文稿 | 靜靜

編輯 | 章劍鋒

出品 | 網(wǎng)易科技《科學大師》欄目

他是誰

王國法，中國煤炭科工集團首席科學家，天地科技股份有限公司開采設計事業(yè)部總工程師。他是中國煤炭高效綜采技術(shù)與裝備體系的主要開拓者之一，建立了煤炭高效綜采的主體技術(shù)理論和標準體系，為提高中國的煤礦機械化、智能化技術(shù)與裝備水平做出了重要貢獻。

2015年被評為“全國勞動模范”。2017年當選中國工程院院士。

獲國家科技進步一等獎1項、二等獎4項和三等獎1項，30余項成果獲省部級科技進步獎；出版專著6部，發(fā)表論文100余篇，作為第一發(fā)明人授權(quán)發(fā)明專利20余項。獲得全國杰出工程師獎、孫越崎能源大獎等。

精彩觀點

1. 煤炭是可以清潔高效利用的最經(jīng)濟安全的能源。

2. 目前存在著去煤化或煤炭被污名化的現(xiàn)象，是行業(yè)利益博弈的聲音。

3. 煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐。

4. 智能化煤礦工人能與白領(lǐng)一樣穿著西服、扎著領(lǐng)帶來采煤。

5. 要讓在煤礦工作成為青年人才喜愛的職業(yè)。

6. 要實現(xiàn)煤炭完全無人化開采的煤炭夢，我們還要在創(chuàng)新的路上披荊斬棘。

7. 科學創(chuàng)新沒有捷徑，我們只有心無旁鶩、持之以恒，才能夠水到渠成。

文章全文：

1960年出生的王國法院士，看上去還很年輕，但他可是一位擁有重大科研創(chuàng)新成就的領(lǐng)軍科學家。

礦難頻發(fā)、煤炭污染，這些人們并不陌生的情形，有可能因為他的科技創(chuàng)新而被遏制，甚至是杜絕。

學的不是煤炭，卻因為選擇而愛上了煤炭事業(yè)。已到知天命年齡的王國法在過去30年中，執(zhí)著地在做一件事情：煤炭安全高效綠色開采技術(shù)與裝備的研發(fā)和工程實踐。

在公眾的印象中，煤炭是不可再生且污染嚴重的能源，而千百年來，井下采煤惡劣的環(huán)境和頻發(fā)的安全事故，也讓大家對煤炭更多停留在“臟累苦險”的認知。

數(shù)據(jù)稱，中國因煤炭開采而失去生命的礦工達到20萬人，煤炭開采行業(yè)被認為是“高危行業(yè)”，煤礦安全成為永遠繞不開的話題。

如何實現(xiàn)煤炭綠色開采，如何讓礦工從高險的工作中、從苦力勞動中解放出來，實現(xiàn)無人化開采，成為像王國法等行業(yè)領(lǐng)軍科學家的攻克目標。

王國法首次提出了液壓支架與圍巖“強度耦合、剛度耦合、穩(wěn)定性耦合”的“三耦合”原理和設計方法；主持的黃陵一礦智能化開采總體設計項目，首次實現(xiàn)常態(tài)化工作面有人巡視、無人操作的智能化采煤，獲得中國工業(yè)大獎；主持建立了中國綜采和液壓支架技術(shù)標準體系，實現(xiàn)成套技術(shù)完全國產(chǎn)化；主持了煤礦支護設備標準體系的建設，負責起草液壓支架國家和行業(yè)標準十幾項。

王國法的科研實踐，含有中國科學家的普遍邏輯和價值取向。他斷言，當前是中國要從集成創(chuàng)新向原始創(chuàng)新邁進的一個轉(zhuǎn)型期。

“我們國家改革開放40年來快速的發(fā)展，得益于創(chuàng)新。但是我們的創(chuàng)新大多數(shù)是從引進消化吸收、創(chuàng)新、集成創(chuàng)新到再創(chuàng)新的這樣一個階段。我們的原始創(chuàng)新不足?！蓖鯂P(guān)注著外部世界的形勢變化，他說，當前中國面臨的外部困難，對科研事業(yè)是警醒，“技術(shù)的源頭還在別人的手里，基礎(chǔ)研究的欠賬太多，所以就容易被卡住脖子，'萬河之水始于源、參天之木立于根’，要加強在基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)研究、基礎(chǔ)材料等方面的創(chuàng)新。解決問題的能力是創(chuàng)新力的核心，是創(chuàng)新人才的根本價值所在。我們能夠?qū)崿F(xiàn)的，只能夠是我們內(nèi)心最渴望的東西。只有創(chuàng)新的激情，加上科學的方法，才能夠?qū)崿F(xiàn)我們的目標。”

