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冯夏庭:向地球深部进军

2020-08-20 09:20:18 来源:光明日报

  暑假,东北大学校园宁静祥和,实验室却是一番热火朝天的景象,几个青年人紧张地布置装置,仪器旁研究人员紧盯显示屏上跳动的数字不停记录……记者穿梭于实验室之间,终于在走廊里找到中国工程院院士、东北大学深部金属矿山安全开采教育部重点实验室主任冯夏庭教授。步履匆匆的冯夏庭,行动快语速也快,“我们搞科研的没有节假日的概念,只有完成项目的时间节点”。

冯夏庭在办公室。记者 刘勇摄/光明图片

  “入地”比“上天”更难。向地球深部进军,越深入就越危险。最常见的就是施工诱发的岩爆,严重的可达震级4.6,释放的强大能量,可以让一颗小小的石子瞬间变成“子弹”。冯夏庭说:“工程建设不断向地球深部走,岩爆等灾害问题不仅耽误工期,还伤人、伤设备,破解这些难题,就是我们的职责。”

  1982年,来自安徽潜山农村的冯夏庭,考入东北工学院采矿专业。研究生期间,他师从将岩石力学引入中国的“第一人”林韵梅教授,开启在岩石力学智能分析方法及其工程应用领域的漫漫科研之路。冯夏庭回忆,“导师对我的影响特别大。1994年,她在东北大学组织了第一次岩石力学国际会议,为我们打开了国际视野。”正是在林韵梅教授的指导下,冯夏庭成为我国最早提出“智能岩石力学”理论体系的学者之一。

  2008年,“西电东送”的标志性工程锦屏二级水电站建设长大深埋引水隧洞群,平均洞线长达16.67公里,最大埋深2500多米,是目前世界上施工难度最大的水工隧洞之一,施工过程具有极高岩爆风险。冯夏庭深入一线,慢慢摸清了深部工程围岩剧烈破坏的“脾气”,掌握了调控措施,将实验室的成果应用到强烈岩爆频发的现场,一举攻克了这个世界性深地工程难题。

  “通过近4年的努力,我们将微震监测技术引入这个工程,给隧洞做了个全身‘CT’,进而确定是否需要‘手术’。”冯夏庭介绍,在团队的不懈探索下,现在已经将岩爆的定性预警提升到对等级和位置的定量预警,目前可以精确到几天乃至几个小时的时间段。

  川藏铁路巴玉隧道的拉萨至林芝段的控制性工程在海拔3500米,地处板块缝合带,是世界首座重度岩爆铁路隧道。修建过程中,一度遭遇每天20次岩爆的险情,重达4吨的开挖台车被震得整个飞出,被称为“石头炮弹隧道”,工程方先后更换了7支施工队。冯夏庭带领团队挺进现场,用自主研发的高精度岩爆监测预警系统,现场监测持续918天,为铁路隧道装上预警“听诊器”,为施工人员人身安全撑起“防护罩”。得益于监测预警的准确性,监测区域未出现因岩爆造成的人员伤亡事故,施工效率提高20%。

  通往地球深部的路充满荆棘,摸清地下岩石的“脉搏”不是一件容易事。井下作业条件十分艰苦,40公斤的监测设备需要人力运输,调试设备徒步上万米也不稀奇。“今天条件再艰苦,仍比60多年前要好很多。当年,老一辈东大人本着‘国家需要就是我们努力的方向’理念,义无反顾地奔赴一线,给我们留下宝贵的精神财富。我们要弘扬这种精神,坚守老一辈采矿人的初心。”冯夏庭说。

  巴基斯坦NEELUM-JHELUM水电站工程,是“一带一路”建设的重要项目。2015年5月31日,发生极强岩爆,停工修复达半年之久。冯夏庭带领团队及时精准地预警出隧洞开挖过程中潜在岩爆区域与等级,为施工人员及设备安全提供科技保障。

  疫情来袭,冯夏庭带领团队在网上协同科研。“不因疫情影响研究,这个时候我们更要奋力攻关,坚定不移走自主创新之路,把中国建成科技强国。”在冯夏庭看来,以为国家解决问题为实际目标,做有意义、有价值的事,是一个科学家一生不变的责任。(记者 刘勇)

编辑:姚怡梦

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