【新观察】矿区里的“绿色魔法师”
——山西工程技术学院省级重点实验室的科技创新之路
【新观察】矿区里的“绿色魔法师”
——山西工程技术学院省级重点实验室的科技创新之路
4月10日,实验室人员在阳泉市水泉沟开展地质遗迹调查工作。
山西工程技术学院矿区生态修复与固废资源化厅市共建山西省重点实验室培育基地实验室主楼。
我省作为煤炭资源大省,在为国家经济建设输送源源不断能源的同时,也承受着矿区生态破坏、固废堆积如山等不可避免的困局。为破解这一难题,山西工程技术学院携手阳泉市,整合各方优势资源,全力搭建起矿区生态修复与固废资源化厅市共建山西省重点实验室培育基地这一科研高地,锚定研究方向,在地质灾害防治与生态修复、固废利用等方面走出了一条积极探索之路。
近日,在省科学技术厅发布的考核名单中,山西工程技术学院矿区生态修复与固废资源化厅市共建山西省重点实验室培育基地考核结果为“优秀”,成为全省15个获此殊荣的省重点实验室之一。让我们一同走进这座实验室,探寻其背后的科研故事。
锚定核心 奋力攻坚
勇攀科研创新高峰
去年,省地质勘查局213地质队在浮山进行地热勘探时,因现场地形复杂,施工周期短,遇到了钻孔无法准确定位的困难。在与矿区生态修复与固废资源化厅市共建山西省重点实验室培育基地沟通后,实验室成员赶赴一线,现场踏勘地形,最终选择在电磁干扰小的位置巧妙合理地布置了最优化测点,利用大地电磁方法对浮山断裂及深部地热属性参数进行精准识别,确定了最佳布置钻孔的方案,为地质勘探工作解了燃眉之急。
采访中,213地质队总经理马亮告诉记者:“非常感谢实验室团队的帮助,他们现场连续奋战20多天,为我们解决了难题。该项目结论得到了行业专家评审的认可,认为精确的勘探数据采集和高精度的模型反演,可以更加安全、有效地支撑后期钻井工程施工。”
近年来,实验室发扬科研精神,奋力攻坚,不断在服务区域生态治理与资源循环利用领域迈上新台阶,收获了诸多合作单位的赞誉。
5月29日,在实验室里,负责人穆满根指着整齐排列的先进仪器介绍道:“随着多孔材料微观孔隙结构分析仪、X荧光分析仪等先进设备相继入驻,为我们的工作装上了‘智慧大脑’与‘精密双眼’,大幅提升了科研实力。”
记者看到实验室摆放着一架无人机,询问起它的用途。实验室成员孙彬解释说:“利用无人机载,我们可以通过对地观测系统快速获取资料。生态修复时,可快速获取植被覆盖、地形变化数据,助力方案制定;地灾监测中,实时高清影像能精准识别裂缝、滑坡等隐患;土地复垦中,通过多光谱遥感分析土壤质地,规划复垦方向,其高效、灵活、高分辨率的特点,为多领域提供关键数据支撑。”
自该实验室获批培育建设以来,就秉持“精心谋划、稳步推进”的原则,全方位开展建设工作,不断提升软、硬件设施。在人才队伍建设方面,通过“内培外引”双轮驱动,汇聚了一批来自不同学科领域的精英,逐步构建起一支年龄结构合理、职称层次分明、学缘背景多元的多学科交叉团队。在86名固定人员中,高级职称占比超40%,硕士及以上学位占比超95%,为科研创新注入了动力。
在此基础上,他们紧紧围绕我省矿区生态保护与高质量发展的战略需求,精准锚定四大研究方向,在多领域展开科研攻坚。
