井筒是矿井通达地面的主要进出口，是矿井提升运输矿石、人员、材料和设备以及通风和排水的“咽喉”工程，其重要性不言而喻。

面向深部资源和空间开发国家重大需求，针对复杂、艰难地层中立井和斜井井筒建设这一“卡脖子”技术，有一位中国矿业大学的教授，他三十多年来始终坚守在科研和教学一线，带领团队成员攻克了800米深厚表土、1000米深厚富水岩层中立井冻结法凿井技术，解决了超千米斜长、大于200米埋深复杂含水岩土层中斜井冻结法凿井技术等难题，创造并保持了7项世界纪录，对国家经济社会发展以及行业创新做出了突出贡献。真正做到了把科研的根扎在了泥土里，把论文写在了祖国大地上！

他，就是2022年全国五一劳动奖章获得者、中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室教授杨维好。

忙碌在煤矿现场的身影

2011年，都腊月二十八了，杨维好还没回家，他在忙什么呢？

内蒙古鄂尔多斯煤矿的井下，还有杨维好的身影。原来，他还在现场忙碌着。

腊月二十九才回到家，大年初四，杨维好就又踏上了北去的列车。

2003-2012年间，杨维好教授每年有200多天科研出差，而这200多天中，他多数在凿井工程现场蹲点。

他说：“我们的研究和现场的实践是分不开的，一定要充分了解现场实际情况，才能更好地使研究应用于现场实践中。”

兖州煤业股份公司鲍店煤矿井壁破裂治理时，尽管工地离徐州非常近，但他连续一个半月在现场技术指导，没回过家。在一些地质条件复杂、应用他的研究成果的工地，他一去就是十多天，吃、住在工地，几乎天天下井。由于井筒建设工艺的连续性，他为了观测、研究一套完整工艺，在井下一待就是十多个小时，曾经在井下连续工作36个小时。

像这样连续在井下工作十几个小时的事情俨然成了杨维好的家常便饭，那些矿上的领导、技术人员和工人，怎么也想不明白，一位教授，怎么还天天往井下跑，而且一待就那么长时间。但慢慢地大家也都习惯了，佩服他的同时，也被他严谨的科研精神折服。

杨维好始终保持着对学术高度的热情和严格的要求。如今已经56岁的他，仍和课题组年轻教师、学生一起下矿井、攀爬井壁。

井筒是矿井的咽喉要道，一旦出现问题，都需要及时、迅速解决。2017年10月份，陕西一处煤矿出现井筒突水、涌沙的重大险情，当时杨维好正在山西开会，晚上8点多接到通知后，便决定即刻坐飞机赶往陕西。在到达目的地上空时，由于天气原因，飞机不具备降落条件，只能原路返回。为了尽快解决问题，杨维好又订了去陕西的火车票，由于购票时间较晚没有座位，他在火车上站了一路。到矿井后他一刻也没有休息，立即查看现场并与矿方人员开会讨论对策。之后更是带领学生深入矿井现场勘察、指导，一天一夜没有休息。勘察结束后，下午5点多杨维好又从矿上出发去北京开会。

刷新地下千米的世界纪录

杨维好教授现为学校岩土工程国家重点学科学术带头人、深部岩土力学与地下工程国家重点实验室人工地层冻结方向首席教授、深地科学与工程云龙湖实验室深部土力学与冻土工程研究方向首席教授、国家有突出贡献中青年专家、百千万人才工程国家级人选、国务院政府特殊津贴获得者、江苏省有突出贡献的中青年专家。
他主持863计划课题、国家重点研发计划课题、国家自然科学基金项目、企业委托重大项目等近百项，曾获国家科技进步奖二等奖1项（排名第一）、江苏省科技进步一等奖2项（排名第一），其他省部级科技进步奖一等奖5项。

和这些称号、成果相比，杨维好团队一次次刷新国内纪录和世界纪录的科研经历，更令人赞叹不已。

我国浅埋资源日趋枯竭，深部资源开发势在必行，这是国家的重大需求。在深埋地层高岩土压力、高水压、高地温和强开采扰动条件下，井筒建设技术攸关矿井建设之成败、运营之安危，是开发深厚复杂岩、土层下矿产资源必须攻克的首道重大技术难关。

杨维好带领团队历经多年攻关，突破国外封锁，不断刷新并保持国内和世界纪录：先后攻克了400m、500m、600m、700m、800m深厚表土中立井冻结法凿井技术；先后攻克了500m、700m、1000m深厚富水岩层中立井冻结法凿井技术；攻克了超千米斜长、大于200m埋深复杂含水岩土层中斜井冻结法凿井技术；实现了我国冻结法凿井理论和技术的重大突破。

一项项纪录是历经无数个日夜钻研、数次实验、现场求证得来的，更是杨维好治学严谨的成果。他的学生说：“明明做两组试验就可以得到数据证实的实验，杨老师非要求做8组，以采集更多的数据来保证实验结果的准确性。而且在实验过程中，他对每一个细节都要求得很严。”杨维好也常常说：“给咽喉要道当医生，除了理论分析，更需要大量的模拟实验，技术可行了才敢应用到现场。我们搞研究下结论，一定要经得起推敲。”

