八年前，國家能源集團包頭公司萬利礦原煤細顆粒多、水分高、易泥化，產品質量差，銷售困難，導致長期虧損。現在，這里的商品煤質量好、市場競爭力強，不僅使公司扭虧為盈，還榮獲2017年全國五一勞動獎狀。包頭公司萬利礦的大翻身，靠的就是我國自主研發的煤炭深度篩分與高效分選技術。低品質黏濕細粒煤炭進入深度篩分-高效分選系統，出來的就是灰分和硫分很低的精煤，以及矸石和泥灰。

如今，煤炭高效分選與深度篩分技術不僅守護著我國煤炭清潔利用的第一道防線，還進入美、俄、澳、印等世界產煤大國。這背后，是中國礦業大學教授趙躍民四十年如一日扎根煤海礦山，瞄準基礎理論研究、聚焦行業卡脖子技術難題，攻克了干法選煤、高效篩分等世界性難題。

5月1日，人力資源社會保障部、中國煤炭工業協會授予趙躍民帶領的中國礦業大學煤炭清潔高效分選加工團隊“全國煤炭工業先進集體”稱號。
 

心懷“國之大者”，還祖國碧水藍天

我國是富煤、貧油、少氣的國家，煤炭清潔利用成為守護祖國碧水藍天的第一道防線。

1982年，剛剛考取中國礦業學院研究生的趙躍民接到了一封信，是礦物加工專業陳清如教授寫來的。

趙躍民說：“我本科是學機械專業的，陳先生把選煤專業是什么、如何重要等詳細地講給我聽，最后問我愿不愿意跟他一起從事選煤研究。”

陳清如，中國工程院院士，我國“干法選煤之父”。陳清如對他的第一位碩士生、第一位博士生趙躍民充滿了期待。

1984年，陳清如提出了干法選煤的理論并開始研究，1994年在黑龍江七臺河建立了世界上第一個干法選煤工業性試驗系統。

煤炭為什么要分選？這要從煤炭的形成和開采說起。經過4億年漫長的地質年代和地殼運動，煤炭在形成中混入了各種礦物雜質，在開采和運輸中又混入巖石和其他雜質。為了得到“純粹”的煤，就要對煤炭進行分選加工。選煤能夠去除煤中灰、硫等雜質，把煤炭按質量分成各種產品，為電力、化工、冶金、建材等行業提供清潔燃料與優質原料，節約能源，減輕環境污染。

干法選煤是個復雜的系統工程，是世界性的技術難題，從完善基礎理論到干選設備大型化、工藝系統設計、提高分選精度、實現大規模連續穩定生產，還有許多關鍵難題等待攻克，需要幾代人的接續奮斗。1998年，陳清如將這一重擔交給了趙躍民：“我的夢想是，你一定要把干法選煤在工業生產上搞成功，還祖國的碧水藍天。”

趙躍民帶領團隊堅守煤礦一線，與唐山神州機械集團、國家能源集團等產學研用深度融合，自主創新，經過多年的攻關，突破了200多年來傳統濕法和風力選煤的模式，提出了氣固流態化干法分選理論，發明了干法重介質流化床和大型復合式干法分選機；首創模塊式高效干法選煤工藝系統，主持建設了模塊式干法選煤廠，在國內外首次實現了煤炭高精度干法分選，是世界選煤技術的重大突破，引領了全球干法選煤技術的發展。

研究成果獲得了2018年國家科技進步獎二等獎。在中國煤炭工業協會與中國煤炭加工利用協會的支持下，組織召開了全國干法選煤現場會，建設了煤炭行業干法選煤工程研究中心。國際選煤權威期刊主編評價說：“中國是干法選煤的領先者。”

三十年前，我國的選煤廠幾乎沒有高效干法選煤技術。目前，我國已有2億噸煤炭使用了干法分選技術。“干法選煤成本低、不用水，沒有后續復雜的煤泥水處理，從0到2億噸，我有信心，它會持續增長。”趙躍民說。
 

敢闖“科研無人區”，攻克卡脖子難題

20世紀80年代，我國原煤的入選比例不到20%，原煤中大量的灰、硫未經脫除直接燃燒產生大量的污染物。

“后來，國家大力治理煤炭燃燒產生的污染。對煤炭的篩分和分選提出了更高的要求。”趙躍民介紹，原煤經過破碎后，分成0—100毫米不等大小的顆粒，再經過篩分機按照粒度大小進行篩分分級。