正名： 煤炭也可以是清潔高效的能源

提到煤炭，大眾認知中總是會和“污染”、“落后”掛鉤，在行業(yè)中甚至出現(xiàn)了去煤化的觀點。王國法則認為，“去煤化”或“煤炭被污名化”聲音的出現(xiàn)，是行業(yè)利益博弈所致。從煤炭本身來看，也可以成為清潔高效利用的最經(jīng)濟安全的能源。

王國法掌握著一組數(shù)據(jù)：化石能源目前仍然是世界的主要基礎(chǔ)能源，在世界一次能源消費結(jié)構(gòu)中仍然占86%。石油、煤炭、天然氣三分天下。非化石能源和可再生能源實際上發(fā)展得很快，但是仍然只占14%。

而中國已經(jīng)成為世界前六位的產(chǎn)煤大國，煤炭成為中國的主體能源。目前，煤炭在中國一次能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)中仍然占70%或60%以上。

最高領(lǐng)導層也曾指出，中國的國情，是在相當長一段時間內(nèi)，甚至從長遠來講，還是以煤為主的格局。因此，對煤的注意力不要分散，在發(fā)展新能源、可再生能源的同時，還要做好煤炭這篇文章。

王國法稱，可以通過技術(shù)來消除煤炭對環(huán)境的負面效應，實現(xiàn)安全高效綠色的開發(fā)和清潔高效利用。

他舉例：比如目前清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)，包括超超臨界發(fā)電、循環(huán)流化床發(fā)電、IGCC發(fā)電?！斑@些技術(shù)已經(jīng)取得了重要的突破，已經(jīng)可以實現(xiàn)有害氣體的近零排放”，“IGCC發(fā)電甚至可以實現(xiàn)二氧化碳的近零排放?！?/p>

中國支持建設的煤電項目占中國境外在建煤電項目的四分之一。圖片來源：Benita5

此外，煤炭清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)、燃煤工業(yè)鍋爐的高效燃燒技術(shù)、污染物的控制與資源化利用技術(shù)，都取得了重要的進展，這些為煤炭的清潔利用提供了有效的科技支撐。

夢想： 讓礦工穿著西服采煤

千百年來，井下采煤惡劣的環(huán)境和頻發(fā)的安全事故，使煤炭開采行業(yè)被稱為“高危行業(yè)”，煤礦安全成為永遠繞不開的話題，尤其是中國這種煤炭開采大國。

如何實現(xiàn)煤炭綠色開采，如何讓礦工從高險的工作中解脫出來，從苦力勞動中解放出來，實現(xiàn)無人化開采，是王國法30年前進入煤炭行業(yè)之后，一直從事的工作。

“激情是創(chuàng)新的催化劑。我們干任何事情、干任何事業(yè)都需要有激情。創(chuàng)新更需要有激情。”雖然不是主動選擇煤炭行業(yè)，但一旦選擇，王國法認為就要堅持。

在中煤科工集團開采裝備技術(shù)研究所所長（液壓支架研究室主任）的職位上，王國法一干就是20年，他說正是這種不變，成就了認真鉆研一件事，努力做好一件事的意志。

據(jù)了解，當初王國法幾乎走遍了全國所有礦區(qū)，一年出差要在200天以上，而且經(jīng)常連續(xù)12小時待在井下，有時需要連續(xù)奮戰(zhàn)24小時。

也因此，王國法見證、參與了中國煤炭開采由落后到世界領(lǐng)先的發(fā)展過程。

他帶領(lǐng)團隊研發(fā)了系列高效綜采成套技術(shù)和裝備，使煤炭生產(chǎn)效率提高30倍以上，安全生產(chǎn)條件得到根本保障，為國家經(jīng)濟社會發(fā)展提供了近70%的一次能源；把中國煤炭開采成套技術(shù)和裝備出口到澳大利亞、德國等全世界主要產(chǎn)煤國家。

2012年至2016年，王國法主持了陜煤集團黃陵一號煤礦智能化無人開采總體設計、集成創(chuàng)新項目，實現(xiàn)了常態(tài)化遠程監(jiān)控工作面無人操作的智能化開采，并在20多個煤礦推廣應用。2016年，該項目獲得中國工業(yè)大獎。

