李绪展回忆录4：科研工作历程

发布时间:2024-05-06

李绪展回忆录4：科研工作历程

我进入了煤炭行业最高科研机构工作，这里有很好的科研设施，又是在国家政治文化中心首都，为自己日后科研工作提供有力支持和保障。煤科总院规模很大，有多个专业研究所，包括设在外地的直属研究所总共有十几个。各个研究所都有专业技术分工，我被分配到“建井”研究所，是从事煤矿基础建设的研究所。研究所下面设立几个专业研究室，“室”下面再设立科研课题组。

到工作单位后，作为刚走出校门的学生，看到研究所里许多老工程师兢兢业业，每天在办公室里埋头设计画图，在实验室里专心做实验，有的到工厂加工样机，或到煤矿那里做实地试验，他们的工作精神令人敬佩，也非常让人向往。到单位工作的头几年，我细心跟着老同志学习，研究所里成员都是来自不同学校、学习不同专业，各有一技之长，大家根据自己的研究课题忙忙碌碌工作，我非常细心认真地观察学习，同时，也给自己打气使劲，心里想一定虚心向老同志学习，好好干，再过几年，自己也能独立开展工作。

我刚毕业的前几年，因“文化大革命”影响，研究所里没有正常科研工作任务，一直到八十年代初，才开始有正常的科研课题工作任务。我从事的主要科研工作如下：

1. 1976年，我第一次参加《全断面岩巷掘进机》研究课题，具体参加电器部分的设计。因有老工程师主要负责，我跟着学习。这台大设备在西安煤机厂样机试制，并运抵陕西省铜川市跃县水泥厂打山洞使用，一共打了近千米。

2. 1978年参加国家科研项目——《侧卸式岩巷装岩机》，该课题的立项有着重大意义，当时我国煤矿产量居世界首位，每年产煤30亿吨，当今国家能源消耗占比中，煤炭仍占能源的百分之六十几，而太阳能、风能、水能总共占不到百分之四十。每年煤矿掘进巷道将近一万华里（约五千公里），这些巷道岩石必须装车运上井外，因此施工装载设备十分重要。现在新研制的“侧卸式装岩机”比以往老式装岩设备有许多优点，机动灵活，装岩效率高，该设备我负责电控部分的研制。因煤矿井下有瓦斯爆炸气体，所有电控设备必须有防爆设计，这是我参加工作以来第一次独立承担项目设计，研制流程是：出设计图、加工样机，送防爆站检测合格，拿到鉴定文书后，才可将设备下井现场使用。整个过程相当复杂，万一出现电器防爆事故，将会导致人命关天大事故。最终我圆满完成任务。

3. ZC—1型“电动侧卸装岩机”研制，它是我国独创的。该机与世界其他国家的风动型或全液压型装岩机相比，具有冲插过载能力、结构简单、可靠性高、易于维修、成本低廉等优点，十分符合我国国情。四十多年后的今天，该电动型侧卸装岩机仍深受用户欢迎。至2020年，侧卸式装岩机累计生产已达五千多台，为煤矿岩巷掘进提供优质高效煤机设备。此项目后来获“全国科学大会奖”。

4.《ZC—3型侧卸装岩机》研制，此项目列为国家“七五”重点科研项目。为了提高电控系统的可靠性，使电器寿命更长，维修更方便，设计了《侧卸装岩机隔爆兼本质安全型真空开关电控箱》，经鉴定，电控部分安全性能大幅提高，并获批量生产。

5. 1975至1978年，参加《ZB—1型蟹爪式装岩机》，该装岩机也是履带式行走，工作机构为二只蟹爪抓岩，单链刮揪运输，生产效率高，适合于大断面巷道施工。该机使用七台电机，结构相当复杂，我设计二台对称防爆开关，实现电气控制自如，受到矿区工地欢迎。该项目获得河南省科技大会一等奖。

