杰工所属学科或专业领域: 地矿组
杰工/杰青: 杰出工程师奖
杰工评选届别: 第三届杰出工程师奖

于斌,黑龙江省海伦县人, 教授级高级工程师,国家煤炭领域岩层控制与 安全高效开采技术专家,现任大同煤矿集团有 限责任公司总工程师。享受国务院政府特殊津贴,获“三晋学者”专家,孙越崎能源大奖、全国十佳优秀科技工作者提名奖等荣誉。

 

于斌,1962 年生,黑龙江省海伦县人, 教授级高级工程师,国家煤炭领域岩层控制与 安全高效开采技术专家,现任大同煤矿集团有限责任公司总工程师。他自1982 年以来一直在煤炭一线从事技术研究和工程实践工作,通 过自主创新和技术攻关,发明了特厚煤层安全 高效开采新工艺,创建了坚硬顶板大空间采场 控制理论与技术体系,首次实现了20m 特厚煤层一次开采,奠定了我国坚硬顶板特厚煤层开 采技术的国际领先地位。同时他还主持了大同 矿区塔山、同忻等千万吨级矿井群的规划与建 设,主要技术指标达到国际领先水平,并以两 矿为龙头,成功建设了煤炭行业第一个完整的 循环经济园区,实现了资源开发和综合利用的 集约化发展新模式,引领了煤炭行业发展。他曾获国家科技进步一等奖1 项、二等奖3 项, 省部级一等奖15 项,授权发明专利33 项;发表论文97 篇(SCI收录19 篇、EI 收录33 篇),出版专著5 部;享受国务院政府特殊津贴,获“三晋学者”专家,孙越崎能源大奖、全国十佳优秀科技工作者提名奖等荣誉。

燃烧自己而带来光明与温暖的煤炭,被誉为“黑色的金子”“工业的食粮”,是18 世纪以来人类社会使用的主要能源之一。大同煤田是我国华北聚煤区北部的多纪煤田,位于山西省北部,跨大同、怀仁、山阴、左云、右玉5 市县,主要产优质动力煤,是我国目前最大的煤炭生产企业大同煤矿集团有限责任公司(以下简称“同煤集团”)所在地。仅次于神华集团和中煤能源集团的同煤集团是我国第三大煤矿国有企业,总部位于被誉为“中国煤都”的我国煤炭重地山西省大同市,所属煤矿跨越大同、朔州、忻州3 市,拥有煤田面积6 157 平方公里,总储量892 亿吨,目前已成为以煤炭为主,电力、化工、冶金、机械制造等多业并举的特大型综合能源集团。

1982 年阜新矿业学院采煤工程专业毕业至今,于斌已在同煤集团工作了37 个春秋。

2010 年,48 岁的于斌成为这个亿吨级特大型煤矿企业的总工程师。

 

刻苦钻研 革新煤矿落后技术

 

于斌出生于松花江支流海伦河畔的一个小山村。小时候的于斌身体比较单薄,和哥哥们比起来,这名瘦弱的男生干起农活来有点力不从心,但其在读书方面显露出来的天赋,却让所有认识他的人都叹为观止。每次寒暑假, 他边玩边把下个学期的课程通学一遍,等开学时,他已经把这个学期要学的所有内容都掌握得滚瓜烂熟了。等到读高中一年级时,于斌的知识量已经达到了能参加高考的水平。于是,1978 年,16 岁的“学霸”于斌提前参加了高考,以优异的成绩被阜新矿业学院(1996 年更名为辽宁工程技术大学) 采煤工程专业录取。

始建于1949 年、素有煤炭行业“黄埔军校”美誉的阜新矿业学院是20 世纪60 年代初期我国东北地区唯一一所煤炭高等院校,也是隶属原煤炭工业部

的两所全国重点大学之一,全国煤炭企业前7 名中的多位总经理或董事长皆毕业于此。叶剑英、郭沫若曾分别为该校题写校名。1978 年,阜新矿业学院被国务院确定为全国首批88 所重点院校之一。在这所历史悠久、学风优良的高等院校里,从松嫩平原走出来的于斌如鱼得水,尽情地徜徉在知识的海洋里。1982 年毕业后,于斌服从国家分配,来到了千里之外的晋北,在国有大型煤矿企业大同矿务局(同煤集团前身)大斗沟矿当了一名技术人员。

大斗沟矿当时是一个中型国家统配煤矿,矿上每天开足马力搞生产,支援国家经济建设。但当时煤矿企业人才匮乏,设备陈旧,生产技术落后。20 世纪80 年代初期,一套美国乔伊公司生产的12CM-11 连续采煤机装备被运到大斗沟,却没有人会使用,成了谁也犯难的硬骨头。作为大斗沟矿唯一的大学生技术人员,于斌得到了这个展示自己的机会。他临危受命,白天钻在井下查看现场,构想技术细节;晚上一本书接一本书地查阅国内外采煤技术资料,夜阑人静时,他总是最后一个离开办公室。最终,连续采煤机在大斗沟矿2 号层213 盘区煤的应用工作获得了巨大成功,实现了每月进尺1 000 多米的全国纪录。于斌也由此脱颖而出,开启了学术钻研的大门。

