江汉大学:以前沿行业科技为高质量发展赋能_高校之窗|中国高校之窗 
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江汉大学:以前沿行业科技为高质量发展赋能

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随着我国国民经济建设蓬勃发展,工程爆破越来越广泛地应用于国民经济建设的各个领域,并发挥出越来越重要的作用。经过多年发展,工程爆破已形成了一门独立的应用学科。21世纪以来,我国工程爆破行业已开始从传统的“控制爆破”步入“精细爆破”阶段,整体实力和国际影响力日益提高。

精细爆破是通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工和精细化的爆破管理,进行炸药爆炸能量释放与介质破碎、抛掷等过程,既达到预期的爆破效果,又实现爆破有害效应的控制,最终实现安全可靠、技术先进、绿色环保及经济合理的爆破作业。精细爆破的理念及体系,是由我国著名爆破专家——中国爆破行业协会会长谢先启院士构建的,他领导的精细爆破国家重点实验室及技术团队,是引领我国工程爆破技术高质量发展的耀眼灯塔。

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江汉大学科创大楼效果图

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专业货运枢纽机场鄂州花湖机场土石方爆破工程

精耕细作 突破传统技术瓶颈

1993年,武汉市政总公司下属的科研所转制,武汉爆破有限公司应运而生,中国爆破行业自主创新的排头兵初露峥嵘。

1995年12月,武汉汉口一栋18层商住楼突发险情,刚封顶的58米大楼向北倾斜。险情万分危急,全市多家单位组成联合抢险队,时年35岁的谢先启带领团队承担爆破方案设计和主要施工任务。经集体论证后决定采用“折叠爆破”技术,实施半空“拦腰”爆破,使之反向倒塌。随着“轰隆”数声巨响后,歪楼向西乖乖地倒在指定空地上,与设计基本吻合,没有对周围环境产生危害。

此后,谢先启团队在实践中注重理论的积累,并不断推陈出新。2002年率先将“绿色爆破”技术应用在武汉卷烟厂煤锅炉房拆除工程中,2003年成功实施百米级烟囱双向折叠爆破,2004年成功实施百米级钢筋混凝土烟囱双向折叠爆破拆除,2007年成功实施高层楼房双向三次折叠爆破拆,2013年完成3.5千米沌阳高架桥爆破拆除工程,2016年完成青海桥头铝电2座180米烟囱、4座70米冷却塔、1座15万平方米厂房爆破拆除工程,2017年完成武汉汉口滨江国际商务区19栋楼房一次性整体爆破拆除工程。

工程爆破广泛应用于交通、水电、建筑和采矿等各个领域,是国民经济建设的基础支撑技术。“爆破时间只有短短几秒,但背后却是技术团队耗时多年的反复积累的结果。”谢先启院士说。团队30年来安全、高效完成各类爆破千余项。即便如此,每次爆破前,大家仍如履薄冰,“因为爆破是瞬间的艺术,只有‘1’和‘0’的区别,不是成功就是失败”。

基于爆破理论的基础研究是爆破科技创新的源头,是所有技术问题的“总机关”。经过多年的理论研究和工程实践,在同行前辈的支持下,2008年,谢先启在国际上率先提出了精细爆破理念,经过十多年发展,构建了精细爆破技术体系。

精细爆破突破传统控制爆破技术瓶颈,追求的目标更高,爆破过程和效果更加可控,危害更低,安全性更高,环境影响更小,而且更经济。

再接再厉 践行科技自立自强

随着社会发展,爆破科技向更安全、更经济、更环保的方向不断创新发展,逐步进入“精细化”阶段。谢先启陆续受邀参加了多次国际会议并作大会报告,“精细爆破”得到国内外爆破同行的广泛认可。

30年来,谢先启院士领衔的精细爆破团队研发了“高层(耸)建(构)筑物多向多次折叠”“高层建筑物定向倾倒、空中解体”“大型城市高架桥一次性连续塌落”和“大型群体建筑一次性整体爆破技术”等多项拆除爆破新技术,主持完成了多项具有国际影响力的拆除爆破工程,对我国拆除爆破技术的发展具有重要推动作用。先后出版《精细爆破》《拆除爆破数值模拟与应用》《城市高架桥精细爆破拆除》和《高层高耸结构定向倾倒爆破失稳破坏机制与精细控制技术》等著作,谢先启院士以第一完成人获国家科技进步奖二等奖2项、省部级科技进步特等奖1项、一等奖7项,为推动爆破行业科技进步作出了重要贡献。

为更好地推动江汉大学“双一流”建设,为学校学科建设和科技创新发展添加新的引擎,2019年,在武汉市有关部门的大力支持下,江汉大学全职引进了谢先启院士及其团队。学校以此为契机,加快实施创新驱动发展战略,通过总体规划,整合工程爆破湖北省重点实验室、光电化学材料与器件教育部重点实验室、工业烟尘污染控制湖北省重点实验室、持久性有毒污染物环境与健康危害湖北省重点实验室等科研资源,形成了江汉大学工程爆破学科群。2021年9月7日,国家有关部门正式批复依托江汉大学建设省部共建精细爆破国家重点实验室。聚焦爆破技术的研究与应用的精细爆破国家重点实验室,也是武汉市属高校获批建设的第一个国家重点实验室。