6. 为了解决煤矿井下环境恶劣，瓦斯、粉尘、潮湿等问题，对电器系统元器件攻关改进，将原来纯隔爆系统设计为隔爆兼本质安全型系统，主回路的空气式接触器改为真空接触器，二次回路的控制设计为本质安全型，因履带行走频繁启动，还要变向行走，造成主接触器寿命短，故障多，改为真空接触器后大有改善，控制回路改为“本安”控制，控制电流小了很多，延长了寿命。二次回路控制继电器改为固态继电器，利用光控原理，实现火花小、无接触式控制。该系统经型式试验鉴定通过后批量生产，大大提高了煤矿生产安全系数，减少事故发生，提高生产效率。

7. 当时煤矿井下的挖煤机器在实际使用中，发现存在频繁烧坏电机问题，于是立项进行试验，经多次研究，找到了烧坏电机的原因，主要问题是控制真空接触在分断瞬间造成电机线包的过电压，最高可达16.2倍，当采用保护措施和选用合适真空接触器后，过电压完全可以解决。这一研究成果对于大量煤矿40KW以下电机的控制提供有益的理论根据，选用低载流值的低熔点合金触头材料的真空接触器，过电压倍数仅为2.5倍，并采取相应的R/C保护措施，40KW以下电机使用真空接触器控制，就不会再损坏电机。

8. 为了解决巷道掘进速度，1977—1978年，引进法国生产的赛克玛全液压钻车，然后进行仿制，完成该机防爆开关的国产化，并批量生产。

9. 煤矿井下生产环境相当恶劣，因没有阳光自然光存在，所以井下光线暗无天日，所有工作场所均需要照明。我第一次下煤矿井很害怕，井巷道路又黑又暗，矿车来往穿梭，皮带运输机等等大型设备布满四处，电缆线犹如蜘蛛网通向四方，就像一个庞大地下工厂。我设计的煤矿机械设备在煤矿井下大批量使用时，发现井下照明非常重要，但此问题却从未受到足够重视，数以万计的各种灯具在煤矿井下使用，却没有技术标准，于是我与煤科院上海分院同志首先提出“煤矿用防爆灯具”行业标准“MT221－91”，并获通过执行。该标准的建立，确保井下的照明有了规范和更加安全。

10. 长期以来，煤矿井下的照明实在太差，既影响生产，又容易造成事故。因煤矿巷道长度随着生产的需要不断延伸，电器线路也越拉越长，距离供电变压器线路远的灯具就不亮了，启动不了，因此我申请课题攻关，研究开发防爆电子节能灯，采用电子镇流器代替传统点感应式镇流器，新型灯具在电压降到50%仍能启动。为了改善井下照明，开发了几款新型防爆电子节能灯，有8瓦、13瓦、20瓦不同规格品种，还有35瓦钠灯（电子镇流器）等系列产品，为此获得多项专利。设计的几种新型防爆开关，也获得专利。

11. 我国能源长期依靠煤炭，石油长期靠进口，现在国家能源消费中，煤炭仍然是大头，占比60%以上，尽管风能、太阳能、水能、原子能有了新的发展，但长期以来全国煤炭生产、消费仍近40亿吨。煤炭属于散状物料，在物料范畴里（比如水泥、粮食、化肥等也归属物料）仍占绝对分量。数量如此巨大的物料在生产、销售中，涉及储、装、运都离不开计量问题。调研发现煤矿现场这方面的问题很多，严重影响生产效率的提高。通常装满一列车煤的时间要十几个小时，每列火车一般为60节车皮，如此计算，可见装车速度缓慢，就会占用大量车皮的周转利用时间，还占用轨道，直接影响煤矿生产效率和销售点的货源。这些现实问题往往被人忽视，大学教科书里也没有这方面的专业知识，科研单位也没有这方面的研究队伍。因此，我所在原高新技术开发中心决定立项“九五”攻关国家课题，项目名称是：《煤矿地面铁路运输装车计量运销自动化系统的研究》，这一立项申请立刻得到煤炭工业部科技部的同意，划拨科研经费高达一千五百万元。该项目研究技术方向主要有两条，一是提高装车速度达到2000T/H，二是保证计量准确度达到0.5%。

