專家信息：

首席科學(xué)家：

任懷偉，男，1980年9月出生，河北廊坊人，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家。中煤科工開(kāi)采研究院有限公司科創(chuàng)中心副主任。近年來(lái)主持、參與國(guó)家及省部級(jí)科研項(xiàng)目14項(xiàng)，其中主持國(guó)家自然科學(xué)基金1項(xiàng)、省部級(jí)課題2項(xiàng)；參與完成863、973計(jì)劃課題2項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金1項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃1項(xiàng)，承擔(dān)智能礦山建設(shè)重大項(xiàng)目（2000萬(wàn)元以上）3項(xiàng)，成果在多個(gè)礦區(qū)推廣。獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，省部級(jí)一等獎(jiǎng)9項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文63篇，其中SCI/EI收錄21篇。參與出版專著3部，總計(jì)22萬(wàn)字。授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利11項(xiàng)。已完成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定3項(xiàng)。榮獲杰出工程師青年獎(jiǎng)、全國(guó)煤炭青年科技獎(jiǎng)。

擔(dān)任《煤炭科學(xué)技術(shù)》青年學(xué)術(shù)委員會(huì)委員，International Journal of Coal Science & Technology期刊審稿人。共計(jì)發(fā)表學(xué)術(shù)論文63篇，其中SCI/EI收錄21篇,參與出版專著3部，獲得國(guó)家發(fā)明專利14項(xiàng),制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。獲得中國(guó)機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)1項(xiàng)（第一完成人）、中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、安全生產(chǎn)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、中國(guó)機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，以及其他省部級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)共8項(xiàng)。獲全國(guó)煤炭青年科技獎(jiǎng)、杰出工程師青年獎(jiǎng)。主持和參與國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目1項(xiàng)，山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題1項(xiàng)，山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題1項(xiàng)；參與國(guó)家資金科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、973課題、863課題、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等國(guó)家課題13項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目3項(xiàng)，作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)智能礦山建設(shè)重大項(xiàng)目（2000萬(wàn)元以上）3項(xiàng)，成果在多個(gè)礦區(qū)推廣。

教育經(jīng)歷：

2008年12月，畢業(yè)于山東大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)與理論專業(yè)。

煤炭科學(xué)研究總院博士后工作站，博士后。

新加坡國(guó)立大學(xué)訪問(wèn)學(xué)者。

學(xué)術(shù)兼職：

1、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)會(huì)員。

2、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)兼職碩士生導(dǎo)師。

3、《煤炭科學(xué)技術(shù)》雜志青年專家學(xué)術(shù)委員會(huì)委員。

4、中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)智慧礦山專委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)。

5、International Journal of Coal Science & Technology 評(píng)審專家。

6、國(guó)家科技專家?guī)鞂＜摇?/P>

7、國(guó)際礦業(yè)青年科學(xué)家論壇學(xué)術(shù)委員會(huì)執(zhí)行主席。

招收研究生方向：

控制理論與控制工程、模式識(shí)別與智能系統(tǒng)、檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置、控制工程。

科學(xué)研究：

研究方向：

致力于煤礦綜采裝備系統(tǒng)、工作面智能化控制和智能礦山關(guān)鍵技術(shù)等研究與技術(shù)推廣應(yīng)用。

1、煤礦智能化開(kāi)采

2、煤礦機(jī)器人機(jī)器技術(shù)

3、采掘機(jī)械動(dòng)力學(xué)特性

承擔(dān)科研項(xiàng)目情況：

先后主持了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目各 1 項(xiàng)；作為項(xiàng)目核心人員參與國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、 973 計(jì)劃、 863 計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等國(guó)家項(xiàng)目 13 項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目 3 項(xiàng)；作為技術(shù)負(fù)責(zé)人承擔(dān)煤炭行業(yè)智能礦山建設(shè)重大項(xiàng)目 4 項(xiàng)。

1、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)兩柱式超強(qiáng)力放頂煤液壓支架研制（2012AA06A407）。

2、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973計(jì)劃）深部圍巖支護(hù)穩(wěn)定性原理及自適應(yīng)支護(hù)設(shè)備創(chuàng)成方法（2014CB046302）。

3、國(guó)家智能制造發(fā)展專項(xiàng)“煤炭綜采成套裝備智能系統(tǒng)”及“高端液壓支架智能焊接加工車間”。

4、“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“千米深井超長(zhǎng)工作面圍巖自適應(yīng)智能控制開(kāi)采技術(shù)” ，2017年。

5、“智慧煤礦巨系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)與示范礦井建設(shè)”，2018年。

6、張家峁煤礦 “智慧煤礦巨系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)與示范礦井建設(shè)”。

科研成果：

任懷偉研究員致力于煤礦綜采裝備系統(tǒng)、工作面智能化控制和智能礦山關(guān)鍵技術(shù)等研究與技術(shù)推廣應(yīng)用。

取得多項(xiàng)創(chuàng)新性成果，深入研究和發(fā)展了液壓支架與圍巖耦合動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行了成功應(yīng)用；提出了地下支護(hù)系統(tǒng)群組協(xié)同控制方法，并開(kāi)發(fā)了工作面支護(hù)質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為滿足深部開(kāi)采及特厚煤層大采高綜采的高效、自動(dòng)化支護(hù)需求提供了技術(shù)及裝備支撐，取得顯著成效。獲得省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)7項(xiàng)，參與出版著作3部，發(fā)表論文60余篇，獲國(guó)家發(fā)明專利6項(xiàng)。

1、在液壓支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方面，提出了基于液壓支架高度分區(qū)及可靠性的概論有限元計(jì)算方法。

2、在液壓支架與圍巖耦合關(guān)系方面，提出了液壓支架與圍巖耦合定量分析與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，發(fā)明了一種用于綜采工作面圍巖自適應(yīng)支護(hù)的液壓支架智能化控制方法和地下開(kāi)采液壓支護(hù)系統(tǒng)的群組自組織協(xié)同控制技術(shù)。

3、在智能開(kāi)采技術(shù)方面，提出了基于全位姿測(cè)量及虛擬仿真控制的智能開(kāi)采模式，給出了融合視覺(jué)的裝備全位姿測(cè)量、工作面裝備位姿一體化描述及驅(qū)動(dòng)關(guān)系建模、基于Unity3D的綜采虛擬仿真控制等三項(xiàng)支持智能決策的關(guān)鍵技術(shù)。

4、在智能化礦山研究方面，構(gòu)建了新的開(kāi)采系統(tǒng)全局智能化控制架構(gòu)，提出基于二階行為模式分析的信息實(shí)體主動(dòng)匹配與推送策略及基于深度學(xué)習(xí)的煤礦智慧邏輯模型進(jìn)化機(jī)制；提出考慮隨機(jī)誤差的強(qiáng)耦合設(shè)備群空間坐標(biāo)統(tǒng)一描述模型及各設(shè)備空間關(guān)聯(lián)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法、開(kāi)采環(huán)境-裝備耦合作用規(guī)律、時(shí)變多因素影響下開(kāi)采設(shè)備群全局最優(yōu)規(guī)劃和分布式協(xié)同控制方法；為實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜地質(zhì)條件下的連續(xù)穩(wěn)定開(kāi)采提供基礎(chǔ)理論支撐。

制定標(biāo)準(zhǔn)：

1 綜采綜放工作面遠(yuǎn)距離供電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范 GB/T 37814-2019 2020-03-08 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

2 中厚煤層綜采工作面總體配套技術(shù)條件 GB/T 37768-2019 2020-01-10 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

3 綜采綜放工作面超前支護(hù)系統(tǒng)技術(shù)條件 GB/T 37611-2019 2020-03-08 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

4 綜采綜放工作面常規(guī)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB/T 37808-2019 2020-03-08 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

5 大傾角綜采工作面總體配套技術(shù)條件 GB/T 37809-2019 2020-03-08 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

6 大采高綜采工作面總體配套技術(shù)條件 GB/T 37810-2019 2020-03-08 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

7 綜采放頂煤工作面總體配套技術(shù)條件 GB/T 37811-2019 2020-03-08 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

8 大傾角綜放工作面總體配套技術(shù)條件 GB/T 37812-2019 2020-03-08 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

9 綜采綜放工作面智能降塵系統(tǒng)技術(shù)條件 GB/T 37815-2019 2020-03-08 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

10 綜采工作面支護(hù)質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)條件 GB/T 40259-2021 2021-12-07 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

認(rèn)定成果：

1 薄煤層智能化綜采關(guān)鍵技術(shù)與裝備開(kāi)發(fā) 任紫亭;王國(guó)法;劉梅生;白永勝;李明忠;郝鐵栓;任懷偉;常慶江;黃曾華;張德生 陽(yáng)泉煤業(yè) 2017

2 8.2m超大采高綜采成套技術(shù)與裝備研制 李希勇;王國(guó)法;李偉;孟祥軍;李政;張傳昌;李國(guó)平;亓玉浩;王振平;李明忠;張崇宏;劉化立;穆潤(rùn)青;曾明勝;趙峰;李首濱;任懷偉;岳寧;劉德軍;劉壯;趙國(guó)瑞 兗礦集團(tuán)有限公司 2016

3 煤礦綜采智能化成套裝備關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化 曾慶良;王國(guó)法;王成龍;任懷偉;楊慶東;張延亮;李圣文;張?chǎng)?杜毅博 山東能源重型裝備制造集團(tuán)有限責(zé)任公司 2015

4 高端液壓支架智能焊接加工車間 王國(guó)法;任懷偉;楊慶東;李圣文;李樹(shù)國(guó);張德生;趙國(guó)瑞;文治國(guó);王亞軍;曹成銘 山東能源重型裝備制造集團(tuán)有限責(zé)任公司 2014

5 年產(chǎn)千萬(wàn)噸大采高綜采液壓支架及關(guān)鍵技術(shù) 王國(guó)法;胡文強(qiáng);冀貴升;朱軍;羅裕;溫景國(guó);潘獻(xiàn)全;徐亞軍;朱國(guó)民;趙紅梅;劉成峰;李向東;任懷偉;黃勇杰;連清旺;王維虎;程駿;馬占江;廉自生;倪偉;杜忠孝;呂東林;曾明勝;劉新華;李明忠;賈憲寶;李提建;任靜茹;李瑞光;王金平;張德生 天地科技股份有限公司 2010

6 高分段無(wú)底柱分段崩落法在大紅山鐵礦的應(yīng)用研究 周旭;陳晨;俞勝建;李建科;王巧蘭;屈仁政;田國(guó)梁;張振興;吳忠;王江;任懷偉 攀鋼集團(tuán)冶金工程技術(shù)有限公司 2008

發(fā)明專利：

發(fā)明公開(kāi)：

[1]任懷偉, 李帥帥, 杜毅博, 馬英, 杜明, 鞏師鑫, 韓哲, 袁超宇, 李建. 綜采工作面設(shè)備的相對(duì)位姿檢測(cè)方法、系統(tǒng)及裝置[P]. 北京市: CN117830410A, 2024-04-05.

[2]任懷偉, 趙叔吉, 張德生, 李世軍, 周杰, 馬梓焱, 杜明, 李帥帥, 王志峰, 李建. 礦用巷道沖塵車[P]. 北京市: CN117758647A, 2024-03-26.

[3]張賽, 李提建, 杜桂麗, 于翔, 李艷鵬, 許永祥, 歐陽(yáng)敏, 張金虎, 任懷偉. 可吸能緩沖伸縮立柱[P]. 北京市: CN117722213A, 2024-03-19.

[4]馬英, 王倫, 佟友, 任懷偉, 侯剛, 劉劍, 魏存躍, 李提建. 特種機(jī)器人用動(dòng)力轉(zhuǎn)換裝置和特種機(jī)器人[P]. 北京市: CN117719285A, 2024-03-19.

[5]任懷偉, 韓哲, 袁超宇, 張德生, 張帥. 一種采煤工作面順槽超前液壓支架邊緣控制方法及設(shè)備[P]. 北京市: CN117703478A, 2024-03-15.

[6]任懷偉, 周杰, 張德生, 程延海, 徐亞軍, 杜毅博, 薛國(guó)華, 張玉良, 宋燾, 王飛, 趙朋. 一種液壓支架雙伸縮立柱的長(zhǎng)度測(cè)量方法及裝置[P]. 北京市: CN117685913A, 2024-03-12.