攻克井壁灾害防治关键技术

井筒是矿井的咽喉，而井壁是其安全屏障。

1987年，来自安徽的杨维好考入中国矿业学院建筑系矿井建设专业读本科，毕业后又攻读本专业研究生，1989年留校工作，其后又攻读了博士学位。师从崔广心教授的他，从科研的起步时期，就坚定潜心矿井建设、从事井筒建设和井壁灾害治理的道路。

1987年以来，我国铜矿、铁矿、煤矿等有129个冻结、15个钻井井筒因开采引起的土层沉降发生井壁破裂灾害，造成超百亿元重大经济损失和极为严重的矿井安全威胁，其数量之多、范围之广、危害之大为国际采矿史上所未见。其间，我国开发的注浆加固地层技术，滑动钻井井壁技术，滑动可缩冻结井壁技术等，均未能有效预防该种灾害。

国际上没有可学习的经验，国内也没有找到有效的解决办法。大家就从理论推演开始一步步做起。数据推演、实验室试验，年轻的杨维好泡在实验室里，下决心一定要攻克难关。“有时候在电脑前工作，经常四五个小时盯着电脑，颈椎疼了麻了才稍微休息一下。”

“一代代矿大科研工作者，都面临不同的时代科研任务。”年轻的杨维好在崔广心教授带领下，和同事们一起，向井壁破裂灾害的预防和治理发起攻关。

经过多年攻关，杨维好带领团队研发了适应土层沉降、竖向刚度可调的可缩井壁技术，包括适用于冻结井筒的内层可缩井壁技术和适用于钻井井筒的可缩井壁技术，攻克了深厚土层中井壁破裂灾害防治关键技术难题。与此前最先进的滑动可缩井壁技术相比，施工速度提高逾1倍、造价降低50%以上，且工艺简洁、效果可靠，是井壁破裂灾害防治技术的重大突破。

目前，该技术已经用于40多个井筒，成功预防了深厚土层沉降引起的井壁破裂灾害，创造了内层可缩井壁穿越土层深度587.5m、705m两次世界纪录和可缩井壁穿越土层深度530m世界纪录。

井壁混凝土强度越高，其瞬间粉碎性破坏倾向越突出，这可能给矿井带来突如其来的灭顶之灾。经过深入地理论分析和大量室内与现场试验，杨维好团队提出了基于掺加钢纤维提高混凝土韧性的理念，开展了钢纤维高强钢筋混凝土复合井壁技术的研究。团队成员连续多日深入山区实地考察，经过大量取样、检测，最终解决了粗骨料选材问题。

团队还成功研发出了适用于冻结井的CF60-CF110钢纤维高性能钢筋砼复合井壁技术，创造了冻结井壁混凝土材料强度等级达C70、C80、CF90、CF110四次世界纪录，建立了相应的设计理论与方法，消除了深井冻结井壁的脆性破坏重大安全隐患。

突破冻结壁技术瓶颈

冻结壁是井筒掘砌施工的安全屏障。深厚表土中凿井，90%以上采用冻结法，其中，冻结表土的厚度，是冻结法凿井技术水平的重要标志。

2003年，当时国际上立井冻结法凿井技术最先进的德国冻结土层深度达到544米。山东龙固煤矿拟请德国帮助建设穿过567.7米厚表土的井筒，委托德国技术最先进的代尔曼公司所做技术咨询报告显示：德国队伍来施工每米井筒费用要上百万元；采用德国技术、使用中国的施工队伍来建，每米井筒也需要71万元，而龙固煤矿表土是567米厚，表土段井筒建设费用就高达4亿元以上！

“我们国家这种情况量大面广，如果我们自己不掌握这个核心技术，那就是要被别人卡住脖子！”这件事一直深刻影响着杨维好，面对新的技术难题，杨维好带着团队再次迎难而上，突破冻结壁设计技术瓶颈。

在大于500m-1000m深厚富水岩层中，国内外惯用的双层冻结井壁技术在高水压条件下暴露出厚度大(采用C80高强混凝土时仍大于2.0-3.0m)、造价高(大于15-25万元/m)、冻结壁解冻后漏水量大(大于40-130m3/h，远超规范允许值)等严重问题。井壁大量漏水严重影响井筒使用、威胁井筒乃至矿井的安全！

在没有国内外技术可以参考的情况下，杨维好团队成了低渗漏单层冻结井壁技术的拓荒者。杨维好发明的低渗漏单层冻结井壁技术，将传统的双层复合冻结井壁改为单层井壁。该成果应用于16个煤矿、磷矿井筒，井壁厚度减薄近50%，造价降低30%以上，破解了深厚富水岩层中传统双层井壁厚度过大且漏水严重的重大技术难题，创造了单层冻结井壁支护深度785m的世界纪录。

如今，杨维好带领团队研发的成果已经应用于铜、铁、锡、磷、煤等矿山的上百个井筒，突破了深厚复杂岩、土层下固体资源开发的井筒建设技术瓶颈制约，居国际领先水平；取得经济效益超60亿元，有力支撑了深埋资源开发国家重大需求。

“现在，我国不少黄金矿脉深埋于超过1500米深的复杂含水岩层下，有的钒、钼等稀有金属矿床埋藏超2500米深的地下，因此，我们更多的课题研究要瞄准到4000米深矿井的建井技术。”如今，杨维好已经带领团队开始地下4000米高水压高地压高水温环境下的相关实验研究。

来源：矿大新闻网
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