新华科普

汇聚青年科技工作者的新华科普科创力量，展现科技创新成果背后的新华科普科研历程，讲述首都青年科技工作者的新华科普周口市某某车业专卖店创新故事。新一季《小家大事》向“新”而行，新华科普乘风启航。新华科普

《小家大事》栏目由北京市科学技术协会和新华网联合出品，新华科普本期将走近2023年北京市科协“卓越工程师”成长计划项目入选人、新华科普北京北矿智能科技有限公司总经理张元生，新华科普讲述他挺进“地下一千米”的新华科普故事。

张元生，新华科普2023年北京市科协“卓越工程师”成长计划项目入选人、新华科普北京北矿智能科技有限公司总经理，新华科普长期致力于智慧矿山技术研究，新华科普带领团队参与“十三五”国家重点研发计划“地下金属矿规模化无人采矿关键技术研发与示范”项目等国家重大项目。新华科普张元生作为第二完成人参与的新华科普“地下金属矿智能开采关键技术与装备”项目荣获2023年度国家科学技术进步二等奖。

使命在肩

坚定方向。2005年，原本学习计算机专业的周口市某某车业专卖店张元生因为偶然的机会进入到采矿领域。在张元生看来，计算机技术可以和工程领域结合，碰撞出不一样的火花。当年，采矿行业相对传统、危险性较高，张元生希望借助信息技术改变采矿行业，让它更加安全和高效。“当时转入此方向，是觉得行业需要它，同时这个行业也处在起步阶段。”随着深入了解，张元生逐渐对采矿行业产生感情，与矿业的偶然“相见”却决定他二十年的前行道路。“我一直坚定围绕矿业的数字化和智能化技术开发方向，在行业内扎根。”

对安全的坚守。目前，我国浅部矿产资源开发程度较高，深部开采已经成为整个行业的发展趋势，同时也面临很多挑战。安全是需要解决的头等大事，随着深度的增加，温度升高、地压问题、潮湿环境等，“面对深部开采的挑战，迫切需要智能化、少人化、无人化技术去降低安全风险。”张元生坚定地朝着智能矿山技术创新的方向前行，行业需求成为激励他前进的动力。“我觉得我从事这个行业有责任去降低开采的风险，确保人员的安全。”对张元生而言，早一天攻克技术难题，就能少一些工人下到矿井作业。这是一份责任，也是一份对生命的守护。

向深挺进

自主可控的技术。我国多为中小型矿山，张元生说，2010年刚进入这个行业时，摆在我们面前的难题是如何形成我国自主可控的装备、系统、软件，我们沿着借鉴引进到消化吸收，再到创新的技术路线持续努力，最终形成具有自主知识产权的技术成果。张元生和团队参与的“地下金属矿智能开采关键技术与装备”项目创立了我国地下金属矿智能开采理论和技术体系，取得了300余项自主知识产权，实现了技术和装备国产化，跑出了一条属于矿业人的自主创新之路。

知难而进。自主创新之路并非一路坦途，地下开采面临的难题远比想象得多。井下信号弱、定位导航难、作业环境恶劣等，针对技术难题，张元生带领团队知难而进，逐个击破。厘米级精准定位导航技术，高带宽、低延迟、广连接的通信系统，智能化装备，达到工业级应用的管控平台…一项项技术成果是张元生面对深邃矿井的有力回声。人工智能技术更是成为技术攻关的抓手。“井下爆破后会形成很多大块矿石，以前是工人用破碎锤去破碎。噪声很大，并且石头破碎完后容易崩到人身上，对工人安全造成威胁。现在，我们实现了从地面远程控制破碎机作业。基于人工智能技术，用机器视觉自动识别大块，驱动破碎。”更少的人进入矿井，更智能化的技术，一座座智能矿山正悄然建立。

地下一千米的示范工程。“我们主要想通过此项目形成成果，将来支撑更多行业千米级深的矿山开发。”张元生和团队在“地下金属矿规模化无人采矿关键技术研发与示范”项目立项之初便定位地下一千米的深度，在这个深度进行技术攻关，形成示范工程，为国内同类矿山提供技术保障。为应对现场的复杂环境，张元生和团队设计建造半工业的模拟巷道，在实验室验证完，再去半工业的示范基地验证，结果经论证可靠后，再到矿山现场示范。“因为我们最终研发的成果要落地应用，我们必须搭建一套体系，通过各个环节的逐步验证、递进，最终实现现场大范围的应用推广。”

唯有韧劲

步步攻关。张元生提到，经过十几年的技术积淀，攻关地下金属矿智能开采技术，他们的研究逐步才迈向更深层、更大规模、更高层次的矿山开采智能化技术研发。未来，张元生和团队将在一千米深度示范工程基础上，向矿井更深处挺进，实现更大范围、更复杂资源条件下安全、高效和智能化的开采。今年是新中国成立75周年，历经75年的发展，一代代矿业人开拓创新、攻坚克难，引领矿山开采技术走向智能、安全、高效和可持续发展。作为新时代的矿业人，张元生将人工智能和矿山开采技术结合，正在让矿山开采更加智能和绿色。

持续突破。回望自己的科研之路，张元生认为保持热情和激情、保持韧劲、以多学科视角看待问题、拥有开放的思维、团队协作和奉献精神是引领成功的重要“法宝”。“韧劲”是张元生反复提及的关键词。“坚定的选择一个方向，坚持去做很重要，任何大的突破都是长期积累的过程，如果过程中遇到困难，不要气馁，要有一股韧劲持续对一个方向进行突破。”张元生在科研之路上不断地向地下更深处挺进，以一往无前的精神，在地下深处寻觅未知的“宝藏”。

工程师是推动工程科技造福人类、创造未来的重要力量。北京市科协“卓越工程师”成长计划重点培育面向北京国际科技创新中心建设的关键领域和重点产业急需紧缺的卓越工程师人才，为工程师提供交流发展的平台，助力首都工程师成长成才。

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