[7]馬英, 王倫, 佟友, 任懷偉, 侯剛, 劉劍, 魏存躍, 李提建. 特種機(jī)器人折展裝置和特種機(jī)器人[P]. 北京市: CN117621730A, 2024-03-01.

[8]趙叔吉, 任懷偉, 李世軍, 張德生, 周杰, 馬梓焱, 張帥, 文治國(guó), 王志峰, 李建. 沖塵作業(yè)臂和沖塵設(shè)備[P]. 北京市: CN117569242A, 2024-02-20.

[9]鞏師鑫, 任懷偉, 杜毅博. 多液壓支架載荷模型訓(xùn)練和多液壓支架載荷預(yù)測(cè)方法[P]. 北京市: CN117575046A, 2024-02-20.

[10]宋智鷹, 李提建, 張賽, 馬英, 任懷偉, 張金虎, 侯剛, 杜桂麗, 劉成峰, 于翔, 王倫, 趙麗莎, 趙志禮. 變位式液壓支架[P]. 北京市: CN117468974A, 2024-01-30.

[11]杜毅博, 鞏師鑫, 任懷偉, 馬英, 杜明, 李帥帥, 韓哲, 袁超宇, 李建. 煤礦綜采工作面中攝像頭的監(jiān)測(cè)自動(dòng)化追蹤方法和裝置[P]. 北京市: CN117459820A, 2024-01-26.

[12]任懷偉, 李建, 鞏師鑫, 張帥, 趙叔吉, 李帥帥, 張玉良, 宋燾, 王飛, 李懸, 魏衛(wèi)強(qiáng), 趙鵬, 白宇琪, 姚鑫. 基于多因素參量的綜采工作面支護(hù)區(qū)域劃分方法和裝置[P]. 北京市: CN117072238A, 2023-11-17.

[13]鞏師鑫, 任懷偉, 薛國(guó)華, 張玉良, 宋燾, 魏衛(wèi)強(qiáng), 王飛, 李懸. 綜采工作面裝備系統(tǒng)能效評(píng)估方法和裝置[P]. 北京市: CN117035453A, 2023-11-10.

[14]張玉良, 任懷偉, 宋燾, 李建, 鞏師鑫, 王飛, 趙鵬. 一種兩柱式液壓支架工況評(píng)估方法及裝置[P]. 陜西省: CN117034058A, 2023-11-10.

[15]李帥帥, 任懷偉, 杜毅博, 杜明, 徐志勇, 曾顯興, 韓哲, 陳銀田, 范燕飛, 袁超宇. 一種選煤廠運(yùn)輸皮帶非煤異物檢測(cè)方法及設(shè)備[P]. 北京市: CN116883924A, 2023-10-13.

[16]馬英, 王倫, 佟友, 侯剛, 李明忠, 張金虎, 任懷偉, 韓會(huì)軍, 張賽, 蘇林軍, 李艷鵬, 邢有望, 李提建, 雷聲. 大采高液壓支架用銷軸裝配車[P]. 北京市: CN116852076A, 2023-10-10.

[17]馬英, 趙文, 王倫, 佟友, 李明忠, 任懷偉, 張金虎, 侯剛, 辛家祥, 蘇林軍, 于翔, 邢有望, 魏存躍, 張賽. 液壓支架銷軸裝配設(shè)備[P]. 北京市: CN116852077A, 2023-10-10.

[18]張玉良, 任懷偉, 李懸, 李建, 魏衛(wèi)強(qiáng), 白宇琪. 液壓支架群支護(hù)區(qū)域劃分方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)[P]. 陜西省: CN116861581A, 2023-10-10.

[19]馬英, 王倫, 佟友, 任懷偉, 張金虎, 李明忠, 侯剛, 韓會(huì)軍, 辛家祥, 蘇林軍, 于翔, 邢有望, 魏存躍, 李提建. 液壓支架銷軸裝配車[P]. 北京市: CN116833715A, 2023-10-03.

[20]史慧, 王國(guó)法, 朱立達(dá), 任懷偉, 楊建宇, 呼少平, 鞏師鑫. 巷道形變監(jiān)測(cè)方法、監(jiān)測(cè)裝置、電子設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)[P]. 北京市: CN116774184A, 2023-09-19.

[21]于翔, 葉波, 于海濤, 劉新華, 任懷偉, 張金虎, 劉成峰, 李艷鵬, 張賽, 韓會(huì)軍, 劉劍, 許永祥, 李濟(jì)洋, 歐陽(yáng)敏, 雷聲, 劉培源, 吳昊陽(yáng), 王倫, 張培垚, 米牧石. 液壓支架用穩(wěn)定機(jī)構(gòu)和液壓支架[P]. 北京市: CN116696433A, 2023-09-05.

[22]陳洪巖, 馬英, 徐亞軍, 任懷偉, 張德生, 陳洪月, 王鑫, 杜尚宇, 時(shí)洪宇, 張坤. 一種超前液壓支架移架過(guò)程隨變導(dǎo)向裝置[P]. 遼寧省: CN116498363A, 2023-07-28.

[23]陳洪巖, 馬英, 徐亞軍, 任懷偉, 張德生, 陳洪月, 王鑫, 杜尚宇, 時(shí)洪宇, 張坤. 一種自適應(yīng)接頂及防沖擊的超前液壓支架頂梁[P]. 遼寧省: CN116498362A, 2023-07-28.

[24]馬英, 王倫, 任懷偉, 佟友, 蘇林軍, 劉劍, 李提建. 液壓支架用自適應(yīng)支撐裝置[P]. 北京市: CN116378734A, 2023-07-04.

[25]馬英, 王倫, 任懷偉, 佟友, 蘇林軍, 劉劍, 李提建. 移動(dòng)底座裝置和具有其的液壓支架[P]. 北京市: CN116378735A, 2023-07-04.

[26]呼少平, 趙叔吉, 胡儉, 張德生, 范生軍, 任懷偉, 王海, 毛小娃, 賀劍, 張帥. 采煤機(jī)機(jī)載作業(yè)平臺(tái)[P]. 北京市: CN116335658A, 2023-06-27.

[27]任懷偉, 韓哲, 張德生, 杜毅博, 周杰, 趙叔吉, 張帥. 一種超前支架聯(lián)動(dòng)自適應(yīng)控制系統(tǒng)及方法[P]. 北京市: CN116224852A, 2023-06-06.

[28]文治國(guó), 任懷偉, 馬英, 張德生, 周杰, 趙叔吉. 一種基于外置行程測(cè)量裝置的數(shù)字千斤頂[P]. 北京市: CN116161573A, 2023-05-26.

[29]任懷偉, 鞏師鑫. 綜采工作面煤壁片幫趨勢(shì)及區(qū)域分析方法及裝置[P]. 北京市: CN116146280A, 2023-05-23.

[30]徐亞軍, 李世偉, 任懷偉, 馬端志, 馬梓炎, 李明川. 一種液壓支架[P]. 北京市: CN116025402A, 2023-04-28.

[31]張德生, 呼少平, 任懷偉, 胡儉, 徐亞軍, 張思瑞, 毛小娃, 周杰, 趙叔吉. 液壓支架快速補(bǔ)液系統(tǒng)[P]. 北京市: CN116025403A, 2023-04-28.

[32]張德生, 呼少平, 馬英, 胡儉, 任懷偉, 高彬, 徐亞軍, 張帥, 李軍, 毛小娃. 雙采煤機(jī)開(kāi)采方法[P]. 北京市: CN115992704A, 2023-04-21.

[33]張德生, 呼少平, 任懷偉, 李文俊, 張思瑞, 周杰, 李軍, 趙叔吉, 文治國(guó), 杜尚宇, 毛小娃. 礦用推移式千斤頂和采礦系統(tǒng)[P]. 北京市: CN115893248A, 2023-04-04.

[34]杜毅博, 任懷偉, 馬英, 張德生, 周杰, 趙國(guó)瑞, 徐亞軍, 鞏師鑫, 杜尚宇, 趙叔吉. 一種綜采工作面超前支架支護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[P]. 北京市: CN115875081A, 2023-03-31.

[35]任懷偉, 李帥帥, 杜明, 封華, 王春剛, 張帥, 李川, 馬梓焱. 一種基于雙目視覺(jué)的工作面煤壁片幫量的測(cè)量方法[P]. 北京市: CN115829948A, 2023-03-21.

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[46]韓哲, 張金虎, 李宣東, 葛倫貴, 杜尚宇, 張帥, 馬英, 任懷偉, 段金紅, 路興義, 趙叔吉, 李世軍, 殷磊, 蔡昌偉, 汪義龍, 孫曉虎, 張倍寧. 一種位置傳感器及井下超前支護(hù)裝置[P]. 甘肅省: CN114961839A, 2022-08-30.

[47]韓哲, 杜毅博, 馬英, 任懷偉, 周杰, 張帥, 李世軍, 趙叔吉, 李帥帥. 一種掘進(jìn)設(shè)備定位方法[P]. 北京市: CN114964256A, 2022-08-30.

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[55]韓哲, 張金虎, 李宣東, 葛倫貴, 杜尚宇, 張帥, 馬英, 任懷偉, 段金紅, 路興義, 趙叔吉, 李世軍, 殷磊, 蔡昌偉, 汪義龍, 孫曉虎, 張倍寧. 一種綜采工作面全光網(wǎng)絡(luò)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[P]. 甘肅省: CN114582087A, 2022-06-03.

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[57]閆敬旺, 張德生, 李紅驕, 馬英, 譚震, 任懷偉, 任長(zhǎng)忠, 朱信龍, 加寶瑞, 路興軍, 曹豪, 張賽, 杜尚宇, 李丁一. 門式超前支架[P]. 陜西省: CN114382519A, 2022-04-22.

[58]韓哲, 周杰, 任懷偉, 張德生, 馬英, 李保飛, 文治國(guó), 徐亞軍, 杜毅博, 李帥帥. 一種井下超前支護(hù)裝置的自動(dòng)控制方法[P]. 北京市: CN114352337A, 2022-04-15.

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[60]韓哲, 任懷偉, 馬英, 鞏師鑫, 周杰, 張帥, 李世軍, 李帥帥. 一種綜采工作面安全監(jiān)測(cè)方法[P]. 北京市: CN114360176A, 2022-04-15.

[61]杜毅博, 周杰, 任懷偉, 馬英, 趙國(guó)瑞, 徐亞軍, 鞏師鑫, 杜尚宇, 文治國(guó), 李世軍, 趙叔吉. 液壓支架的姿態(tài)自適應(yīng)調(diào)控系統(tǒng)及調(diào)控方法[P]. 北京市: CN114263486A, 2022-04-01.

[62]任懷偉, 周杰, 文治國(guó), 李軍, 馬英, 韓哲, 范生軍, 毛小娃, 王峰, 張帥. 一種測(cè)量壓力位移的一體化傳感器[P]. 北京市: CN114234872A, 2022-03-25.

[63]周杰, 文治國(guó), 馬英, 范生軍, 任懷偉, 李軍, 毛小娃, 王峰, 張帥. 一種壓力測(cè)量模塊及傳感器[P]. 北京市: CN114235224A, 2022-03-25.

[64]韓哲, 趙國(guó)瑞, 任懷偉, 薛忠新, 毛小娃, 文治國(guó), 周杰, 張帥. 一種全礦井精準(zhǔn)定位系統(tǒng)[P]. 北京市: CN114221704A, 2022-03-22.

[65]鞏師鑫, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 杜明, 文治國(guó), 周杰, 韓哲, 李帥帥. 綜采工作面采煤機(jī)自適應(yīng)跟隨煤層截割路徑優(yōu)化方法[P]. 北京市: CN114091233A, 2022-02-25.

[66]任懷偉, 韓哲, 呼少平, 牛虎明, 薛忠新, 周杰, 杜明, 文治國(guó), 杜毅博. 一種運(yùn)輸順槽無(wú)反復(fù)支護(hù)控制系統(tǒng)[P]. 北京市: CN114017089A, 2022-02-08.

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[70]范京道, 王春剛, 陳洪月, 張德生, 張乘風(fēng), 周興利, 王春林, 王宇, 馬英, 任懷偉, 肖松, 杜尚宇, 張賽, 李濤, 楊景林, 李提建. 一種透鏡聚焦式激光接收靶[P]. 北京市: CN113739771A, 2021-12-03.