90年代，國產篩分機的篩分下限是25（13）毫米，再小就容易堵塞，但小于25毫米細粒煤在我國原煤中占60%以上。瞄準行業共性技術難題，趙躍民開始進行篩分理論研究和技術創新。

趙躍民將傳統干物料、單顆粒透篩、剛性篩面和顆粒線性運動理論發展為潮濕物料、粒群透篩、彈性篩面和非線性運動理論，揭示了煤泥堵孔形成及破裂機理，提出了潮濕細粒煤大振幅、大振動強度篩分新思想，突破了傳統振動篩篩面振動強度大和篩體動應力低難以同時實現的技術瓶頸，解決了潮濕細粒煤6毫米篩分的技術難題。在我國煤炭行業廣泛應用，獲得2005年國家科技進步二等獎。

隨著經濟發展對能源需求加大，我國煤炭產量迅速攀升至世界首位。選煤廠對大型振動篩的需求也越來越多。

早期的國產大型振動篩使用壽命2年左右，僅為進口產品的1/2，使得我國大型振動篩主要依賴進口。

敏銳地發現這個卡脖子難題后，趙躍民帶領團隊投入大型振動篩的研發中。他拋開傳統思路，發明了大剛度超靜定網梁體激振器，研制出了世界上首臺高性能超靜定大型振動篩，攻克了大型振動篩可靠性差、篩分效率低的世界性技術難題，改變了我國大型振動篩主要依賴進口的局面。2014年，該項關鍵技術獲得國家技術發明二等獎。

近年來，趙躍民研究領域從煤炭拓展到金屬礦與非金屬礦，針對難篩分礦產資源水分高、細粒含量大等問題，在國際上首次建立了篩體-粒群耦合作用篩分理論，研制了難篩分礦物高效篩分裝備，篩分粒度下限降至3毫米，攻克了難篩分礦物高效篩分世界性難題，使我國難篩分礦物高效篩分技術水平國際領先。研究成果在礦山、冶金、電力、化工、環保等行業推廣應用，并出口澳大利亞、俄羅斯等“一帶一路”11個國家。獲得2020年教育部科技進步特等獎，入選2021年度中國高等學校十大科技進展。
 

甘為“孺子牛”，接續奮斗創一流

作為從事煤炭能源科技工作的研究者，40年來，趙躍民扎根煤海礦山，責任感和使命感促使他在堅持科技自立自強、服務能源清潔高效利用這條道路上堅定篤行，帶領團隊與國家能源集團、中國煤科集團、神州機械集團、鞍山重機等產學研合作，取得了一系列創新成果。團隊先后入選選煤領域第一個國家自然科學基金創新研究群體、首屆中國煤炭工業科學技術創新團隊。

國家自然科學基金委工材學部對“煤炭資源高效潔凈加工理論與應用”創新研究群體的實地考察意見為：在煤炭干法流化床分選等方面開展了卓有成效的工作，在世界上有重要影響，代表了中國現今煤炭資源潔凈加工利用領域最高的科研創新水平。研究成果被列入美國礦業、冶金與勘探學會出版的《選礦與提取冶金100年革新》著作。趙躍民于2019年獲國際匹茲堡煤炭轉化創新獎，該獎項每年在全球范圍僅評選1名。

“學者進行科學研究，一定要仰望星空，腳踏實地，服務國家戰略，服務生產一線。”趙躍民說。

趙躍民在選煤領域作出了卓越貢獻，在他的影響下，團隊教師踔厲奮發、艱苦奮斗：駱振福教授懷揣赤子之心，將滿腔熱血傾灑在深愛的選煤事業上，用生命書寫了新時代奮斗者的人生答卷。國家杰青段晨龍教授，常年深入生產一線，吃住在現場，攻克干法分選、篩分與二次資源利用技術難題；國家重大人才工程青年項目入選者、80后教授董良，固本拓新，聚焦智能精準分選、煤基碳材料構筑；張博教授33歲承擔國家重點研發計劃青年科學家項目，深耕于低品質煤脫灰脫水難題。中國科協青年人才托舉工程入選者、90后副教授江海深，不論嚴寒酷暑，深入內蒙古、新疆選煤廠一線，鉆研3毫米以下礦物深度篩分。

如今，趙躍民依然全身心投入到教學和科研第一線，他說：“作為一名高校教師和科技工作者，能為教書育人和煤炭清潔利用做出一點貢獻，是最大的幸福。”