重大裝備制造，事關國家命脈、國家安全。在這個領域付出的人們，當得起“國家工程師”之名。他們專注的，是代表國家核心制造能力的大國重器；他們的事業(yè)，撐起國民經濟的脊梁。在中華人民共和國成立65周年之際，新華網與《瞭望東方周刊》聯(lián)合推出大型報道《致敬！國家工程師》。觀察者網已刊載五篇報道：《我們創(chuàng)造了“高鐵大腦”》、《我們擎起“國家臂膀”》、《鑄造8萬噸“大壓機”》、《ARJ21的最后考試》、《我們掌握一流沖壓技術》，本期將向讀者介紹天地科技股份有限公司所研發(fā)的“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”，利用該系統(tǒng)，在生產過程中，采煤工作面支護區(qū)域可無人操作，為煤礦工人提供一個安全的生產環(huán)境，減少井下作業(yè)人數，實現(xiàn)安全采煤、高效采煤。

以下為全文：

黃樂亭出生時的1960年1月，原煤炭工業(yè)部在遼寧阜新召開了技術革新和技術革命現(xiàn)場會，要求放下鐵锨，實現(xiàn)采煤機械化。

這是中國首次系統(tǒng)提出、大規(guī)模實施煤炭技術革命，寄望推動采煤方式從人工轉向機械化。

1960年5月9日，山西大同礦務局白洞礦14號煤塵爆炸，礦井全毀，死亡684人，其中677人在井下直接死亡。

1960年，中國的煤炭產量增長了37%，但死亡人數一并激增，共有6036名礦工死亡。

53年后，黃樂亭組織研發(fā)的“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”應用示范取得成功，陜西“黃陵一號”煤礦的一個工作面，首次成功實現(xiàn)無人化開采——整個生產過程中，采煤工作面支護區(qū)域可以沒有一個人。

天地科技副總經理黃樂亭（圖），采煤自動化在這一代煤炭科技工作者身上，實現(xiàn)了前所未有的突破。

“煤礦的重大災害主要發(fā)生在采煤工作面，為煤礦工人提供一個安全的生產環(huán)境，減少井下作業(yè)人數，核心在于自動化控制開采設備的全面應用。”如今作為“全智能化煤炭綜采裝備”負責人之一，天地科技副總經理黃樂亭對《瞭望東方周刊》說。

安全、高效，是中國煤炭工業(yè)65年來的終極夢想。如今，它在黃樂亭這一代煤炭科技工作者身上，實現(xiàn)了前所未有的突破。

通知書發(fā)錯了嗎

上世紀70年代，中國煤炭產業(yè)初步實現(xiàn)了機械化生產。此時發(fā)達國家已完成了向大型化和集中化生產的技術改造，領先中國20年。

1977年10月，鄧小平親自拍板，從國外引進100套綜采設備和國內制造500套綜采設備。

這一年，黃樂亭參加了“文革”后的首次高考。他報考了清華大學計算機自動化專業(yè)?？吹戒浫⊥ㄖ獣蠈懼?ldquo;山東礦業(yè)學院地下采煤專業(yè)”，黃樂亭一時沒反應過來，以為通知書發(fā)錯了。

黃樂亭是山東龍口人，家門口四五公里外就有一處煤礦，但對它從未在意過。他覺得，采煤不需4年高等理論學習。

因為安全問題，身為村支書的父親對采煤行業(yè)也有擔心，但還是希望家中能出個大學生。1978年3月，黃樂亭去了450公里外的山東礦業(yè)學院。

兩年后，同樣被調劑進入山東礦業(yè)學院的張良成了他的師弟。30年后，二人共同研發(fā)了在中國煤炭行業(yè)具有里程碑意義的“煤炭綜采成套智能系統(tǒng)”。

國家改革開放之際，煤炭產業(yè)卻遭遇滑坡：1980年原煤產量6.20億噸，比上一年出現(xiàn)2.4%的負增長，影響了整個國家的經濟安全。

黃樂亭和張良師從煤炭行業(yè)的第一位中科院院士宋振騏。

“宋老師聽到哪兒有沒去過煤礦，隨時上火車，再拿著他的中科院證件找列車長補票。實地測量數據結束后，又在回來的火車上整理數據，尋找規(guī)律。他的許多著作、論文都是在火車上完成的。”張良回憶起跟隨宋振騏下井的歲月，無限感慨。

