院士潘一山40年科研实践启示:扎根现实场景破解煤矿安全世界难题

1978年,一篇关于数学家陈景润的报告文学作品激励了年轻的潘一山立志攀登科学高峰。

两年后,他进入阜新矿业学院矿山工程力学专业,开始了与力学研究的不解之缘。

在导师章梦涛的引导下,潘一山逐渐认识到一个重要理念:力学研究不能局限于经典理论本身,而要投身于广阔的社会现实中,为生产实践服务。

冲击地压是煤矿井下一种严重的动力灾害,由煤岩体弹性能突然释放引发,长期以来是威胁矿工生命安全的世界性难题。

20世纪80年代中期,我国主要矿区冲击地压灾害日益凸显。

虽然引进了国外防治技术,但这些技术并不适应我国煤矿的地质和开采条件,灾害防治工作陷入困境。

面对这一难题,潘一山和团队做出了一个关键决定:深入现场调查研究。

1991年夏天,当河北唐山矿区发生冲击地压事故时,他们第一时间赶赴现场。

在井下观测破坏规律的过程中,他们发现冲击地压是由于巷道煤岩变形系统失去稳定性而产生的,并推导出了冲击地压发生的理论公式。

这一发现为后续研究奠定了基础。

随着开采深度不断增加,地应力升高、扰动增强、释放能量加大,冲击地压灾害愈加频繁。

传统支护方式难以应对强动载、高速度、大能量的动力作用。

2001年5月,北京矿务局木城涧煤矿再次发生冲击地压事故。

潘一山在现场调查中发现了一个有趣现象:某些用木头条搭建支护的巷道部位破坏较轻,而其他部位破坏严重。

这个细微的观察启发了他的创新思路——支护结构可以通过吸收能量来减轻冲击地压的破坏。

基于这一认识,潘一山团队研发出了吸能防冲液压支架,使能量在破坏过程中被有效吸收,大大降低了冲击地压对巷道和人员的伤害。

许多矿工亲切地称这种支架为"保命的架子"。

这一创新成果的推出,充分体现了从社会现实场景中发现问题、解决问题的科研方法的有效性。

在多年的现场工作中,潘一山还发现了冲击地压防治工作中存在的认识偏差、管理漏洞和法规滞后等问题。

为此,他组织全行业科技工作者编制了《防治煤矿冲击地压细则》等规范性文件,整合并规范了我国冲击地压防治技术体系,为防治监管工作提供了清晰的执法依据,使防治知识得到广泛普及。

在长期的科研和教学实践中,潘一山逐渐形成了一套系统的创新方法论。

他认识到,学习力学的人容易陷入经典理论的框架中,一旦转向应用研究就可能被认为水平不高。

要解决这个问题,关键在于正确理解"应用"的内涵。

他将应用研究分解为"场景"和"问题"两个部分:既要深入了解社会现实场景,又要在场景中发现真实存在的问题。

问题不是凭空想象出来的,而是来自鲜活的社会现实。

基于这一认识,潘一山在辽宁大学推行了一套新的教育科研范式。

他提出要实现从"纸来纸去"到"直来直去"的转变,即不能仅从理论自身的逻辑推导创新方向,更要坚持理论与现实的紧密结合。

他引领师生"走出校园找现实场景、走进社会找真实问题、走上前沿找务实创新",将校园内的学术研究与校园外的社会现实场景相结合,探索出一条直入社会现实、直接对接区域发展、直面现实困难的教育科技人才一体化实践路径。

这一方法论的推广,使辽宁大学的科研工作更加贴近社会需求,人才培养更加符合时代要求。

越来越多的师生在深入社会现实的过程中,既发现了有价值的研究课题,又培养了解决实际问题的能力。

把研究扎根于社会现实场景,把创新成果落到安全生产最需要的地方,是工程科技工作者应有的价值坐标。

从矿井巷道到高校课堂,从事故规律到制度规范,这条“直面现实、服务需求、迭代创新”的路径启示人们:真正有生命力的学问,往往生长在问题最集中的地方,也检验在解决问题的能力之中。