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[74]張科學(xué), 亢磊, 王曉玲, 何滿潮, 李首濱, 李旭, 尹尚先, 孫健東, 李東, 符大利, 張玉良, 王炯, 毛明倉(cāng), 高文蛟, 程志恒, 楊正凱, 趙啟峰, 殷帥峰, 任懷偉, 龐義輝, 許雯, 李海濤, 馬振乾, 王琦, 楊軍, 王亞軍, 李懸, 朱俊傲, 楊海江, 吳永偉, 閆星辰. 一種透明工作面智能開(kāi)采大數(shù)據(jù)分析決策方法和系統(tǒng)[P]. 河北省: CN113379909A, 2021-09-10.

[75]范京道, 馬英, 封華, 張金虎, 任懷偉, 李川, 王春剛, 張乘風(fēng), 周興利, 王春林, 王健, 馮黎莉, 徐圣集, 高亞超, 肖松, 陳辰, 趙康. 基于靜態(tài)分區(qū)的皮帶火災(zāi)自動(dòng)控制方法[P]. 陜西省: CN113323713A, 2021-08-31.

[76]張科學(xué), 朱俊傲, 楊海江, 何滿潮, 亢磊, 王曉玲, 李首濱, 張瑞新, 尹尚先, 孫健東, 李東, 王炯, 陶志剛, 任懷偉, 龐義輝, 李旭, 高文蛟, 程志恒, 楊正凱, 趙啟峰, 許雯, 馬振乾, 李海濤, 王琦, 楊軍, 王亞軍, 吳永偉, 閆星辰. 基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的煤層沖擊危險(xiǎn)性智能化評(píng)價(jià)方法[P]. 河北省: CN113298299A, 2021-08-24.

[77]張科學(xué), 楊海江, 朱俊傲, 何滿潮, 王曉玲, 亢磊, 王襄禹, 李首濱, 張瑞新, 李旭, 尹尚先, 孫健東, 李東, 符大利, 張玉良, 陶志剛, 王炯, 任懷偉, 龐義輝, 高文蛟, 李勇軍, 程志恒, 楊正凱, 趙啟峰, 許雯, 馬振乾, 李海濤, 王琦, 楊軍, 王亞軍, 閆星辰, 吳永偉. 基于灰色關(guān)聯(lián)分析的工作面智能化程度評(píng)價(jià)方法和系統(tǒng)[P]. 河北省: CN113298378A, 2021-08-24.

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[82]趙國(guó)瑞, 任懷偉, 鞏師鑫, 杜毅博, 杜明, 文治國(guó), 周杰, 韓哲, 李帥帥. 一種基于編碼圖形識(shí)別的綜采工作面采煤機(jī)定位方法及系統(tǒng)[P]. 北京市: CN112901273A, 2021-06-04.

[83]鞏師鑫, 杜毅博, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 文治國(guó), 韓哲, 杜明, 周杰. 一種考慮數(shù)據(jù)分布域適應(yīng)的綜采工作面礦壓預(yù)測(cè)模型建立方法[P]. 北京市: CN112906143A, 2021-06-04.

[84]韓哲, 趙國(guó)瑞, 文治國(guó), 周杰, 杜毅博, 任懷偉, 龐義輝, 鞏師鑫, 杜明. 一種煤礦采煤工作面無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸裝置[P]. 北京市: CN112636829A, 2021-04-09.

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[90]鞏師鑫, 杜毅博, 趙國(guó)瑞, 任懷偉, 龐義輝, 文治國(guó). 一種礦壓預(yù)測(cè)方法、裝置及電子設(shè)備[P]. 北京市: CN111832150A, 2020-10-27.

[91]趙國(guó)瑞, 任懷偉, 鞏師鑫, 杜明, 杜毅博, 文治國(guó), 周杰, 韓哲, 李帥帥. 液壓支架護(hù)幫板與采煤機(jī)滾筒截割干涉識(shí)別及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[P]. 北京市: CN111810155A, 2020-10-23.

[92]龐義輝, 李春元, 王泓博, 任懷偉, 周杰. 一種綜采放頂煤工作面智能化放煤控制方法[P]. 北京市: CN111764902A, 2020-10-13.

[93]韓哲, 文治國(guó), 周杰, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 龐義輝, 鞏師鑫. 一種液壓支架支護(hù)狀態(tài)無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置[P]. 北京市: CN111485926A, 2020-08-04.

[94]杜毅博, 徐亞軍, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 馬英, 鞏師鑫, 張德生, 文治國(guó). 一種基于激光點(diǎn)云的超前液壓支架定位系統(tǒng)及方法[P]. 北京市: CN111489391A, 2020-08-04.

[95]任懷偉, 趙國(guó)瑞, 馬英, 李帥帥, 杜毅博, 周杰, 鞏師鑫, 龐義輝, 文治國(guó), 杜明. 一種綜采工作面設(shè)備群位姿統(tǒng)一方法[P]. 北京市: CN111472841A, 2020-07-31.

[96]文治國(guó), 任懷偉, 張德生, 徐亞軍, 周杰, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 龐義輝, 韓哲, 鞏師鑫. 一種千斤頂及其行程測(cè)量方法[P]. 北京市: CN111470446A, 2020-07-31.

[97]文治國(guó), 任懷偉, 周杰, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 韓哲, 龐義輝, 鞏師鑫. 一種確定四柱式液壓支架工作狀態(tài)的方法[P]. 北京市: CN111441810A, 2020-07-24.

[98]周杰, 文治國(guó), 韓哲, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 龐義輝, 鞏師鑫. 一種綜采工作面液壓支架工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[P]. 北京市: CN111441825A, 2020-07-24.

[99]任懷偉, 周杰, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 文治國(guó), 馬英, 龐義輝, 杜明, 鞏師鑫, 李帥帥. 一種綜采工作面設(shè)備位姿統(tǒng)一監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[P]. 北京市: CN111442759A, 2020-07-24.

[100]張德生, 徐亞軍, 王彪謀, 任懷偉, 程駿, 李提建, 張金虎. 綜采工作面端頭運(yùn)支一體式支護(hù)裝置[P]. 北京市: CN111396104A, 2020-07-10.

[101]龐義輝, 姚強(qiáng)嶺, 劉暢, 任懷偉, 王泓博. 一種采煤工作面運(yùn)輸巷道自移式超前支護(hù)裝置[P]. 北京市: CN111396105A, 2020-07-10.

[102]張德生, 任懷偉, 徐亞軍, 李明忠, 孟二存, 劉新華. 運(yùn)輸順槽運(yùn)-支一體化超前支護(hù)系統(tǒng)[P]. 北京市: CN111287780A, 2020-06-16.

[103]任懷偉, 周杰, 文治國(guó), 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 鞏師鑫, 韓哲. 一種用于復(fù)雜條件工作面的綜采裝備智能控制方法及系統(tǒng)[P]. 北京市: CN111173510A, 2020-05-19.

[104]趙國(guó)瑞, 任懷偉, 鞏師鑫, 杜毅博, 龐義輝, 文治國(guó), 韓哲, 代萬(wàn)洲. 一種綜采工作面設(shè)備視覺(jué)監(jiān)視測(cè)量裝置及系統(tǒng)[P]. 北京市: CN111050136A, 2020-04-21.

[105]龐義輝, 王國(guó)法, 鞏師鑫, 任懷偉. 一種井工煤礦工作面液壓支架壓力智能預(yù)測(cè)方法[P]. 北京市: CN110728003A, 2020-01-24.

[106]張德生, 王國(guó)法, 徐亞軍, 王彪謀, 李明忠, 任懷偉, 李丁一, 李提建. 一種液壓支架頂?shù)装灞葔簻y(cè)量裝置[P]. 北京市: CN110646179A, 2020-01-03.

[107]龐義輝, 劉新華, 曹光明, 任懷偉, 韓會(huì)軍. 一種無(wú)反復(fù)支撐自移式超前支護(hù)裝置[P]. 北京市: CN110424996A, 2019-11-08.

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[45]王國(guó)法, 張德生, 李明忠, 劉新華, 任懷偉, 趙志禮, 宋智鷹, 李提建, 文治國(guó), 佟友. 一種超前液壓支架柔性接頂方式及頂梁結(jié)構(gòu)[P]. 北京市: CN106640164B, 2019-06-21.

[46]張德生, 王國(guó)法, 呂華文, 吳志剛, 任懷偉, 徐亞軍, 李提建, 馮友良. 一種卡盤式自動(dòng)退錨裝置[P]. 北京市: CN108301856B, 2019-05-17.

[47]張德生, 王國(guó)法, 任懷偉, 李明忠, 李提建, 辛家祥, 文治國(guó), 侯剛, 馬端志, 佟友, 馬英. 一種拍擊式大塊破碎裝置[P]. 北京市: CN107552152B, 2019-03-05.

[48]徐亞軍, 王國(guó)法, 張德生, 任懷偉, 程駿, 劉成峰, 文治國(guó), 李丁一. 一種全方位行走式超前液壓支架[P]. 北京市: CN106593503B, 2018-09-21.

[49]王國(guó)法, 孟祥軍, 張德生, 范京道, 任懷偉, 亓玉浩, 龐義輝, 李政, 李明忠, 左金忠, 張傳昌. 超大采高工作面多應(yīng)力場(chǎng)耦合圍巖穩(wěn)定性智能控制方法[P]. 北京市: CN106089279B, 2018-03-06.

[50]張新, 白文瑩, 張延亮, 李圣文, 曾慶良, 王成龍, 任懷偉, 蔡志海, 胡振峰. 一種分體式采煤機(jī)[P]. 山東省: CN105443124B, 2018-02-09.

[51]李圣文, 任懷偉, 張延亮, 范正猛, 王海鵬, 李樹(shù)國(guó), 賈兆強(qiáng), 趙國(guó)瑞, 曹成銘. 一種液壓支架焊接系統(tǒng)及其焊接方法[P]. 山東省: CN105108274B, 2017-12-08.

[52]王國(guó)法, 劉新華, 韓會(huì)軍, 傅京昱, 李提建, 宋智鷹, 孟二存, 曾明勝, 寧桂峰, 任懷偉. 單軌吊運(yùn)尾變首式超前支護(hù)系統(tǒng)[P]. 北京市: CN105041357B, 2017-08-15.

[53]王國(guó)法, 趙志禮, 劉業(yè)獻(xiàn), 張金魁, 任懷偉, 傅京昱, 張德生. 增容緩沖強(qiáng)力抗沖擊雙伸縮立柱[P]. 北京市: CN105134260B, 2017-08-15.

[54]王國(guó)法, 龐義輝, 傅京昱, 侯剛, 任懷偉, 劉俊峰, 李占平, 張金虎. 基于支架與圍巖耦合關(guān)系的支架適應(yīng)性評(píng)價(jià)方法[P]. 北京市: CN104331531B, 2017-03-29.

[55]王國(guó)法, 張德生, 任懷偉, 牛艷奇, 趙國(guó)瑞, 文治國(guó), 杜毅博, 王俊杰, 李紀(jì)峰, 劉偉. 超前液壓支架非等強(qiáng)支護(hù)控制方法[P]. 北京市: CN104453970B, 2016-07-06.

[56]王國(guó)法, 范映沖, 馬端志, 王壽全, 佟友, 馬英, 孟傳明, 蘇林軍, 任懷偉, 牛艷奇. 一種沿空留巷用反連桿機(jī)構(gòu)支護(hù)設(shè)備[P]. 北京市: CN102926781B, 2016-03-02.

[57]王國(guó)法, 任懷偉, 張德生, 趙國(guó)瑞, 李明忠, 文治國(guó), 侯剛, 馬英. 地下開(kāi)采液壓支護(hù)系統(tǒng)的群組自組織協(xié)同控制方法[P]. 北京市: CN103527235B, 2015-09-30.

[58]李位民, 王國(guó)法, 金太, 李明忠, 時(shí)成忠, 吳立忠, 孟祥軍, 王彪謀, 張崇宏, 胡萬(wàn)昌, 劉健, 王春生, 劉壯, 馮立友, 亓玉浩, 任懷偉. 綜放工作面后部輸送機(jī)交叉?zhèn)刃恫贾门涮追绞脚c支架結(jié)構(gòu)[P]. 北京市: CN102383794B, 2014-06-18.

[59]王國(guó)法, 趙志禮, 杜忠孝, 任懷偉. 導(dǎo)向環(huán)過(guò)焊縫大缸底雙伸縮立柱[P]. 北京市: CN102140923B, 2014-01-08.

[60]王國(guó)法, 侯剛, 任懷偉, 劉俊峰, 李占平, 龐義輝. 智能化綜采工作面視頻監(jiān)控系統(tǒng)[P]. 北京市: CN102291575B, 2013-07-17.