黃樂亭的回憶是：每到井下遇到工作面壓力增大、頂板轟隆隆作響的危險時刻，工人都往外跑，只有宋振騏一人往里鉆。

如此鉆研之下，宋振騏為中國人開創(chuàng)了新的煤炭開采理論。 但他的學生們認為，危險不再應該成為中國煤炭工業(yè)的代名詞。

創(chuàng)新引領發(fā)展

大學畢業(yè)后的黃樂亭被分到了煤炭科學研究總院唐山研究院。唐山經歷大地震后，有些辦公樓還沒開始復建，黃樂亭只能在簡易房里辦公。

他被分到礦山測量所做建筑物下采煤課題組，盡管師從宋振騏這樣的大家，但實際操作起來黃樂亭還是感覺到了自己的稚嫩。

“創(chuàng)新引領發(fā)展”，這是黃樂亭在接受《瞭望東方周刊》采訪時說得最多的一句話。1985年，測量所迎來了史上最年輕的課題組組長。

之后黃樂亭的第一件大事就是主持籌劃申報國家“七五”科技攻關項目。中國村莊下壓煤量大面廣，但村莊建筑物的牢固度遠低于城市，如何保證采煤時塌陷小、村莊房屋破壞輕，成了他關注的重點。

在他人生道路上快速成長的八九十年代，中國煤炭業(yè)正在機械化道路上突進。

1989年12月30日，《中國煤炭報》最后一期的頭版頭條，紅色標題赫然——《歷史性的突破：原煤產量跨越10億噸大關》。

一年后，剛剛大學畢業(yè)的韋文術進入煤炭科學研究總院太原研究院，從事液壓支架電液控制系統(tǒng)和掘進機液壓系統(tǒng)的研究。

此時，美國和澳大利亞的煤炭企業(yè)已經率先在工作面采用了計算機技術，實現(xiàn)了采掘設備的自動化及井下環(huán)境安全信息的實時監(jiān)測。后來西方國家紛紛跟進。

韋文術深感中國采煤機械和國外差距巨大。在太原研究院的十幾年時間，他專心做液壓支架電液控制系統(tǒng)的研究。

整個煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)，主要包括液壓支架、采煤機、刮板運輸機及其自動化系統(tǒng)。自動化采煤實現(xiàn)以前，煤礦工人需要在工作面手動調節(jié)支架的升降和前移。核心的液壓支架電液控制系統(tǒng)實現(xiàn)后，煤礦工人將從危險的工作面解放到安全的順槽監(jiān)控中心。

韋文術的夢想，直到十幾年后才得以實現(xiàn)。

“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”可以提高原煤產量50%以上，綜采工作面作業(yè)人員由14人減少至5人。

德國人的態(tài)度

整個1990年代，張良一直在煤炭科學研究總院開采研究所做礦山壓力研究，主要是頂板的控制和安全問題。和遠在太原的韋文術一樣，張良也感覺到自動化的技術革命即將來臨。改革開放到新世紀初的20多年間，采煤支架的自動控制技術在國內一直是空白。

“1990年代國內煤礦綜采自動化設備一直靠成套進口，價格非常昂貴，一個支架就要20萬元，只有大煤礦才用得起，小煤礦還是原始的人工開采。我當時最想做的一件事，就是讓中國的煤礦擺脫對外國技術的依賴，實現(xiàn)煤炭自動化開采的國產化。”張良對《瞭望東方周刊》說。

2000年，煤炭科學研究總院作為主發(fā)起人，聯(lián)合兗礦集團有限公司等共同設立天地科技股份有限公司，致力于推動礦山生產過程自動化研發(fā)與生產業(yè)務。