为了完成以上目标，“开发中心”组织一个强有力的二十几人团队，人员技术专长有机械专业、自动化专业，也有土建专业，有硬件工程师，也有软件工程师。首先研发适用煤矿用的微机电子轨道衡，因为煤矿装车点环境恶劣，煤仓下又是水又是煤泥，还有冬天称台结冰等问题。解决轨道衡称重传感器用在这样的生产环境，装车过程常采用少装后补工艺，所以要设计增补煤仓，保证精量达到0.5%，才能符合国家计量销售标准。这里面有索引车控制、车皮号识别等关键技术的研究开发问题。经过2年的研究设计和现场试验，终于完成该科研课题，填补了煤炭行业国内技术空白，并得到广泛推广应用。现在已有上百个矿井采用这套装车计量技术，大大提高生产效率，受到矿区现场普遍欢迎。同时也因此将原来煤科总院《高新技术开发中心》改名为《煤科总院储装技术研究分院》。

2002年我办理了退休。此时，我自感身体尚好，不想就此闲下来，而且手里掌握着不少技术专利，感到应该继续发挥作用，于是成立“北京开友经济技术开发有限公司”。公司主要开展“室内环境污染物及装饰装修有害物质检测”服务工作。公司聘请了研究员和高级工程师，组建强有力的技术队伍，筹备实验室有关设备和申办实验室资质认证等事项，经一年左右的忙碌筹办，终于拿到资质认证书，由此建立一支检测队伍。近十几年来，做了几千万平方米建筑物的环境污染检测工作，并为多个住户做室内污染物检测，得出了科学检测结论，受到客户好评。

我国是个产煤大国，大小矿井有几千座，井下巷道长度达10万公里，井下矿工有几百万以上。为了保证生产安全，防止瓦斯、煤尘爆炸，井下空气中一氧化碳和二氧化碳超标，将影响矿工正常作业和身体健康。现在煤矿规程要求所有工作面及巷道都必须配备相关有害气体传感器，以保证安全生产。为了保障传感器能准确有效工作，我成立“北京思达德标准物质科技有限公司”，开发生产了相关标准物质，用于校准“煤矿井下甲烷传感器”、“空气一氧化碳传感器”、“空气二氧化碳传感器”，使其达到正常使用要求。

为了生产合格的标准气体，我们聘请从事标准物质的专家，筹备相关仪器和配气设备，试生产样品，申请生产资质，经近一年多的预生产，终于达到国家二级标准的要求，并批量生产销售给多个矿井和有关计量检测单位。该“标准物质”的开发生产，填补我国煤炭行业的空白，确保煤矿安全生产。

我退休后，被“神华集团”聘为技术评审专家多年。协助建立“中海油”检测中心和认证许可。以及转让技术专利等工作。

上面所述工作历程和取得的科研成果，得益于能考上大学，来源自五年大学校园的深造和刻苦学习。我参加工作几十年里，主持和参与完成国家几十项科研项目，获得多项专利，并获得多项“科技进步奖”。完成的科研成果，被广泛地应用，提高了生产效率，煤炭生产安全也更有保障，深受煤矿生产单位广泛欢迎和高度评价。

我从事科研工作认真、成绩突出，受到单位领导的认可和重视，在职务和职称上给予提拔和不断晋升，从一个技术员晋升到工程师、高级工程师、研究员，并担任研究所所长职务。同时，赋予了我极大荣誉，于1992年荣获享受“国务院政府特殊津贴”待遇（中华人民共和国国务院对于高层次专业技术人才和高技能人才的一种奖励制度）。

以下为第三章插图照片  P1—P11