2017年中國工程院新增院士名單，王國法從煤炭行業(yè)中第一輪15進5，最終晉級1人的激烈競爭中獲勝。

王國法介紹，智能化無人開采有四種模式：一，在薄煤層和中厚煤層發(fā)展了智能化無人開采模式；二，在厚煤層發(fā)展了大采高工作面、智能耦合人機協(xié)同高效綜采模式；三，在特厚煤層放頂煤工作面，研發(fā)了智能操控與人工干預相結(jié)合的放頂煤模式；四，在復雜煤層條件、大傾角煤層條件下，采用機械化加智能化這樣一種開采模式。

不久前，在中國礦業(yè)大學演講現(xiàn)場，主辦方就播放了他們在陜西黃陵采掘現(xiàn)場的錄像，機械智能化掘進一覽無余，工作面上實現(xiàn)了無人化開采。王國法形容那個場景是，不見礦工身和影，只見煤炭滾滾來?！皩崿F(xiàn)了我們煤炭工人穿著西服、扎著領(lǐng)帶來采煤的這樣一個夢想?！?/p>

王國法的研究，攻克了不少井下地理的復雜構(gòu)造，比如在復雜煤層50多度大傾角的條件下，通過機械化加智能化技術(shù)的融合，解決了綜采設備在50多度大傾角的條件下穩(wěn)定運行的世界難題，實現(xiàn)了由不能采到能夠安全高效開采這樣一個突破。“我們井下的固定崗位作業(yè)逐漸由機器來代替人工的作業(yè)。”

據(jù)他介紹，國家煤礦安全監(jiān)察局今年1月份已經(jīng)發(fā)布了《煤礦機器人重點產(chǎn)品研發(fā)目錄》，提出了五類38種煤礦機器人的研制，從掘進、到采煤、到運輸三類作業(yè)機器人和安控與救援機器人。

網(wǎng)易科技《科學大師》記者向王國法提出一個疑問，中國有超過500萬煤礦工人，假如全面實行無人化開采作業(yè)，是否會造成勞動力過剩和失業(yè)，先進的技術(shù)與人力用工矛盾是否會發(fā)生？

王國法承認，在科學進步的過程中，這樣的疑問不可避免。但煤礦發(fā)展智能化無人開采的目的，不是要讓煤礦職工下崗，而是要從根本上改變傳統(tǒng)的作業(yè)方式和勞動方式，改善作業(yè)環(huán)境與條件，“使我們的煤炭工人能夠更有尊嚴地去工作，有更好的工作條件?！?/p>

去年，王國法在德國參觀過一個年產(chǎn)4600萬噸的露天煤礦，根本見不到底下有人作業(yè)，他注意到，這不意味著不需要人力，這個公司的1500人，都在辦公室里工作，只是工人不需要到工作面上去。

王國法告訴《科學大師》，山東的棗礦集團目前已經(jīng)提出了要全面取消工人夜班作業(yè)，“為什么現(xiàn)在能夠提出來全面取消夜班？也是我們智能化技術(shù)的進步，我們生產(chǎn)力得到了充分的發(fā)展，有了科技的支撐，才能夠真正地取消夜班?！?/p>

目標： 全面實現(xiàn)智慧煤礦

改革開放40年來，中國的煤炭開采從人工、半機械化、機械化，發(fā)展到綜合機械化，已經(jīng)開始了向自動化和智能化邁進。

而人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的到來，讓王國法的夢想有了實現(xiàn)的可能，“技術(shù)創(chuàng)新，需要符合科學規(guī)律，腳踏實地。煤炭傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級，需要的是關(guān)鍵技術(shù)突破?！?/p>

王國法不止在一個公開場合提到過，不要濫用概念，把許多完全不符合“智能化”的產(chǎn)品，冠以“智慧”、“智能”的名義，進行過度包裝和宣傳，也不要“盲目抵觸”，對于“智能化”、“智慧礦山”這種新鮮事物，不去深入了解，一味表示反對。

王國法認為所謂的數(shù)字化、人工智能和信息化都是實現(xiàn)“智慧礦山”或“智能化礦山”的基礎(chǔ)技術(shù)手段。

與智慧社會、智慧城市和智慧交通類似，王國法希望能夠?qū)崿F(xiàn)建設智慧煤礦的目標。也就是讓煤礦的主體實現(xiàn)智能化，將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動化控制、機器人化等與現(xiàn)在礦山開發(fā)技術(shù)深度融合，開發(fā)礦山感知、互聯(lián)網(wǎng)、分析、自學習、預測、決策、控制的完整智能系統(tǒng)，實現(xiàn)煤礦全面智能運行、科學綠色開發(fā)、全產(chǎn)業(yè)鏈運行的一種新模式。