[61]王國(guó)法, 任懷偉, 劉俊峰. 液壓支架圍巖耦合三維動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法[P]. 北京市: CN101936171B, 2012-10-31.

實(shí)用新型：

[1]張德生, 呼少平, 加保瑞, 任懷偉, 李文俊, 張思瑞, 周杰, 李軍, 趙叔吉, 文治國(guó), 杜尚宇, 毛小娃. 采礦系統(tǒng)和適用采礦系統(tǒng)的推移式千斤頂[P]. 北京市: CN218539132U, 2023-02-28.

[2]閆敬旺, 張德生, 李紅驕, 馬英, 譚震, 任懷偉, 任長(zhǎng)忠, 朱信龍, 加寶瑞, 路興軍, 曹豪, 張賽, 杜尚宇, 李丁一. 雙伸縮立柱和具有其的液壓支架[P]. 陜西省: CN216974884U, 2022-07-15.

[3]閆敬旺, 張德生, 李紅驕, 馬英, 譚震, 任懷偉, 任長(zhǎng)忠, 朱信龍, 加寶瑞, 路興軍, 曹豪, 張賽, 杜尚宇, 李丁一. 門式超前支架[P]. 北京市: CN216642166U, 2022-05-31.

[4]任懷偉, 周杰, 文治國(guó), 馬英, 杜毅博, 趙國(guó)瑞, 張帥, 韓哲, 杜明. 一種數(shù)字化液壓支架[P]. 北京市: CN216077183U, 2022-03-18.

[5]任懷偉, 周杰, 張德生, 文治國(guó), 杜毅博, 馬英, 韓哲, 李帥帥, 鞏師鑫. 一種數(shù)字油缸[P]. 北京市: CN215109788U, 2021-12-10.

[6]張科學(xué), 亢磊, 何滿潮, 李首濱, 寧宇, 張良, 尹尚先, 孫健東, 李東, 程志恒, 楊正凱, 許雯, 趙啟峰, 殷帥峰, 任懷偉, 龐義輝, 李海濤, 馬振乾, 王琦, 楊軍, 王炯, 王亞軍, 毛明倉(cāng), 符大利, 張玉良, 李懸, 宋燾, 宋昊壕, 王曉玲, 朱俊傲, 楊海江. 智能化工作面調(diào)直標(biāo)識(shí)條折疊式固定裝置[P]. 河北省: CN213510666U, 2021-06-22.

[7]張科學(xué), 王曉玲, 何滿潮, 李首濱, 寧宇, 張良, 尹尚先, 孫健東, 李東, 程志恒, 楊正凱, 許雯, 趙啟峰, 殷帥峰, 任懷偉, 龐義輝, 李海濤, 馬振乾, 王琦, 楊軍, 王炯, 王亞軍, 張玉良, 亢磊, 楊海江, 朱俊傲. 智能礦燈[P]. 河北省: CN213118534U, 2021-05-04.

[8]張德生, 任懷偉, 徐亞軍, 李明忠, 孟二存, 劉新華. 運(yùn)輸順槽運(yùn)-支一體化超前支護(hù)系統(tǒng)[P]. 北京市: CN212642778U, 2021-03-02.

[9]周杰, 文治國(guó), 韓哲, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 龐義輝, 鞏師鑫. 一種綜采工作面液壓支架工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[P]. 北京市: CN212563333U, 2021-02-19.

[10]韓哲, 文治國(guó), 周杰, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 龐義輝, 鞏師鑫. 一種液壓支架支護(hù)狀態(tài)無(wú)線監(jiān)測(cè)裝置[P]. 北京市: CN212359812U, 2021-01-15.

[11]任懷偉, 周杰, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 文治國(guó), 馬英, 龐義輝, 杜明, 鞏師鑫, 李帥帥. 一種綜采工作面設(shè)備位姿監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[P]. 北京市: CN212363185U, 2021-01-15.

[12]趙國(guó)瑞, 任懷偉, 鞏師鑫, 杜毅博, 龐義輝, 文治國(guó), 韓哲, 代萬(wàn)洲. 一種綜采工作面設(shè)備視覺(jué)監(jiān)視測(cè)量裝置及系統(tǒng)[P]. 北京市: CN211930744U, 2020-11-13.

[13]文治國(guó), 任懷偉, 張德生, 徐亞軍, 周杰, 趙國(guó)瑞, 杜毅博, 龐義輝, 韓哲, 鞏師鑫. 一種千斤頂[P]. 北京市: CN211895854U, 2020-11-10.

[14]杜毅博, 曾慶良, 王國(guó)法, 王成龍, 任懷偉. 一種液壓支架智能焊接車間物流監(jiān)控系統(tǒng)[P]. 山東: CN206282322U, 2017-06-27.

[15]王國(guó)法, 劉新華, 韓會(huì)軍, 傅京昱, 李提建, 宋智鷹, 孟二存, 曾明勝, 寧桂峰, 任懷偉. 單軌吊運(yùn)尾變首式超前支護(hù)系統(tǒng)[P]. 北京: CN205422781U, 2016-08-03.

[16]張新, 白文瑩, 張延亮, 李圣文, 曾慶良, 王成龍, 任懷偉, 蔡志海, 胡振峰. 一種分體式采煤機(jī)[P]. 山東: CN205349333U, 2016-06-29.

[17]李圣文, 任懷偉, 張延亮, 范正猛, 王海鵬, 李樹(shù)國(guó), 賈兆強(qiáng), 趙國(guó)瑞, 曹成銘. 一種液壓支架焊接系統(tǒng)[P]. 山東: CN205309519U, 2016-06-15.

[18]劉新華, 王國(guó)法, 韓會(huì)軍, 李提建, 宋智鷹, 傅京昱, 曾明勝, 寧桂峰, 孟二存, 任懷偉. 一種巷道超前自移式支撐吊裝機(jī)[P]. 北京: CN204917755U, 2015-12-30.

[19]王國(guó)法, 張德生, 傅京昱, 王建文, 張科利, 路根奎, 劉俊峰, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 張金虎, 龐義輝, 侯剛. 雙級(jí)搖臂式大塊煤破碎裝置[P]. 北京: CN203944416U, 2014-11-19.

[20]王國(guó)法, 趙志禮, 杜忠孝, 任懷偉. 導(dǎo)向環(huán)過(guò)焊縫大缸底雙伸縮立柱[P]. 北京: CN202176346U, 2012-03-28.

論文專著：

出版專著：

1.《中國(guó)煤礦智能化發(fā)展報(bào)告2020》，科學(xué)出版社，2020, 3。

2.《綜采成套技術(shù)與裝備系統(tǒng)集成》，王國(guó)法，任懷偉等，煤炭工業(yè)出版社，2016，8。

3.《高端液壓支架及先進(jìn)制造技術(shù)》，王國(guó)法，任懷偉等，煤炭工業(yè)出版社，2015，10。

4.《中國(guó)煤炭科學(xué)產(chǎn)能》，謝和平，王金華，任懷偉等，煤炭工業(yè)出版社，2015。

發(fā)表中文期刊論文：

[1]馬英, 張德生, 任懷偉, 譚震, 杜毅博, 周杰, 韓哲, 趙叔吉, 文治國(guó). 煤礦綜采工作面裝備快速精準(zhǔn)推移與超前聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)[J]. 智能礦山, 2024, 5 (03): 16-20.

[2]王國(guó)法, 龐義輝, 任懷偉, 戰(zhàn)凱, 杜明, 張勇, 程健, 杜毅博, 張建中, 鞏師鑫, 王丹丹, 孟令宇, 孟積漸. 智慧礦山系統(tǒng)工程及關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)踐[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2024, 49 (01): 181-202.

[3]呼少平, 鞏師鑫, 任懷偉, 范生軍, 毛小娃, 賀劍. 張家峁智能化煤礦巨系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用[J]. 煤炭工程, 2023, 55 (11): 119-124.

[4]葛世榮, 張晞, 薛光輝, 任懷偉, 王宏偉, 龐義輝, 范磊. 我國(guó)煤礦煤機(jī)智能技術(shù)與裝備發(fā)展研究[J]. 中國(guó)工程科學(xué), 2023, 25 (05): 146-156.

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[6]任懷偉, 張帥, 薛國(guó)華, 趙叔吉, 張玉良, 李建. 液壓支架自動(dòng)跟機(jī)動(dòng)態(tài)規(guī)律研究[J]. 工礦自動(dòng)化, 2023, 49 (09): 47-54.

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[11]任懷偉. 煤礦智能化領(lǐng)域3項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新成果[J]. 智能礦山, 2022, 3 (11): 41-47.

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[13]任懷偉, 張帥, 張德生, 周杰, 任長(zhǎng)忠, 苗興, 劉科, 侯煒. 液壓支架精準(zhǔn)推移與快速跟機(jī)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 工礦自動(dòng)化, 2022, 48 (08): 1-9+15.

[14]汪青倉(cāng), 劉全輝, 宋朝陽(yáng), 李強(qiáng), 任懷偉. 煤礦超長(zhǎng)斜井敞開(kāi)式全斷面掘進(jìn)機(jī)施工可行性分析[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2023, 51 (07): 310-320.

[15]劉見(jiàn)中, 張建中 , 任懷偉 , 張小峰 , 黃曾華 , 陳曉晶 , 任世華 , 富佳興 . 智能煤礦建設(shè)一體化解決方案及關(guān)鍵技術(shù)與成套裝備[J]. 智能礦山, 2022, 3 (07): 2-26.

[16]侯剛, 王國(guó)法, 薛忠新, 任懷偉, 歐陽(yáng)敏, 王峰, 袁曉明, 楊斐文, 時(shí)洪宇, 李濟(jì)洋, 高原. 煤礦輔助運(yùn)輸自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)與裝備[J]. 采礦與巖層控制工程學(xué)報(bào), 2022, 4 (03): 5-17.

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[18]王國(guó)法, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 鞏師鑫, 杜毅博, 薛忠新, 龐義輝, 張瀟. 智能化煤礦數(shù)據(jù)模型及復(fù)雜巨系統(tǒng)耦合技術(shù)體系[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2022, 47 (01): 61-74.

[19]范京道, 封華, 宋朝陽(yáng), 任懷偉, 馬英, 汪青倉(cāng), 譚杰, 劉全輝, 李川. 可可蓋煤礦全礦井機(jī)械破巖智能化建井關(guān)鍵技術(shù)與裝備[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2022, 47 (01): 499-514.

[20]王忠鑫, 任懷偉, 龐義輝, 曾祥玉, 宋波. 《煤礦智能化建設(shè)指南（2021年版）》解讀——露天煤礦部分[J]. 智能礦山, 2021, 2 (04): 10-17.

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[30]李帥帥, 任懷偉. 綜采工作面“三機(jī)”設(shè)備位姿測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2020, 48 (09): 218-226.

[31]王國(guó)法, 任懷偉, 龐義輝, 曹現(xiàn)剛, 趙國(guó)瑞, 陳洪月, 杜毅博, 毛善君, 徐亞軍, 任世華, 程建遠(yuǎn), 劉思平, 范京道, 吳群英, 孟祥軍, 楊俊哲, 余北建, 宣宏斌, 孫�？�, 張殿振, 王海波. 煤礦智能化(初級(jí)階段)技術(shù)體系研究與工程進(jìn)展[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2020, 48 (07): 1-27.

[32]張德生, 任懷偉, 卞冀, 徐亞軍. 綜采工作面超前巷道自動(dòng)化輔助作業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀與展望[J]. 礦山機(jī)械, 2020, 48 (05): 1-6.

[33]王國(guó)法, 杜毅博, 任懷偉, 范京道, 吳群英. 智能化煤礦頂層設(shè)計(jì)研究與實(shí)踐[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2020, 45 (06): 1909-1924.

[34]任懷偉, 趙國(guó)瑞, 周杰, 文治國(guó), 丁艷, 李帥帥. 智能開(kāi)采裝備全位姿測(cè)量及虛擬仿真控制技術(shù)[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2020, 45 (03): 956-971.

[35]王國(guó)法, 龐義輝, 劉峰, 劉見(jiàn)中, 范京道, 吳群英, 孟祥軍, 徐亞軍, 任懷偉, 杜毅博, 趙國(guó)瑞, 李明忠, 馬英, 張金虎. 智能化煤礦分類、分級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2020, 48 (03): 1-13.