1984 年起,于斌进入了快速成长阶段,从大斗沟矿技术科科长,到大斗沟矿副总工程师,再到1997 年开始任大斗沟矿总工程师,成为当时同煤集团最年轻的总工程师。在此期间,于斌更是把全部的心血都投入到技术管理工作中,发现技术难题,他千方百计地想办法解决。白天和工人们一起下井,晚上与矿上的技术人员一起探讨生产上的技术难题。同年,大斗沟矿为扩充资源,计划延伸矿井。这是一项巨大的改造工程,存在着地质结构、矿井通风等种种技术上的困难。于斌发挥专业优势,亲自主持,亲自论证方案,亲自组织实施,严格把关,一连几个月亲自在现场指挥,使矿井改造取得突破,大斗沟矿在短短几年的时间内实现生产上质的跨越。

  

 

专业发明 攻克世界技术难题

 

2002 年5 月,于斌被任命为同煤集团副总工程师。当时同煤集团正在全面落实国家提出的可持续发展战略,建设同煤首个千万吨级的塔山矿。在这个过程中,从规划设计到开凿建设,从建井施工到开采工艺,无一不是前所未有的巨大挑战。其中,开采工艺是最核心的难题。

塔山矿是同煤集团开采的石炭系第一座大型矿井,主采的石炭系3-5# 合并煤层厚度为14 ~ 20m,且“两硬”特点突出,受火成岩侵入影响,赋存条件极其复杂。从当时的国内外技术现状来看,综放开采最大机采高度一般不超过3.5m,按采放比1∶3 考虑,开采厚度最高不能大于14m。但若采用分层综放开采,不但工艺复杂、开采效率低,而且综合效益差。若一次开采,如何实现采放协调、顶板顶煤协同控制?这些问题亟待攻克,开采工艺更待进一步创新。这也充分反映了当时我国煤炭工业科技进步的瓶颈所在。

在行业、企业的共同努力下,在相关科研院所、行业高校的支持下, “特厚煤层大采高综放开采成套技术与装备研发”被列为“十一五”国家科 技支撑计划重大项目进行攻关,国拨经费近亿元。作为项目现场总负责人, 于斌提出了通过提高割煤高度优化采放比的思路,借鉴大采高综采和综放开采的优势,发明了“特厚煤层(14 ~ 20m)大采高综放开采工艺技术”,解 决了采放比失衡等技术难题,实现了特厚煤层一次开采上限由14m提高到

20m的重大突破,主持了成套技术的现场应用,在塔山矿8105 工作面工业性试验取得成功,创国产装备破千万吨的好成绩,进一步巩固了我国特厚煤层开采技术的国际领先地位。该项目荣获2014 年度国家科技进步一等奖。

  

科学发展 促进企业安全生产

 

2010 年4 月于斌被任命为大同煤矿集团总工程师时,正值同煤集团新一轮高速发展时期,各项纪录不断刷新,但新的难题又摆在了面前。由于20m 坚硬顶板特厚煤层高强度开采,采场空间大,覆岩运移范围广,顶板的破断运移及其矿压作用复杂,强矿压问题突出;同时瓦斯、火灾治理难度极大。于斌从问题根源入手,突破行业桎梏,创新提出并实施了以控制岩层运动为核心的安全高效开采技术体系,进一步提高了生产率,真正实现了科学发展、安全发展。

传统井下预裂技术控制范围有限,效果及安全性差,更缺少对高位坚硬顶板主动控制的技术手段。业界亟待在矿压理论及坚硬顶板控制技术上取得突破。于斌提出了大空间覆岩结构失稳理论,首创地面压裂坚硬顶板控制采场矿压的技术,构建了大空间坚硬顶板远近场协同控制理论与技术体系,解决了强矿压控制的工程技术难题。现场实测表明,工作面基本顶初次垮落步距从70m 减少至30m,顺槽煤柱集中应力减少了45%,工作面超前高应力区范围从150m 减小到70m 以内,巷道变形得到控制,从根本上解决了大空间坚硬顶板的控制难题,实现了特厚煤层的安全开采,促进了行业科技进步。

同时,以坚硬顶板科学预控为基础,于斌首创采动过程中顶板—瓦斯协同控制技术,攻克了“低瓦斯赋存、高瓦斯涌出”治理难题,研发了双系采空区流场局部动态平衡理论与技术,构建了双系三场耦合作用的多重灾害防控技术体系,为大同矿区特厚煤层安全开采探寻了新的技术途径,解决了长久以来困扰同煤集团的重大技术难题,实现了安全开采。

 

创新理念 助推企业产业升级

 

高效开采、智能开采、循环利用是煤炭行业的发展方向。但大同矿区是侏罗系、石炭系双系赋存,开采百年的老矿区,上部侏罗系资源日渐枯竭, 老旧矿井林立。在此复杂条件下的石炭系煤层中建设高效集约化千万吨级现代化矿井,同时实现智能开采、循环利用,实属罕见。