在煤礦智能化發(fā)展戰(zhàn)略上，中國已經(jīng)提出了三階段目標。

第一個階段，到2021年，全國建成100個智能化示范礦井，初步形成煤礦開拓設計、地質(zhì)保障、生產(chǎn)安全等主要環(huán)節(jié)的數(shù)字化傳輸、自動化運行的技術(shù)體系，基本實現(xiàn)約定工作面減人提效生產(chǎn)、工作面內(nèi)少人或無人作業(yè)、井下固定崗位無人值守、遠程監(jiān)控。

第二個階段，到2025年，大型煤礦基本實現(xiàn)智能化。形成煤礦智能化建設的技術(shù)規(guī)范與標準體系，實現(xiàn)開拓設計、地質(zhì)保障、采掘、運通、洗選、物流等系統(tǒng)的智能化決策和自動化協(xié)同運行，僅剩重點崗位集群作業(yè)。

第三個階段，到2035年，要全面實現(xiàn)煤礦的智能化開采，構(gòu)建多產(chǎn)業(yè)鏈、多系統(tǒng)集成的煤礦智能化系統(tǒng)，建成智能感知、智能決策、自動執(zhí)行的智慧煤礦體系，實現(xiàn)煤炭工業(yè)綠色清潔可持續(xù)發(fā)展。

從路線圖來看，時間座標并不遠，但其中要克服的困難不言而喻。

王國法承認，“雖然距離煤炭完全無人開采這樣一個夢想，要走的路還很長，但是我們在不斷地向完善這樣一個目標去發(fā)展，不斷地在取得進展?！?/p>

雖然當前個別礦井已經(jīng)實現(xiàn)了有人巡視、無人操作的采煤新方法，王國法說，每一項技術(shù)離完全完善都有很大的距離，因為地下開采是一個非常復雜的事情?！昂芏鄬＜艺f登天容易入地難，這并不過分。我們的地下開采，有很多規(guī)律，就像地震學一樣，地下的這些活動更復雜，它是不連續(xù)的一些活動，在不連續(xù)的條件下的作業(yè)，實際上難度更大。我們要解決的難題還很多。”

召喚： 青年們，向煤炭進軍

煤炭工程領(lǐng)域目前面臨人才瓶頸，年輕人不愿意進入這個行業(yè)，這是讓王國法感到憂心的事情。

下井挖煤這種傳統(tǒng)的作業(yè)方式，容易讓人產(chǎn)生吃苦受罪的印象。而王國法寄希望于智能化的開采全面實現(xiàn)后，能夠更好地吸引到年輕人才的流向。

“我們發(fā)展的目標就是要使生產(chǎn)力得到更大的解放、更大的提高。將來我們的工作時間就不需要那么多了，就不需要那么艱苦了。大家就可以輕輕松松地做這個事情了，可以使這個煤炭真正成為對我們青年人有吸引力的一個職業(yè)。”

王國法所展示出來的圖片和視頻，向外界傳遞出一個信號：智能化、現(xiàn)代化的煤礦作業(yè)，可以改寫煤礦作業(yè)水準，采煤、運煤不等于苦累臟。

“人生道路有千萬條，或者直線，或者曲折。直線的，它可能比較擁擠。就像我們現(xiàn)在，很多精英全都擠到了金融(業(yè)領(lǐng)域)，可能擠得大家都走不動。有的道路可能是曲折的、不擠的，但是也未必不能夠曲徑通幽。沒有人能夠預知哪一條路是距離成功最近的。條條道路都得有人走，條條道路都可能通向成功?！?/p>

王國法這個話，有他自己的人生經(jīng)歷作依據(jù)，他自己早年就是非煤院校畢業(yè)的，本科是山東大學冶金系軋鋼專業(yè)，研究生是東北大學流體機械及流體動力工程專業(yè)，畢業(yè)后被分配到煤炭科學研究總院北京開采研究所，從事煤炭綜合機械化開采技術(shù)與裝備研發(fā)，而不是因為喜歡煤炭才選擇了這個行業(yè)。

他的科研經(jīng)歷，應合了那樣一句話：哪里需要就被哪里搬。

王國法說，當代青年尤其是大學生，具備了創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力，在當下處于第三次工業(yè)革命與第四次工業(yè)革命的歷史交匯期，以人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+為標志的新技術(shù)革命浪潮滾滾，青年人是可以在建設綠色+智慧礦業(yè)的道路上，發(fā)揮創(chuàng)造力、建功立業(yè)的。

參考:《五洲四海山東人》《煤炭報獨家： 對話王國法院士，6000字干貨》