[36]張德生, 任懷偉, 何明, 卞冀, 李提建, 馬強(qiáng). 兩柱掩護(hù)式液壓支架內(nèi)外加載支護(hù)對(duì)比試驗(yàn)研究[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2019, 47 (11): 135-142.

[37]康紅普, 徐剛, 王彪謀, 吳擁政, 姜鵬飛, 潘俊鋒, 任懷偉, 張玉軍, 龐義輝. 我國(guó)煤炭開(kāi)采與巖層控制技術(shù)發(fā)展40a及展望[J]. 采礦與巖層控制工程學(xué)報(bào), 2019, 1 (02): 7-39.

[38]王國(guó)法, 龐義輝, 任懷偉. 煤礦智能化開(kāi)采模式與技術(shù)路徑[J]. 采礦與巖層控制工程學(xué)報(bào), 2020, 2 (01): 5-19.

[39]任懷偉, 李帥帥, 李勰, 付莊. 液壓支架頂梁位姿調(diào)控仿真分析[J]. 工礦自動(dòng)化, 2019, 45 (10): 11-16.

[40]任懷偉, 王國(guó)法, 趙國(guó)瑞, 曹現(xiàn)剛, 杜毅博, 李帥帥. 智慧煤礦信息邏輯模型及開(kāi)采系統(tǒng)決策控制方法[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2019, 44 (09): 2923-2935.

[41]王國(guó)法, 劉峰, 孟祥軍, 范京道, 吳群英, 任懷偉, 龐義輝, 徐亞軍, 趙國(guó)瑞, 張德生, 曹現(xiàn)剛, 杜毅博, 張金虎, 陳洪月, 馬英, 張坤. 煤礦智能化(初級(jí)階段)研究與實(shí)踐[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2019, 47 (08): 1-36.

[42]龐義輝, 王國(guó)法, 任懷偉. 大采高工作面煤壁片幫的多因素敏感性分析[J]. 采礦與安全工程學(xué)報(bào), 2019, 36 (04): 736-745.

[43]廖瑤瑤, 任懷偉, 張德生, 廉自生. 液壓支架換向閥的液動(dòng)力計(jì)算方法及其應(yīng)用[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2019, 44 (05): 1609-1615.

[44]龐義輝, 王國(guó)法, 任懷偉. 智慧煤礦主體架構(gòu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2019, 47 (03): 35-42.

[45]王國(guó)法, 龐義輝, 任懷偉. 千米深井三軟煤層智能開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)與展望[J]. 煤炭工程, 2019, 51 (01): 1-6.

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[47]王國(guó)法, 趙國(guó)瑞, 任懷偉. 智慧煤礦與智能化開(kāi)采關(guān)鍵核心技術(shù)分析[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2019, 44 (01): 34-41.

[48]謝和平, 鞠楊, 高明忠, 高峰, 劉見(jiàn)中, 任懷偉, 葛世榮. 煤炭深部原位流態(tài)化開(kāi)采的理論與技術(shù)體系[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2018, 43 (05): 1210-1219.

[49]謝和平, 王金華, 王國(guó)法, 任懷偉, 劉見(jiàn)中, 葛世榮, 周宏偉, 吳剛, 任世華. 煤炭革命新理念與煤炭科技發(fā)展構(gòu)想[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2018, 43 (05): 1187-1197.

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[52]王國(guó)法, 王虹, 任懷偉, 趙國(guó)瑞, 龐義輝, 杜毅博, 張金虎, 侯剛. 智慧煤礦2025情景目標(biāo)和發(fā)展路徑[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2018, 43 (02): 295-305.

[53]徐亞軍, 王國(guó)法, 張金虎, 任懷偉, 李丁一. 基于彈性獨(dú)立支座的大采高綜采工作面液壓支架群組支護(hù)應(yīng)力場(chǎng)理論與應(yīng)用[J]. 巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào), 2018, 37 (05): 1226-1236.

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[55]王國(guó)法, 范京道, 徐亞軍, 任懷偉. 煤炭智能化開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新進(jìn)展與展望[J]. 工礦自動(dòng)化, 2018, 44 (02): 5-12.

[56]任懷偉, 孟祥軍, 李政, 李明忠. 8 m大采高綜采工作面智能控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2017, 45 (11): 37-44.

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[59]杜毅博, 任懷偉, 陳士松, 趙國(guó)瑞. 液壓支架智能焊接車間制造執(zhí)行系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2017, 45 (10): 117-122.

[60]任懷偉. 液壓支架機(jī)器人智能焊接生產(chǎn)線研發(fā)與應(yīng)用[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2017, 45 (05): 16-21.

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[65]任懷偉. 液壓支架關(guān)鍵零部件材料性能分析及工藝研究[J]. 煤礦開(kāi)采, 2015, 20 (04): 1-4+31.

[66]文治國(guó), 侯剛, 王彪謀, 任懷偉, 趙國(guó)瑞. 兩柱掩護(hù)式液壓支架姿態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究[J]. 煤礦開(kāi)采, 2015, 20 (04): 49-51.

[67]文治國(guó), 趙國(guó)瑞, 王彪謀, 任懷偉, 張德生. 礦用寬壓輸入帶過(guò)壓保護(hù)紅外發(fā)射器設(shè)計(jì)與仿真[J]. 煤礦機(jī)械, 2015, 36 (01): 40-42.

[68]任懷偉. 我國(guó)煤礦綜采裝備技術(shù)的主要進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)[J]. 煤礦開(kāi)采, 2014, 19 (06): 11-16.

[69]孟曉軍, 王國(guó)法, 王金華, 安里千, 任懷偉, 王建國(guó). 基于HLA構(gòu)建液壓支架多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化計(jì)算環(huán)境[J]. 煤礦開(kāi)采, 2014, 19 (05): 8-12+28.

[70]張德生, 王國(guó)法, 范迅, 任懷偉, 趙國(guó)瑞. 基于SPH方法的大塊煤沖擊破碎數(shù)值模擬[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2013, 38 (11): 1934-1939.

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[74]任懷偉, 李提建, 徐亞軍, 王建國(guó). 液壓支架及綜采工作面配套三維動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)平臺(tái)[J]. 煤礦開(kāi)采, 2011, 16 (03): 101-106+118.

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[76]王國(guó)法, 劉俊峰, 任懷偉. 大采高放頂煤液壓支架圍巖耦合三維動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2011, 36 (01): 145-151.

[77]任懷偉, 王國(guó)法, 范迅. 基于有限元分析的支架箱型截面幾何參數(shù)優(yōu)化[J]. 煤炭學(xué)報(bào), 2010, 35 (04): 680-685.

[78]魏景生, 任懷偉. 銷軸連接對(duì)液壓支架穩(wěn)定性及可靠性的影響[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2010, 38 (01): 72-75.

[79]任懷偉, 王國(guó)法, 范迅, 趙志禮. 液壓支架雙伸縮立柱有限元分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2009, 37 (12): 71-74.

[80]李長(zhǎng)江, 黃克正, 任懷偉, 楊金勇. 概念設(shè)計(jì)中的流體工件與容器原理[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究, 2008, (02): 10-13+24.

[81]任懷偉, 黃克正, 孫曉燕, 張勇. 概念設(shè)計(jì)中的三維公差與結(jié)構(gòu)同步設(shè)計(jì)研究[J]. 中國(guó)機(jī)械工程, 2008, (02): 226-230.

[82]任懷偉, 黃克正, 李長(zhǎng)江. 產(chǎn)品生長(zhǎng)型設(shè)計(jì)及其關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, (07): 114-118.

[83]任懷偉, 黃克正, 尚勇, 李長(zhǎng)江. 機(jī)械產(chǎn)品生長(zhǎng)型設(shè)計(jì)過(guò)程的研究[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究, 2007, (02): 12-17.

[84]尚勇, 張清萍, 黃克正, 楊金勇, 任懷偉. 基于功能表面的概念設(shè)計(jì)產(chǎn)品模型研究[J]. 中國(guó)機(jī)械工程, 2007, (03): 320-323.

[85]任懷偉, 黃克正. 面向概念設(shè)計(jì)過(guò)程的功能建模研究[J]. 工具技術(shù), 2006, (12): 23-26.

[86]劉加富, 張洪才, 亓俊紅, 任懷偉. 基于ABAQUS的二維金屬切削有限元分析[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造, 2006, (10): 68-70.

[87]劉加富, 孟劍鋒, 任懷偉, 亓俊紅. 切削仿真中的沙漏控制[J]. 現(xiàn)代制造工程, 2006, (03): 34-36.

[88]任懷偉, 劉加富. 焊接過(guò)程的數(shù)值模擬與分析[J]. 煤礦機(jī)械, 2005, (12): 76-78.

會(huì)議論文：

[1]任懷偉, 黃克正, 孫曉燕 & 李斌. (2006). 基于結(jié)構(gòu)表達(dá)的機(jī)構(gòu)概念設(shè)計(jì)過(guò)程研究. (eds.) 第十五屆中國(guó)機(jī)構(gòu)與機(jī)器科學(xué)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議論文集 (pp.92-97).

  

榮譽(yù)獎(jiǎng)勵(lì)：

所獲榮譽(yù)：

1、榮獲杰出工程師青年獎(jiǎng)。

2、全國(guó)煤炭青年科技獎(jiǎng)。

3、2013年天地科技股份有限公司科技創(chuàng)新先進(jìn)個(gè)人。

所獲獎(jiǎng)勵(lì)：

獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，省部級(jí)一等獎(jiǎng)9項(xiàng)。

1、2020年，煤與油型氣共生礦區(qū)安全智能開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)與工程示范，國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)；

2、2019年，高壓變頻調(diào)速一體機(jī)研發(fā)及其在礦山裝備應(yīng)用，中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；

3、2019年，3300v礦用高壓變頻調(diào)速一體機(jī)研制及應(yīng)用，中國(guó)煤炭協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；

4、2018年，煤礦大型高端綜采裝備及其智能制造關(guān)鍵技術(shù)，中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；

5、2018年，煤礦綜采成套裝備綠色再制造技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化，中國(guó)煤炭協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；

6、2017年，8.2m超大采高綜采成套技術(shù)與裝備，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

7、2015年，中國(guó)煤炭科學(xué)產(chǎn)能研究，中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；

8、2015年，大采高綜放液壓支架及強(qiáng)礦壓圍巖控制技術(shù)，國(guó)家安全生產(chǎn)科技成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)；

9、2013年中國(guó)煤炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

10、2011年國(guó)家能源科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

科學(xué)中國(guó)人報(bào)道：

任懷偉：轉(zhuǎn)身入煤炭 十年夢(mèng)不悔

2022-03-24

煤炭作為我國(guó)的基礎(chǔ)能源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展和國(guó)家安全的重要支撐和保障。煤炭工業(yè)作為傳統(tǒng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)技術(shù)和裝備長(zhǎng)期落后。數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的煤炭工人，在煤礦井下昏暗、潮濕、粉塵、嘈雜的環(huán)境下，面臨水、火、瓦斯、沖擊地壓等各種地質(zhì)災(zāi)害的威脅，“臟、累、苦、險(xiǎn)”是他們的常態(tài)。在公眾的印象中，煤炭開(kāi)采不僅事故多，還會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。

如今，隨著新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，智能時(shí)代正在加速到來(lái)。這一切正在悄然改變，5G、人工智能、大數(shù)據(jù)技術(shù)為煤炭工業(yè)提供了新方向、新動(dòng)力，煤礦智能化成為技術(shù)變革與行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然趨勢(shì)。用中國(guó)工程院院士王國(guó)法的話來(lái)說(shuō)：“煤炭開(kāi)采是一個(gè)需要高科技支撐的產(chǎn)業(yè)，智能化則是高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐。以煤炭工業(yè)第四次技術(shù)革命為契機(jī)，向數(shù)字化、智能化新產(chǎn)業(yè)和新業(yè)態(tài)轉(zhuǎn)型。”

作為王國(guó)法院士的學(xué)生，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)二級(jí)首席科學(xué)家、杰出工程師青年獎(jiǎng)獲得者任懷偉研究員，正在為實(shí)現(xiàn)煤炭智能化而不斷努力。如何實(shí)現(xiàn)煤炭高效智能化開(kāi)采，減少井下人工作業(yè)，讓礦工從高危的環(huán)境及繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，是他今后必須攻克的一個(gè)目標(biāo)。“‘無(wú)人’是我們努力的方向，是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，未來(lái)的研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)井上遠(yuǎn)程控制、井下自主協(xié)同加上機(jī)器人輔助作業(yè)的煤礦智能化生產(chǎn)模式。”