天地科技股份有限公司成立之初，黃樂亭已經成長為唐山研究院年輕有為的副院長，主抓選煤自動化。煤炭行業(yè)的自動化之風，已經刮起。

2001年，天地科技股份有限公司與德國公司在北京簽署協(xié)議，成立天地瑪珂公司，學習汽車行業(yè)的合作模式，以市場換技術。

作為這家公司副總經理的張良回憶，德國人很快出爾反爾，沒能完成引進計劃。

“當時我就覺得靠外國人永遠不能自立，德國人食言，反而加快了我們自主創(chuàng)新的腳步。”張良說。

2004年，他們開始籌備自主研發(fā)團隊。同年，中國礦難死亡人數雖然開始呈現(xiàn)下降趨勢，但仍有6027人死于礦難，是美國的215倍。

煤炭科學研究總院從全國分院抽調人才，韋文術是其中一個。

在太原研究院工作14年的韋文術，研發(fā)的自動化控制技術最后以失敗下線，所以當他得知重啟了一個同類型項目時，毫不猶豫地來到了北京。

張良給韋文術的第一印象是：“有研究員一貫的認真態(tài)度，也有常年下井測量經驗練就的專業(yè)素養(yǎng)，尊重每一個研發(fā)團隊成員。”韋文術只提了一個要求：“給我時間和空間專心做研發(fā)。”

由于加班，韋文術總是沒法趕在煤科總院關大門的23點前離開，常常翻墻出來。

電液控制系統(tǒng)的核心液壓元件電磁先導閥，承受的壓力相當于每平方厘米355公斤，僅此一項實驗后來耗時半年。

這半年是韋文術職業(yè)生涯中工作強度最大的時段，36歲的他滿頭黑發(fā)變成灰白。

他每天都在做同一個實驗，上千次實驗、上千個廢品，精神一度臨近崩潰邊緣。半年后，最后一個試驗品成功運轉、操作無誤，張良在場，差點喜極而泣。

張良在煤炭科學研究總院開采研究所的同事李首濱，此前10年的多次下井經歷，也讓他深感有責任把煤炭工人從危險的井下解放出來。

于是，他主動請纓到天地瑪珂公司，在研發(fā)團隊組建之初任職副總經理。李首濱負責電液控制系統(tǒng)的通信總線方案，相當于人的神經系統(tǒng)，一根線搭錯，整個系統(tǒng)就會停擺。

雖然有理論基礎，但李首濱經常是白天設計方案，晚上自學與之相關的理論知識。一遍遍寫了撕、撕了又重寫，“用紙堆起了”電液控制系統(tǒng)的通信總線方案。

2005年至2006年，黃樂亭在黑龍江的雞西市掛職副市長，主抓煤炭產業(yè)化。在這個以煤炭立市的地方，他感受到采煤工作“減人提效”的迫切性。

雖遠在東北，當他得知電液控制系統(tǒng)自主研發(fā)成功的消息后，深感欣慰。

把90萬人解放出來

德國企業(yè)第一時間飛來北京和張良談判，百般阻撓，不發(fā)貨、不給軟件支持，導致系統(tǒng)沒法使用。

2010年這家公司退出，想挖走骨干研發(fā)隊伍，沒能實現(xiàn)。

2008年9月，天地瑪珂公司自主創(chuàng)新的“SAC型液壓支架電液控制系統(tǒng)”，作為首套實現(xiàn)商業(yè)銷售的國產電液控制系統(tǒng)，在神華寧煤集團石溝驛煤礦采煤工作面正式投入使用。

這一年，黃樂亭已是天地科技股份有限公司的黨委副書記，分管科技研發(fā)，自動化研發(fā)成為他關注的重點。兩年后他又成為主管科研的副總經理。

2009年黃樂亭開始籌劃“十二五”科技項目。有之前的研發(fā)成果鋪路，天地科技股份有限公司成功承擔了國家“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”示范項目，得到過億元支持。

這家公司還承擔了“十二五”國家863計劃重大項目“煤炭智能化掘采技術與裝備”，國家也資助了1億多元。

“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”得到推廣應用，提高原煤產量50%以上；綜采工作面作業(yè)人員由14人減少至5人，實現(xiàn)無人跟機操作、有人安全值守，為煤礦“無人化”開采奠定了基礎。

“如果煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)得到廣泛應用，不僅能再次提高煤炭綜采化率，煤炭開采安全生產也會得到有效保障。”黃樂亭對《瞭望東方周刊》說，“煤炭工人也能做白領，在操作控制平臺上完成作業(yè)。”

“目前，全國井下從事直接采煤工作的約有90萬人。無人開采就是要把這90萬人逐步解放出來。”張良信心十足。

他們的老師宋振騏則稱之為“轉折點”——邁出“無人開采夢”的第一步，迎來無人化開采的曙光。