于斌以实现经济效益最大、环保效果最好、资源利用最高为目标,创新矿井设计理念,应用坚硬顶板特厚煤层安全高效开采技术的原创成果,将塔山矿打造成国际领先的现代化矿井,矿井年产突破3  000 万吨,是国内单井口设计能力和产能最大的井工煤矿,创工作面年产1 429 万吨、回收率93%、安全生产2.9 亿吨煤炭零伤亡的世界最好成绩。“塔山特大型矿井安全高效开采模式与关键技术研究”获山西省科技进步一等奖,成为国内外建设现代化矿井的典范;同忻矿为一井一面年产破千万吨矿井,荣获中国建设工程鲁班奖。塔山、同忻两矿投产至今已上缴利税近550 亿元。在此基础上, 于斌又成功设计并建设了麻家梁矿、金庄矿和同发东周窑矿等千万吨矿井, 形成了千万吨级矿井群,提高了科学产能,同煤集团千万吨矿井产量占比60%,助推了产业升级。

作为国家发改委“同忻矿千万吨级高效综采关键技术创新及产业化示范工程”项目负责人,于斌主持开发了支架、顶煤智能耦合自适应与人工干预多信息融合的放煤控制技术,在同忻矿8202 工作面建成了国内首个“千万吨高效、高回收率放顶煤智能开采关键技术国家级创新及产业化示范工程”,引领了煤炭工业的发展。

作为国家级矿产资源综合利用示范基地项目负责人,于斌主持完成了“大同塔山特厚煤层资源开发利用示范基地”的规划和建设工作,建成了经国家批准规划建设的煤炭行业第一个规划最完整、建设速度最快、效果体现最明显的塔山循环经济园区,并形成了以煤炭资源整体规划、集中开发为基础,以特大型现代化安全高效矿井为核心,以煤炭及共伴生资源高效综合利用为目标的煤炭产业创新模式——同煤塔山模式,形成了企业最核心的竞争力。同煤塔山模式发挥了巨大的示范引领作用,为山西省煤炭产业升级、转型跨越发展做出了卓越的贡献。

 

培养人才 提升企业创新能力

 

 在科学技术基础条件建设和人才培养方面,于斌特别注重企业创新能力的提升。他担任总工程师以来,先后与中国矿业大学合作组建了同大科技研究院(于斌本人担任院长),成立了山西省首批院士专家企业协作中心同煤工作站,创建了全国煤炭行业特厚煤层开采技术工程研究中心(于斌本人担任主任),企业创新能力不断提升。作为国家级企业技术中心主任,他在两年一次的评估中分数和名次连续上升,目前已处于全国同行业领先水平,企业被列为第五批国家创新型试点企业。

当前,于斌所从事的研究开发工作主要有国家重点研发计划项目“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术及示范”,该项目依托同煤集团塔山煤矿,在群组放煤理论、采支放运一体化智能协调控制、煤矸精准识别等方面继续攻关突破,目标是建成国际首个年产1 500 万吨特厚煤层智能综放工作面,他是总负责人;与谢和平院士合作申报国家重点研发计划项目“深部岩体力学与开采理论”,目标是在硬岩高保真钻探取芯及测试技术和大空间原位力学行为方面取得突破,并进一步建立适应深部原位环境的深部岩石力学新原理、新理论、新方法,他是项目骨干。

在人才培养方面,于斌创新性地实施了“首席专家、首席工程师”评选制度,让普通工程师与矿领导一样挣年薪,极大地调动了一线工程技术人员的积极性。五年来,同煤集团有24 人被评为山西省学术技术带头人、57 人获正高职称,在全省名列前茅,尤为重要的是还培养出一大批有所作为的青年技术干部和科研领军人才。此外,于斌本人还同时担任中国矿业大学、中国矿业大学(北京)、太原理工大学的博士生导师,先后培养了博士2 人、博 士 后 9 人 。 “作为一名技术人员,我做的一切都是我应尽的责任;作为一名技术负责人,我做得还远远不够。”这是于斌对自己的评价。明代政治家和民族英雄于谦作诗《咏煤炭》:“凿开混沌得乌金,蓄藏阳和意最深。爝火燃回春浩浩,洪炉照破夜沉沉。鼎彝元赖生成力,铁石犹存死后心。但愿苍生俱饱暖,不辞辛苦出山林。”煤炭燃烧起火苗如春天到来一样,洪炉的火光打破了沉沉夜晚的黑暗;煤炭燃烧炼成了铁,它的“死”换来了铁的“生”。诗人以煤炭喻人,形容杰出人才的思想如照亮黑夜的火光,意志像铁石般坚硬,为了国家和人民的利益甘愿奉献自己毕生的才学。这正是荣誉等身、贡献非凡、为煤炭事业奉献了37 年的于斌的真实写照。

 

(本文节选自中华国际科学交流基金会编写、高等教育出版社出版的《当代杰出工程师(第一辑)》一书,未经许可,不得转载或引用)