人生轉(zhuǎn)彎

任懷偉不喜歡根據(jù)經(jīng)驗(yàn)去做判斷，而他大學(xué)四年學(xué)習(xí)的材料成型專業(yè)中很多都是經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)，于是任懷偉果斷選擇了跨專業(yè)考研。2003年，他考入山東大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)，“我喜歡用定量公式描述未知的東西，在過(guò)程中推導(dǎo)出答案，算出最優(yōu)解”。在機(jī)械的世界里，利用數(shù)學(xué)、物理的方法和模型去定量描述規(guī)律和變化，滿足了任懷偉的興趣。

在攻讀碩士期間，任懷偉主攻更偏重計(jì)算機(jī)的CAD二次開(kāi)發(fā)和機(jī)械公差設(shè)計(jì)方向。在博士期間，他前往新加坡國(guó)立大學(xué)接受聯(lián)合培養(yǎng)，負(fù)責(zé)傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。就在他以為這輩子都要和計(jì)算機(jī)、機(jī)械打交道的時(shí)候，一個(gè)重要的轉(zhuǎn)折出現(xiàn)了。博士畢業(yè)后一次偶然的機(jī)會(huì)，他的簡(jiǎn)歷被王國(guó)法院士選中，進(jìn)入煤炭科學(xué)研究總院開(kāi)展博士后研究工作。從此他與煤炭結(jié)緣，開(kāi)啟了新的科研人生。

即使經(jīng)過(guò)了這么多年，任懷偉至今仍清晰地記得與王國(guó)法院士的那番對(duì)話：“我當(dāng)時(shí)很擔(dān)心無(wú)法勝任煤炭領(lǐng)域的研究工作。王院士鼓勵(lì)我說(shuō)，‘我原來(lái)也不是學(xué)煤炭專業(yè)的，只要你肯鉆研、學(xué)習(xí)，很快就可以彌補(bǔ)專業(yè)的不足。干一行，愛(ài)一行，人都是因?yàn)檫x擇而喜歡，而不是因?yàn)橄矚g才選擇的’�！闭�是這句話，開(kāi)啟了任懷偉在煤炭領(lǐng)域科研攻關(guān)的大門，并深深扎進(jìn)他的內(nèi)心。每當(dāng)遭遇挫折、失敗時(shí)，這句話就有力地回響在耳畔，激勵(lì)著他不斷奮斗、前進(jìn)。

任懷偉也深深記得，第一次下井是在山東的唐口煤礦。900多米深的礦井下高溫、悶熱，讓他切身地感受到了煤炭工人不為人知的艱辛�！拔蚁Ｍ�通過(guò)自己的努力提高煤炭行業(yè)的技術(shù)水平，真正地造福井下工人�！比螒褌�堅(jiān)定地說(shuō)道。

一步一個(gè)腳印

雖說(shuō)萬(wàn)事開(kāi)頭難，但任懷偉覺(jué)得自己的“轉(zhuǎn)彎”走得非常順利。在博士后研究期間，一方面，王國(guó)法院士鼓勵(lì)他去尋找適合自己的科研方向，并沒(méi)有要求他一定要沿著固定的道路前進(jìn)；另一方面，任懷偉之前所學(xué)的是與煤炭不太相關(guān)的專業(yè)，不同專業(yè)之間的思維碰撞，反而讓他創(chuàng)造出許多新奇的想法。

液壓支架標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，就是任懷偉運(yùn)用不同專業(yè)知識(shí)碰撞出的第一個(gè)作品。熟悉煤炭工作的人都知道液壓支架的主要作用是支撐和控制頂板、隔離采空區(qū)，推動(dòng)工作面采煤機(jī)和刮板輸送機(jī)前移，實(shí)現(xiàn)采煤綜合機(jī)械化。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，任懷偉發(fā)現(xiàn)支架設(shè)計(jì)的過(guò)程是非標(biāo)準(zhǔn)化的，每個(gè)人設(shè)計(jì)的都不一樣。剛好，任懷偉在博士期間做過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)的CAD二次開(kāi)發(fā)，很多編程語(yǔ)言他都很熟練�！拔揖驮赑ro/E里面寫(xiě)了一段小程序，建立了支架設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化流程。”他創(chuàng)造性地開(kāi)展了液壓支架三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究工作，提出“雙重骨架”概念及其設(shè)計(jì)方法，有效解決了液壓支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)“動(dòng)、靜”難以結(jié)合的問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)支架的快速、高質(zhì)量設(shè)計(jì)提供了技術(shù)手段�！俺绦虻暮锰幨菚�(huì)減輕很多設(shè)計(jì)的工作量，出錯(cuò)的概率會(huì)非常小，使得最后出來(lái)的支架標(biāo)準(zhǔn)化程度很高�！�

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的工作后，任懷偉發(fā)現(xiàn)雖然液壓支架設(shè)計(jì)已經(jīng)從傳統(tǒng)的二維繪圖跨入到現(xiàn)代三維虛擬設(shè)計(jì)，Top-down（自頂向下）設(shè)計(jì)流程也走向成熟，但已有的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)基本上是作為繪圖工具在應(yīng)用，沒(méi)有起到“輔助設(shè)計(jì)”的作用。針對(duì)這一問(wèn)題，任懷偉開(kāi)展了“液壓支架智能化輔助設(shè)計(jì)平臺(tái)”研究，利用Pro/E二次開(kāi)發(fā)的程序，將已有的液壓支架設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)固化到程序中，并結(jié)合Top-down流程、有限元分析模塊和3DMax動(dòng)態(tài)模擬系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)了液壓支架及綜采工作面配套三維動(dòng)態(tài)智能化設(shè)計(jì)平臺(tái)。應(yīng)用該系統(tǒng)進(jìn)行支架設(shè)計(jì)，可隨時(shí)幫助經(jīng)驗(yàn)不足的支架設(shè)計(jì)人員快速解決設(shè)計(jì)中遇到的設(shè)計(jì)方法、力學(xué)分析、加工工藝等問(wèn)題，提高設(shè)計(jì)速度和設(shè)計(jì)質(zhì)量。

這是任懷偉第一次把自己所學(xué)的知識(shí)和采煤工作聯(lián)系起來(lái)。他注意到，在煤炭開(kāi)采中，支架結(jié)構(gòu)的可靠性最為重要，這讓他想到自己以前研究的有限元分析。有限元分析可以利用數(shù)學(xué)的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)進(jìn)行模擬。于是他利用有限元分析，全面模擬煤炭開(kāi)采中液壓支架的真實(shí)受力環(huán)境。“從研究的角度來(lái)看，支架在開(kāi)采過(guò)程中承受的壓力是不確定的，有時(shí)大有時(shí)小，只要我們能夠承受住最大的壓力，結(jié)構(gòu)的可靠性或強(qiáng)度就沒(méi)有問(wèn)題�！蓖瑫r(shí)，支架除了要能長(zhǎng)期承受壓力外，還要考慮其使用壽命。因此，他把所有因素考慮進(jìn)去，提出了液壓支架的概率有限元計(jì)算方法。借助有限元分析軟件，分析在彎扭組合變形情況下支架箱型結(jié)構(gòu)截面內(nèi)板元上的應(yīng)力分布，以最大等效應(yīng)力和質(zhì)量作為目標(biāo)函數(shù)建立箱型截面參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，確定截面參數(shù)的最優(yōu)取值；依據(jù)計(jì)算結(jié)果分析參數(shù)敏感性及其最佳尺寸配比�；�于有限元分析的幾何參數(shù)優(yōu)化在不增加質(zhì)量的前提下改善了箱型結(jié)構(gòu)的受力狀況，為合理設(shè)計(jì)支架的詳細(xì)結(jié)構(gòu)提供了參考依據(jù)。

除此之外，任懷偉還創(chuàng)新地提出將液壓支架最大/最小高度區(qū)間分為若干支撐區(qū)，分析各個(gè)支撐區(qū)高度范圍內(nèi)掩護(hù)梁的受力和運(yùn)動(dòng)特征，給出支架最為合理的工作高度區(qū)間。他對(duì)惡劣工況下的掩護(hù)梁受力狀況也進(jìn)行了研究，改進(jìn)其筋板和蓋板的結(jié)構(gòu)形式和布置方式。掩護(hù)梁是大采高液壓支架結(jié)構(gòu)中較為薄弱的一環(huán)，使其具有合理的結(jié)構(gòu)和正確的工作姿態(tài)，對(duì)于減少結(jié)構(gòu)破壞的發(fā)生，提高支護(hù)系統(tǒng)的可靠性具有重要作用。

這兩次研究讓任懷偉對(duì)科研工作有了全新的體會(huì)，機(jī)械設(shè)計(jì)中所學(xué)的知識(shí)與煤礦開(kāi)采設(shè)計(jì)實(shí)際上是緊密相連的，他可以利用這些知識(shí)對(duì)煤礦開(kāi)采設(shè)計(jì)進(jìn)行改變。“在研究工作中，我首次將概率有限元的方法用于液壓支架的可靠性分析中，為充分模擬液壓支架實(shí)際的受力工況和科學(xué)評(píng)估其結(jié)構(gòu)安全性提供了新的技術(shù)手段。”王國(guó)法院士錄用他這個(gè)“門外漢”的良苦用心終有所獲。

2010年，王國(guó)法院士針對(duì)國(guó)內(nèi)近年來(lái)高端液壓支架的發(fā)展編寫(xiě)了《高端液壓支架及先進(jìn)制造技術(shù)》一書(shū)，任懷偉為此作出了諸多貢獻(xiàn)，他負(fù)責(zé)了第三章內(nèi)容的主筆工作并完成了全書(shū)的統(tǒng)稿工作。該書(shū)全面介紹了我國(guó)高端液壓支架在設(shè)計(jì)和制造中的關(guān)鍵技術(shù)和研究現(xiàn)狀，是國(guó)內(nèi)液壓支架領(lǐng)域的權(quán)威著作。通過(guò)不斷努力，任懷偉也收獲了自己的第一個(gè)成果——作為第一完成人的“煤礦大型高端綜采裝備及其智能制造關(guān)鍵技術(shù)”獲得了中國(guó)機(jī)械工業(yè)學(xué)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

鋼鐵長(zhǎng)城

2014年，對(duì)任懷偉來(lái)說(shuō)是科研生涯中一個(gè)重要的分水嶺。如果說(shuō)之前5年的時(shí)間里，任懷偉只是把原來(lái)機(jī)械學(xué)科的知識(shí)用在了煤炭行業(yè)，那么2014年之后，他開(kāi)始真正融入煤炭行業(yè)，將煤炭開(kāi)采過(guò)程中的實(shí)際需求與自己所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化充分結(jié)合，用自己的力量推動(dòng)和引領(lǐng)煤炭開(kāi)采走向安全、高效、智能，以改變煤炭行業(yè)的現(xiàn)狀。

我國(guó)埋深2000米以淺的煤炭資源總量為5.9萬(wàn)億噸，其中埋深超過(guò)1000米的占50%以上，主要分布在我國(guó)中東部地區(qū)。經(jīng)過(guò)多年的開(kāi)采，目前已有50多個(gè)礦井采深超過(guò)千米。與淺部煤礦相比，深部煤層地應(yīng)力高、采動(dòng)影響強(qiáng)烈，頂板垮落、沖擊地壓、突水等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率高、偶然性強(qiáng)，對(duì)礦工生命安全威脅極大，迫切需要實(shí)現(xiàn)智能化開(kāi)采、實(shí)現(xiàn)安全高效生產(chǎn)。然而當(dāng)時(shí)的自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)及裝備主要應(yīng)用于地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的礦井，無(wú)法適應(yīng)千米深井的復(fù)雜條件，在更加危險(xiǎn)、更加需要實(shí)現(xiàn)智能無(wú)人的生產(chǎn)場(chǎng)景卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)少人、無(wú)人開(kāi)采。