阳泉市废弃赤泥堆积成患,超千万吨存量不仅挤占土地,更容易产生生态环境问题。如何让“工业废料”变身资源?实验室许英霞和亢嘉延团队主动请缨,为当地环境和资源利用出力。然而,赤泥成分复杂,氧化铝、氧化铁等杂质交织,不同来源成分差异大,处理难度超乎想象。团队成员感慨:“就像在化学迷宫里找出口。”在此情况下,团队迎难而上,采集海量样本,开展无数次实验,进行研发创新,致力于将废弃赤泥转化为建筑材料、环保吸附剂研究,未来有望为资源型城市可持续发展提供宝贵经验。
穆满根介绍,在“地质灾害防治与生态修复”方面,科研团队针对地区频发的地质灾害,深入实地调研,运用先进监测技术与创新防治理念,研发出一系列行之有效的监测预警与防治技术,为矿区筑起了一道坚实的安全屏障。在“矿区土地复垦与生态重建”领域,实验室团队化身“绿色魔法师”,通过植被恢复、土壤改良等技术手段,让荒芜的矿区土地重披绿装。在“固体废弃物与非常规天然气开发利用”方向,科研人员将目光聚焦于煤矸石、粉煤灰等大宗固废,致力于将这些“工业垃圾”转化为“绿色宝藏”,成功研发出多种固废资源化利用技术,实现了固废向建筑材料、环保材料的华丽转身。在非常规天然气开发,“无机材料节能减排与再生利用”赛道,实验室团队也在以科技创新推动相关产业朝着绿色低碳方向加速前行,不断取得技术突破。
科研攻关 硕果累累
赋能区域绿色蝶变
在煤炭资源开采领域,“三下”(建筑物下、铁路下、水体下)滞压煤炭资源回收一直是困扰行业发展的难题。复杂开采条件下的地表沉陷及覆岩运移问题,严重制约着煤炭资源的安全高效回收。重点实验室的穆满根、张峰、魏辉团队,毅然挑起攻克这一难题的重担。
团队成员深入研究,多次前往矿山实地考察,收集第一手数据。张峰说:“在开发矿山开采沉陷预测预警系统时,我们遭遇算法不精准、数据兼容性差等诸多问题。大家日夜攻关,不断优化算法,经过无数次调试,终于使系统能够精准预测沉陷情况。”
近年来,实验室围绕“生态修复、‘双碳’目标”等核心主题,在科研领域积极攻关,收获了累累硕果。在核心技术研发上,取得了多项具有里程碑意义的突破。“煤炭资源安全回收预测预警与防控”“沟谷地貌复杂结构厚煤层安全开采及矸石规模利用”等核心技术的成功研发,为煤炭行业的安全高效开采与绿色发展提供了关键支撑。凭借这些过硬的科研成果,实验室先后荣获山西省科学技术进步奖二等奖、中国煤炭工业协会科学技术奖二等奖、第四届安全科技进步奖一等奖等多项重量级奖项。
在项目申报方面,实验室累计获批科研项目114项,其中国家级项目3项、省部级科研项目43项(含山西省科技厅基础研究计划11项)、横向协作项目22项,科研经费达1400余万元,为科研创新提供了坚实的物质保障。论文与专著成果同样亮眼,发表科研论文103篇,其中SCI检索收录17篇、EI检索收录6篇、中文核心23篇,出版专著7部,在学术领域留下了浓墨重彩的一笔。专利授权方面,获得授权专利54项,其中国家发明专利12项、国际专利8项。
在平台建设领域,先后获批山西省中试基地、山西省高等学校科技创新计划创新平台项目、山西省科学家精神教育基地等多个重要平台,进一步完善了学院科研平台体系,有力推动了学科建设与科研团队发展,大幅提升了学院的科研实力与社会服务水平。
令人欣喜的是,实验室多项科研成果成功实现转化,技术转让13项,技术合同成交额21.4万元。这些成果在阳泉、临汾等地的矿区落地生根、开花结果,为我省资源型地区绿色转型提供了强大的技术引擎,真正实现了科研成果从“实验室”到“应用市场”的跨越。
汇聚贤才 搭建智库
激发创新无限活力
在穆满根的办公桌上,记者看到堆放着一摞来自省外院校的科研申请书。他告诉记者:“自2022年12月我们面向全国开放基金申报指南以来,越来越多的高校、科研院所期待与我们携手开展科研攻关。”