近年来,在谢先启院士的引领下,全国爆破界优秀人才汇聚江汉大学,实验室采取灵活多样的聘用方式引进知名学者和教师从事科研和教学工作。

目前,实验室拥有全职院士2名、双聘院士2名,近三年来,全职或柔性引进高层次人才8人、全职引进优秀青年博士18人,形成一批具有核心竞争力的创新人才团队。积极营造全方位培养人才、服务人才、成就人才的良好环境,全力支持各类人才的培育、选拔和推荐工作,获批湖北省“青年拔尖人才培养计划”1人、“楚天学者”特聘教授2人、“楚天学子”5人、市“有突出贡献中青年专家”1人、“市政府专项津贴专家”3人、“武汉英才”产业领军人才2人、“武汉英才”优秀青年人才12人、入选2022年“新时代武汉青年先锋榜”1人。贾永胜教授领衔的“长大隧道精细爆破科技创新团队”入选2022年度湖北省科技创新团队,孙金山教授领衔的“城市爆破作业安全防控及其数字化创新团队”入选湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队。

2021年,学校整合校内部分学科,成立数字建造与爆破工程学院。学院学生深度参与科研项目,在实践中学习、锻炼、成长,形成了科研院、实验室、学院科教融合协同育人的教学特色。两年来,学院已累计培养硕士研究生人近400人,与河海大学、武汉科技大学等联合培养博士研究生25人,为高校和科研院所输送了一批工程爆破领域的高端研究人才。在校研究生获评国家奖学金,获第八届中国研究生未来飞行器创新大赛二等奖。本科生获国产BIM应用百所高校邀请赛、全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛一等奖。

近三年来,重点实验室累计获批国家自然科学基金资助项目和国家重点研发计划资助课题10余项,省部级科研项目和产学研课题20余项,获各类科研经费近5000万元。

作为中国爆破行业协会会长单位,精细爆破国家重点实验室积极推动国家科研平台建设,充分发挥领头雁作用,加强与国内外一流高校科研机构在工程爆破领域的科研合作,团结带领全国爆破行业以国家战略需求为导向,统筹协调开展原创性引领性科技攻关,为促进行业健康、持续、高质量发展作出积极贡献。

为吸引海内外优秀学者合作交流,实验室设立开放基金和自主研究课题,2022、2023年度共立项资助69项课题,资助经费计划总额1200余万元。

此外,实验室还积极创造条件,开展多学科交叉与学术交流,2021年5月成功举办精细爆破东湖论坛,来自全国的近400名专家学者热烈交流和探讨精细爆破前沿科学问题和工程技术进展与发展趋势,产生了广泛的学术影响力。

2023年10月20日,第二届精细爆破东湖论坛暨第十二届中国爆破行业学术会议将在武汉召开,逾600名专家学者、企业代表将参会。精细爆破东湖论坛已成为交流和展示我国爆破行业科技创新成果的重要平台。

服务社会 打造科技成果转化与产业化中心

重点实验室以服务国家发展战略和经济建设、推动湖北省科技创新和经济社会发展深度融合、突破爆破工程及相关学科的发展瓶颈为导向,聚焦民用领域工程爆破理论与技术研究,围绕“爆破作用机理与分析测试技术”“爆破效应精细控制理论与技术”“智能爆破新材料与新技术”三个研究方向,推进高水平基础理论研究和应用基础研究,服务国家和湖北省重大科技需求和战略目标,为我国城市更新、矿产资源开采、重大基础设施建设、特种材料制造加工等领域所面临的爆炸能量高效利用与精细调控提供科学和技术支撑。

近年来,实验室坚持四个面向,积极参与国家重点项目建设,集聚力量加强科研成果传播和推广,让技术攻关和成果转化更为精准高效。实验室主要成果先后在专业货运枢纽机场鄂州花湖机场,在建的公铁合建跨海大桥甬舟铁路西埃门公铁两用大桥,华中科学生态城等国家和省市重点项目上得到应用,为国家和湖北省经济社会发展发挥了重要作用。

除了服务地方经济建设,精细爆破国家重点实验室还勇担社会责任,积极承担防灾减灾和应急抢险救援任务。在今年7月8日宜昌市五峰土家族自治县长乐坪镇月山村突发山体滑坡应急抢险排危的关键时刻,重点实验室首席科学家谢先启院士、重点实验室主任贾永胜教授率领精细爆破国家重点实验室团队第一时间深入现场参与救援处置工作。

勇立潮头敢为先,矢志奋斗善作为。

江汉大学精细爆破国家重点实验室将以打造国际一流的精细爆破科研团队、建成国际一流的爆破工程实验基地,取得国际一流的科研成果,形成国际一流的工程爆破学术交流合作中心为己任,锚定科技前沿,聚焦国家重大战略需求,为推动我国爆破行业高质量发展,助力经济社会高质量发展作出积极贡献。(文图:江萱)

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