單位進(jìn)行了25項(xiàng)工程試驗(yàn)，對約160項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，最終形成了具有中國完全自主知識產(chǎn)權(quán)的N00采煤成巷核心裝備體系，并首次在陜西榆林的檸條塔煤礦進(jìn)行了成功實(shí)踐，取消了巷道掘進(jìn)，取消了煤柱留設(shè)，節(jié)約了煤炭資源。N00工法經(jīng)行業(yè)權(quán)威專家鑒定，被認(rèn)為是煤炭開采技術(shù)的重大突破、重大創(chuàng)新與升級，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

桃李不言，下自成蹊。王琦堅持深入生產(chǎn)一線搞科研，特別是把科研基地建到煤田礦區(qū)之舉，深深地感染著他的學(xué)生，大家都把下到千米之下的采掘巷道做科研作為必修課和家常便飯。談到這一點(diǎn)，王琦說，他只是在學(xué)習(xí)和傳承前輩治學(xué)、科研的方法和精神；自己的導(dǎo)師和業(yè)內(nèi)其他前輩學(xué)人一直堅持到工程現(xiàn)場，有的已80多歲高齡，但是仍然親自下到井下工程現(xiàn)場。

王琦積極參與無煤柱自成巷技術(shù)的推廣和應(yīng)用。在他的努力下，山東菏澤郭屯煤礦開展了無煤柱自成巷現(xiàn)場試驗(yàn)并獲得成功。此外，該技術(shù)還被應(yīng)用到陜西神木紅柳林煤礦等重大煤礦工程中，取得預(yù)期效果?！皳?jù)了解，截至目前，國內(nèi)采用無煤柱自成巷開采技術(shù)的礦井工作面達(dá)到300多個；在國際上，無煤柱自成巷開采技術(shù)已進(jìn)入越南，開始服務(wù)該國煤炭開采。我們正在起草相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)該技術(shù)在國內(nèi)外的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。”王琦說。

展望未來，王琦表示，無煤柱自成巷N00工法體系將融合5G技術(shù)，建成智能化5GN00礦井，建立煤、氣共采智能化礦山，創(chuàng)建遠(yuǎn)程無人化智慧采礦模式。

“智能化和無人化是實(shí)現(xiàn)采礦安全的根本之道，是建設(shè)能源強(qiáng)國的必然選擇，也是我們夢寐以求的愿景。在老師前輩們的指導(dǎo)下，我們青年科技工作者將繼續(xù)攜手前行，向著這一宏偉目標(biāo)努力奮進(jìn)?！蓖蹒鶊远ǖ卣f。張保淑 盧西奧

與中國科協(xié)科學(xué)技術(shù)傳播中心合作推出