為此，任懷偉與科研團(tuán)隊(duì)在“973計(jì)劃”課題“深部圍巖支護(hù)穩(wěn)定性原理及自適應(yīng)支護(hù)設(shè)備創(chuàng)成方法”的支持下，首先針對(duì)液壓支架的自適應(yīng)穩(wěn)定支護(hù)問(wèn)題開(kāi)展了一系列的科研工作。在長(zhǎng)達(dá)200米到400米的工作面上，布置著上百臺(tái)液壓支架，它們?cè)诓煌�的位置、不同時(shí)刻的受力特征是不一樣的。為此，任懷偉深入研究了深部圍巖對(duì)支護(hù)設(shè)備的動(dòng)載作用規(guī)律及圍巖垮落沖擊作用下液壓支架的動(dòng)力學(xué)行為，提出了適應(yīng)深采工作面的液壓支架動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法；研究了支護(hù)設(shè)備-圍巖的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性耦合關(guān)系，提出了基于模糊控制的姿態(tài)自適應(yīng)控制策略；為解決液壓支護(hù)設(shè)備群組的協(xié)同支護(hù)及支-采協(xié)調(diào)問(wèn)題，建立了支護(hù)設(shè)備群組的自組織協(xié)同控制理論及隊(duì)列保持和姿態(tài)一致性調(diào)控方法，研發(fā)了支護(hù)質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在智能化液壓支護(hù)裝備自適應(yīng)控制理論及技術(shù)上取得了創(chuàng)新和突破。

在“973計(jì)劃”課題成果的基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)又承擔(dān)了“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題“千米深井超長(zhǎng)工作面圍巖自適應(yīng)智能控制開(kāi)采技術(shù)”，進(jìn)一步研究千米深井350米以上超長(zhǎng)工作面圍巖分區(qū)自適應(yīng)支護(hù)及多信息融合的智能化開(kāi)采技術(shù)與裝備；提出了千米深井超長(zhǎng)工作面精細(xì)化分區(qū)支護(hù)方法及支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)；創(chuàng)新了基于視覺(jué)測(cè)量、大數(shù)據(jù)分析及虛擬現(xiàn)實(shí)的“三測(cè)兩控一平臺(tái)”智能化感知、預(yù)測(cè)及決策技術(shù)；研發(fā)了7米四柱式大采高非等強(qiáng)支護(hù)液壓支護(hù)系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)千米深井軟巖超長(zhǎng)工作面安全高效支護(hù)與連續(xù)穩(wěn)定開(kāi)采。

通過(guò)兩個(gè)國(guó)家課題的連續(xù)攻關(guān)，任懷偉已經(jīng)將單個(gè)液壓支架性能提升到實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工作面液壓支架群組更強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性，為煤礦井下工作面生產(chǎn)構(gòu)筑了一道堅(jiān)不可摧的“鋼鐵長(zhǎng)城”。

如今在陜西北部的大型煤礦，人們能夠看見(jiàn)這樣一番景象：三層樓高的液壓支架支撐起整齊而寬廣的空間，巨大的采煤機(jī)快速向前推進(jìn)，在“嘎巴”的清脆響聲中切碎的煤塊傾瀉而下，刮板輸送機(jī)連續(xù)不停地運(yùn)行，煤炭像流水一樣源源不斷地被運(yùn)出。煤炭工人們站在由立柱和防護(hù)網(wǎng)支撐的安全空間中，輕松地觸動(dòng)著支架操作盤上的按鈕，控制設(shè)備瞬間完成動(dòng)作。

每當(dāng)任懷偉在井下看到這些場(chǎng)景，心里的自豪感和成就感就油然而生�！斑^(guò)去的煤炭工人遠(yuǎn)沒(méi)有現(xiàn)在這樣安全和輕松”，任懷偉說(shuō)，“如果要問(wèn)有什么原因，能夠支撐我去做這些事，就是因?yàn)樵诰�下看到了工人們艱苦的條件和勞動(dòng)強(qiáng)度，我深知自己的責(zé)任和使命�！�2020年，任懷偉也收獲了自己的第一個(gè)國(guó)家獎(jiǎng)——“煤與油型氣共生礦區(qū)安全智能開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)與工程示范”獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

實(shí)現(xiàn)全礦井智能化

2022年是任懷偉踏入煤炭行業(yè)的第14個(gè)年頭�！拔矣H眼見(jiàn)證了井工煤礦工作面開(kāi)采從機(jī)械化到自動(dòng)化的發(fā)展，自動(dòng)化的技術(shù)是按照既定的程序進(jìn)行設(shè)備控制，無(wú)法適應(yīng)于地質(zhì)條件不穩(wěn)定的煤層。”自動(dòng)化并不能滿足未來(lái)煤炭工業(yè)的發(fā)展。在大多數(shù)情況下，煤層暴露后，受礦壓、水、有害氣體等因素的影響，其外部生產(chǎn)條件將隨時(shí)間發(fā)生變化。由于現(xiàn)有設(shè)備無(wú)法感知和適應(yīng)這種變化，從而產(chǎn)生了一系列的效率、安全問(wèn)題，因此需要更多的人工決策和操作來(lái)解決環(huán)境與設(shè)備匹配問(wèn)題。想要推動(dòng)煤炭行業(yè)進(jìn)一步轉(zhuǎn)型發(fā)展，實(shí)現(xiàn)全礦井智能化是更好的選擇。

從2018年開(kāi)始，王國(guó)法院士團(tuán)隊(duì)和陜煤集團(tuán)、陜西煤業(yè)股份有限公司共同承擔(dān)的“智慧煤礦巨系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)與示范礦井建設(shè)”項(xiàng)目成功立項(xiàng)。任懷偉積極投身其中，開(kāi)展了智能化礦山建設(shè)的工程實(shí)踐，對(duì)5G、人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)開(kāi)始了積極的探索。他首次提出了智慧礦山信息邏輯模型和新的全局系統(tǒng)架構(gòu)，為實(shí)現(xiàn)全礦井連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行提供了理論支撐。構(gòu)建的“1+3+8”智能化煤礦總體架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了全礦井92個(gè)在用系統(tǒng)的集成和優(yōu)化。他還承擔(dān)完成了新建大型煤礦——延長(zhǎng)石油巴拉素智能化煤礦的總體設(shè)計(jì)研發(fā)，首次提出5G+智能化煤礦建設(shè)方案，構(gòu)建了10大系統(tǒng)、48個(gè)子系統(tǒng)，共計(jì)156個(gè)模塊的“統(tǒng)一平臺(tái)、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)一數(shù)據(jù)”的新一代智能化煤礦運(yùn)行系統(tǒng)。

在煤礦智能化的實(shí)踐和探索中，任懷偉逐漸成長(zhǎng)為團(tuán)隊(duì)的學(xué)術(shù)帶頭人，凝聚和培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的青年科學(xué)家，形成了一支素質(zhì)高、能力強(qiáng)、多層次的煤礦智能化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，他們已經(jīng)成為引領(lǐng)煤礦智能化技術(shù)進(jìn)步、支撐智能化煤礦建設(shè)的中堅(jiān)力量。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提出了煤礦智能化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，制定了智能化煤礦和采煤工作面分類、分級(jí)等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；以團(tuán)隊(duì)成果為支撐，起草了八部委《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》和《智能化煤礦指南2021版》等政府指導(dǎo)性文件；先后承擔(dān)了國(guó)家能源、陜煤集團(tuán)、山東能源、華能煤業(yè)等大型煤炭企業(yè)智能化頂層規(guī)劃和示范項(xiàng)目，為推動(dòng)智能化煤礦高質(zhì)量建設(shè)提供了示范樣本。

面對(duì)方興未艾的第四次工業(yè)革命浪潮，任懷偉希望能把握住智能化發(fā)展的機(jī)遇，這關(guān)系到煤炭工業(yè)能否實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級(jí)、高質(zhì)量發(fā)展，也關(guān)系著讓上百萬(wàn)礦工更加安全、體面地工作和生活。

十年不悔

光陰似箭，白駒過(guò)隙�！拔�2008年12月24號(hào)來(lái)煤科院參加面試和筆試，那年北京的冬天特別冷，我一個(gè)人站在辦公樓下，憧憬未來(lái)的工作和生活……”回顧過(guò)去十多年走過(guò)的道路，任懷偉仍然對(duì)許多畫(huà)面記憶猶新。

第一次獨(dú)立出差；第一次下井；第一次寫(xiě)報(bào)告；凌晨?jī)扇�點(diǎn)煤科院大樓的大門被鎖上了，最后從窗戶跳下去；為了項(xiàng)目熬夜加班不睡覺(jué)……“那個(gè)時(shí)候工作一個(gè)通宵，第二天早上還是很精神，回去睡一覺(jué)就什么事都沒(méi)有了，現(xiàn)在肯定不行了�！�40歲的任懷偉笑著打趣道，那個(gè)時(shí)候幾乎每一個(gè)晚上和周末，他都是在學(xué)習(xí)和工作中度過(guò)。雖然他有時(shí)候也感到勞累，但吸收和學(xué)習(xí)知識(shí)的過(guò)程無(wú)疑是最快樂(lè)的。

任懷偉總是記得，自己在結(jié)束長(zhǎng)時(shí)間的工作后，騎行在冬天深夜空蕩的路上，在昏暗的路燈下，看著雪夾著雨靜靜飄落的場(chǎng)景。“現(xiàn)在回想起來(lái)，我覺(jué)得正是無(wú)數(shù)個(gè)小收獲的積累，才有了今天的自己。”10年，任懷偉經(jīng)歷了極其重要的人生旅程，從一個(gè)完全不懂煤炭的“門外漢”，成長(zhǎng)為獨(dú)當(dāng)一面的杰出工程師。

跨入煤炭行業(yè)最初的十年，任懷偉并沒(méi)有什么明確的目標(biāo)，他只是想做一件自己想做的事情，干一行愛(ài)一行。而面對(duì)未來(lái)的十年，他真正領(lǐng)悟了王院士“為選擇而喜歡”這句話的真諦，煤礦智能化就是值得自己繼續(xù)去追尋的方向和目標(biāo)。“追求夢(mèng)想的過(guò)程是最美好的，只要夢(mèng)想還沒(méi)實(shí)現(xiàn)，這個(gè)過(guò)程就會(huì)一直延續(xù)下去，腳下的路也會(huì)不斷往前延伸�！�

“下一個(gè)十年，我希望自己仍然繼續(xù)追尋年輕時(shí)的夢(mèng)想�！辈稍L最后，任懷偉對(duì)未來(lái)的自己說(shuō)道。

智能礦山報(bào)道：

中國(guó)煤科開(kāi)采研究院任懷偉：因選擇而喜歡，專注智能開(kāi)采十三載

2022/03/09 15:53

煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源和重要工業(yè)原料，是國(guó)家能源安全、支撐工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)民生的重要戰(zhàn)略物資。 在推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)、建設(shè)多能融合的新型能源體系過(guò)程中，煤炭擔(dān)負(fù)著能源穩(wěn)定供應(yīng)“壓艙石”和結(jié)構(gòu)化升級(jí)“穩(wěn)定器”的作用，肩負(fù)著保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)平穩(wěn)運(yùn)行，確保國(guó)家能源安全的重要使命。 當(dāng)前煤炭工業(yè)正轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，對(duì)煤礦智能化提出了更為迫切的要求。 2020 年，國(guó)家發(fā)展改革委等八部委聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，吹響了加快我國(guó)煤礦智能化建設(shè)步伐的新號(hào)角，指明了我國(guó)煤炭工業(yè)智能化發(fā)展的方向； 2021 年，國(guó)家能源局正式頒布《智能化煤礦建設(shè)指南》，指出了我國(guó)煤礦智能化建設(shè)的原則、目標(biāo)和技術(shù)架構(gòu)。煤礦智能化已成為煤炭行業(yè)的技術(shù)共識(shí)和發(fā)展趨勢(shì)。 身處全國(guó)煤礦智能化建設(shè)浪潮之中，作為煤炭行業(yè)科技創(chuàng)新引領(lǐng)企業(yè)——中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家的任懷偉，以煤炭人強(qiáng)烈的使命感和責(zé)任感深耕煤炭裝備領(lǐng)域13載，以實(shí)現(xiàn)煤礦高效智能開(kāi)采、提高煤礦工人工作幸福感為己任，積極投身于煤礦智能化研發(fā)創(chuàng)新工作中，立志探索出一條煤炭高效、智能、綠色、安全開(kāi)采之路。