秉持“开放包容、协同创新”的理念,实验室敞开大门,面向全国发布开放基金申报指南,此举如同点亮一盏科研明灯,吸引了众多科研工作者慕名而来。广州大学、武汉科技大学、中国科学院重庆绿色智能技术研究院等单位的科研精英纷纷提出合作申请。经过严格评审,一批极具创新性与可行性的项目脱颖而出并获得立项。穆满根说:“开放基金的设立,不仅打破了地域与单位的界限,促进了学院与外部科研力量的深度交流与合作,还为实验室培养了一批优秀人才,进一步提升了学术影响力。”
思维的交融碰撞,为实验室高水平科研成果的产出与转化注入了源源不断的活力,让创新的火花在开放合作中持续绽放。
为拓宽学术视野,促进科研合作,实验室还积极搭建交流平台,组织了一场场精彩纷呈的学术盛宴。在第二届数字能源与可持续发展论坛上,穆满根与实验室成员石德志登上讲台,分享实验室在相关领域的前沿研究成果与宝贵经验,与来自全国各地的专家学者展开思想碰撞,引发了强烈反响。在山西煤炭产业千人智库成立大会暨首届产学研融合高峰论坛中,实验室13名成员入选山西省煤炭学会“千人智库”专家,进一步巩固了实验室在行业内的学术地位,为产学研深度融合搭建起坚实桥梁。
站在新的起点,实验室已勾勒出发展蓝图,向着更高目标前行不辍。穆满根说,未来,将依托四大研究方向,深耕细分领域,不断提升研究的深度与精度。以更高标准、更严要求,加强对高水平科研平台、项目、论文等成果的培育,力争在质量与数量上实现新的飞跃。同时,强化产学研深度融合,提升成果转化与推广能力,让更多科研成果转化为实实在在的经济社会效益。
万里飞腾,路在脚下。山西工程技术学院矿区生态修复与固废资源化厅市共建山西省重点实验室培育基地,正以创新为笔、以奋斗为墨,不断书写着绿色发展的新篇章,为推动资源型地区绿色转型与可持续发展作出积极贡献。
本栏图片由山西工程技术学院省级重点实验室提供
本报记者程国媛
短评
以科技创新破解绿色发展密码
在“双碳”目标深入推进的当下,资源型地区如何实现绿色转型?山西工程技术学院矿区生态修复与固废资源化厅市共建山西省重点实验室培育基地的探索,给出了极具参考价值的“答案”——以科技创新为笔,在黄土地上绘就绿色发展新画卷。
实验室的实践,彰显着“把论文写在大地上”的科研担当。面对难题,团队奔赴一线,20余天连续作战啃下硬骨头;针对超千万吨赤泥堆积隐患,科研人员一头扎进“迷宫”,用无数次实验探寻固废变宝路径。这些场景无不印证着一个朴素真理:科研创新只有瞄准“痛点”,才能真正转化为生产力。从研发矿山沉陷预测预警系统,到让煤矸石、粉煤灰成为“绿色宝藏”,科研人员用一项项硬核技术,为煤炭行业装上“绿色引擎”,生动诠释了“科技是第一生产力”的深刻内涵。
更值得关注的是,实验室的探索之路始终紧扣“人”的核心。不仅培养科研攻坚的主力军,还主动开放基金,吸引人才,其背后是我省打破地域壁垒、广聚天下英才的胸怀。这种“聚智汇力”的崭新姿态,正在让山西从能源输出大省向“绿色技术输出地”蜕变。
资源型地区的转型之路,不是简单的“舍”与“弃”,而是通过科技创新实现“破”与“立”。当传统矿区拥抱创新生态,这片土地正在证明:把科技创新作为第一动力,就能走出一条绿色发展的新路径。
程国媛
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