01

因選擇而喜歡，外行跨入新領(lǐng)域

2008年12月，任懷偉畢業(yè)于山東大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)與理論專業(yè)，并非礦業(yè)院校采礦專業(yè)畢業(yè)的他進(jìn)入了煤炭科學(xué)研究總院博士后工作站開(kāi)展博士后研究。當(dāng)時(shí)他很擔(dān)心無(wú)法勝任煤炭領(lǐng)域的研究工作，導(dǎo)師王國(guó)法院士鼓勵(lì)他： “人都是因?yàn)檫x擇而喜歡，而不是因?yàn)橄矚g才選擇，我也不是學(xué)采礦專業(yè)出身的，但我認(rèn)為只要肯鉆研、肯學(xué)習(xí)，很快就可以彌補(bǔ)專業(yè)上的不足”，在導(dǎo)師的鼓勵(lì)和指導(dǎo)下，任懷偉也堅(jiān)信：只要肯學(xué)習(xí)，就沒(méi)有學(xué)不會(huì)的。從此便一頭扎進(jìn)了煤炭行業(yè)，十三載如一日，從最初的外行逐漸成長(zhǎng)為煤炭行業(yè)智能化開(kāi)采的青年專家。

2009年3月，任懷偉在山東省的唐口煤礦第一次下礦井，井深900 余m 。除了煤礦井下熱和悶的生理體驗(yàn)外，他感覺(jué)自己真實(shí)地觸摸到了這個(gè)行業(yè)。 “那時(shí)候的很多工作都得靠人扛著拽著去干，看見(jiàn)工人在粉塵、噪聲環(huán)境中作業(yè)，在昏暗、泥濘的條件下堅(jiān)持工作，感覺(jué)礦工真是不容易，我心里很不是滋味”，這是任懷偉第一次下礦井的感受，也正是這種深刻的感受給了他刻苦鉆研的動(dòng)力與耐心，利用先進(jìn)的技術(shù)改善煤礦工人的作業(yè)環(huán)境，把他們從艱苦的工作環(huán)境中解放出來(lái)也成為了他事業(yè)追求的目標(biāo)。

2011年4月，任懷偉博士后出站后，瞄準(zhǔn)深部復(fù)雜條件下工作面支護(hù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，并展開(kāi)研究。隨著多年的煤炭資源開(kāi)采，我國(guó)淺部資源日益減少，埋深2 000 m 以淺的煤炭資源總量為5.9 萬(wàn)億t ，其中埋深超過(guò)1 000 m 的占50% 以上。與淺部煤層相比，深部煤層地應(yīng)力高，采動(dòng)影響強(qiáng)烈，頂板垮落、沖擊地壓、突水等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生率高，偶然性強(qiáng)，對(duì)礦工生命安全威脅極大，迫切需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化的安全高效生產(chǎn)。然而，當(dāng)時(shí)的自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)及裝備只應(yīng)用于地質(zhì)條件非常好的大型礦井，無(wú)法適應(yīng)深部復(fù)雜條件，那些更加危險(xiǎn)、更加需要實(shí)現(xiàn)智能無(wú)人生產(chǎn)的礦井距離實(shí)現(xiàn)少人、無(wú)人開(kāi)采還非常遙遠(yuǎn)。

02

專注智能開(kāi)采，帶頭攻關(guān)核心技術(shù)

在王國(guó)法院士的指導(dǎo)下，2012 年，任懷偉開(kāi)始負(fù)責(zé)“973 計(jì)劃”項(xiàng)目“深部圍巖支護(hù)穩(wěn)定性原理及自適應(yīng)支護(hù)設(shè)備創(chuàng)成方法”的研究工作。為盡快熟悉現(xiàn)場(chǎng)情況、掌握一手資料，解決液壓支架在深部煤層的穩(wěn)定支護(hù)問(wèn)題，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)駐扎在礦上，下井跟蹤工作面開(kāi)采情況，很多時(shí)候一盯就是一整天。在井下開(kāi)采一線觀察記錄頂板來(lái)壓、煤壁片幫等狀況，采煤機(jī)割煤工藝、液壓支架移架順序等裝備運(yùn)行情況，拿到第一手資料。通過(guò)將裝備狀態(tài)與圍巖的動(dòng)態(tài)邊界相結(jié)合，進(jìn)行全新的仿真分析和數(shù)值模擬，他摸清了深部圍巖條件參數(shù)對(duì)支護(hù)設(shè)備的動(dòng)載作用規(guī)律，以及圍巖垮落沖擊作用下液壓支架的動(dòng)力學(xué)行為，并提出了適應(yīng)深采工作面的液壓支架動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法，使液壓支架抗沖擊性能提升 20% 以上。后續(xù)，他又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)基于開(kāi)采裝備與圍巖的耦合關(guān)系，提出了基于模糊控制的姿態(tài)自適應(yīng)控制策略，建立了支護(hù)設(shè)備群組協(xié)同控制及隊(duì)列一致性調(diào)控方法，以應(yīng)對(duì)圍巖條件的隨機(jī)動(dòng)態(tài)變化。這些研究開(kāi)辟了工作面圍巖控制及支護(hù)技術(shù)研究的新方向，為相關(guān)裝備設(shè)計(jì)研發(fā)奠定了理論基礎(chǔ)。

2017年開(kāi)始，任懷偉承擔(dān)“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“千米深井超長(zhǎng)工作面圍巖自適應(yīng)智能控制開(kāi)采技術(shù)” 的研發(fā)任務(wù)。這個(gè)項(xiàng)目的示范點(diǎn)選在中煤能源集團(tuán)新集口孜東煤礦，一個(gè)典型的千米深井軟巖復(fù)雜條件工作面，地應(yīng)力高、采動(dòng)影響強(qiáng)烈、圍巖變形破壞嚴(yán)重，給工作面裝備連續(xù)推進(jìn)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。針對(duì)這一難題，任懷偉從圍巖與裝備的動(dòng)態(tài)感知入手，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了集成壓力、傾角和視覺(jué)傳感器的工作面位姿監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在長(zhǎng)達(dá)6 個(gè)月的集中攻關(guān)期內(nèi)，他和團(tuán)隊(duì)一起在實(shí)驗(yàn)室改電路板、編程序、封裝、測(cè)試，隨時(shí)討論并解決出現(xiàn)的難題，反反復(fù)復(fù)改進(jìn)優(yōu)化了通信、供電及系統(tǒng)穩(wěn)定性等上百項(xiàng)技術(shù)。整個(gè)系統(tǒng)的傳感器數(shù)量超過(guò)120個(gè)，最后成功在井下應(yīng)用，順利采集了工作面圍巖、裝備6 個(gè)月的相關(guān)數(shù)據(jù)，為后續(xù)的分析決策提供了極其寶貴的數(shù)據(jù)資料。

任懷偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和分析，提出了基于“壓力 - 位移”時(shí)空差異性狀態(tài)的精細(xì)化支護(hù)方法，實(shí)現(xiàn)了在工作面不同位置、不同支架姿態(tài)情況下的立柱壓力分別控制，從而適應(yīng)復(fù)雜多變的支護(hù)需求；開(kāi)發(fā)出了融合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、開(kāi)采態(tài)勢(shì)分析與工藝仿真、設(shè)備群組控制模型為一體的虛擬仿真決策系統(tǒng)；配套7m四柱式大采高非等強(qiáng)支護(hù)液壓支護(hù)系統(tǒng)，工作面年產(chǎn)能力達(dá)到500萬(wàn)t ，開(kāi)采效率提升了38.28% ，成功實(shí)現(xiàn)了口孜東煤礦深井軟巖超長(zhǎng)工作面安全高效支護(hù)與連續(xù)穩(wěn)定開(kāi)采。

通過(guò)對(duì)2個(gè)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目的連續(xù)攻關(guān)，任懷偉已經(jīng)在工作面支護(hù)及裝備控制的理論研究、技術(shù)應(yīng)用等方面取得了多項(xiàng)成果，并先后在1.1 m 堅(jiān)硬薄煤層、3~4 m 中厚煤層、6~8 m 厚煤層的智能化綜采中開(kāi)展應(yīng)用，支撐煤礦井下工作面構(gòu)筑了一條堅(jiān)實(shí)可靠的液壓支架 “鋼鐵長(zhǎng)城”。此外，任懷偉還主持和參與了國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等各類項(xiàng)目10余項(xiàng)，獲得發(fā)明專利14項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文63篇，出版專著3部，制修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。其科研成果已在10余個(gè)礦區(qū)進(jìn)行了應(yīng)用，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

03

勇做智能化煤礦建設(shè)急先鋒，

助推煤礦智能化高質(zhì)量發(fā)展

2018年開(kāi)始，王國(guó)法院士團(tuán)隊(duì)與陜西陜煤陜北礦業(yè)有限責(zé)任公司張家峁煤礦合作的“智慧煤礦巨系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)與示范礦井建設(shè)”項(xiàng)目成功立項(xiàng)，開(kāi)啟了行業(yè)全礦井整體智能化的序幕。任懷偉又承擔(dān)起了項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人的角色，將工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算等先進(jìn)技術(shù)引入礦井生產(chǎn)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)。

智能化煤礦建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及采礦、機(jī)電、通信、人工智能等不同的專業(yè)，需要多方面人才組成團(tuán)隊(duì)，集中力量攻堅(jiān)克難才能完成。在不斷的實(shí)踐探索中，逐漸形成了一支以任懷偉為帶頭人的杰出青年科學(xué)家團(tuán)隊(duì) —— 任懷偉煤礦智能化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)成員包括中國(guó)煤炭科工集團(tuán)的趙國(guó)瑞、杜毅博、龐義輝、文治國(guó)等科研骨干，以及多名畢業(yè)于清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、西安交通大學(xué)等 985 名校的青年科技人才。這支 20 多人的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)成為引領(lǐng)煤礦智能化技術(shù)進(jìn)步、支撐智能化煤礦建設(shè)的中堅(jiān)力量。

為做好張家峁智能化煤礦建設(shè)的大項(xiàng)目，任懷偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期駐礦調(diào)研、開(kāi)展工作，每天要跟礦上不同部門，以及中國(guó)煤炭科工集團(tuán)內(nèi)部單位交流想法、統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。團(tuán)隊(duì)每個(gè)人各自負(fù)責(zé)一部分任務(wù)，各司其職，每天由任懷偉組織逐項(xiàng)討論，不停地在各專業(yè)領(lǐng)域之間協(xié)調(diào)，做好各部分工作的銜接。任務(wù)緊張的時(shí)候，每天只能睡 2~3 h 。

在任懷偉煤礦智能化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的不懈努力下，張家峁煤礦首創(chuàng)了生產(chǎn)型礦井全面智能化升級(jí)建設(shè)新模式，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用了基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智能綜合管控平臺(tái)及大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全礦井92 個(gè)在用系統(tǒng)的集成和優(yōu)化， “井上 - 地面” 一鍵式全流程管控，打通數(shù)據(jù)壁壘，數(shù)據(jù)利用率整體提升50% 以上。建立了礦井級(jí)5G 高速信息傳輸網(wǎng)絡(luò)及高精度人員、設(shè)備定位系統(tǒng)，開(kāi)啟了井下信息 “高速公路”，為設(shè)備實(shí)時(shí)精準(zhǔn)控制、無(wú)人駕駛、人員安全防控提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；突破了 BIM+GIS 融合與虛擬仿真的井下信息實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了采掘過(guò)程、人員、地質(zhì)等動(dòng)態(tài)信息的自動(dòng)更新和實(shí)時(shí)顯示，全面掌控井下生產(chǎn)狀況；研發(fā)了首套1.1 m 硬煤薄煤層大功率高效智能化開(kāi)采成套技術(shù)與裝備；首次研發(fā)了輔助燃油物料車和鋰電池驅(qū)動(dòng)人車無(wú)人駕駛系統(tǒng)及智能調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車輛轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)智能化控制及地面到井下的全程無(wú)人調(diào)度運(yùn)行，累計(jì)運(yùn)行1 200 km ；構(gòu)建了安全管理智能雙重預(yù)防機(jī)制，建設(shè)了多數(shù)據(jù)融合的企業(yè)信息化管理系統(tǒng)，形成了礦區(qū)智能化網(wǎng)絡(luò)管理、高效協(xié)同運(yùn)行新生態(tài)。

任懷偉煤礦智能化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)的張家峁煤礦“智慧煤礦巨系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)與示范礦井建設(shè)”項(xiàng)目構(gòu)建的礦區(qū)全域多源數(shù)據(jù)深度融合的智能化煤礦管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了需求動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)、信息實(shí)時(shí)反饋、生產(chǎn)精準(zhǔn)組織、裝備自適應(yīng)控制、人員安全智能分析，形成了煤礦智能化集中管控新模式。張家峁全礦井?dāng)?shù)據(jù)利用率由不足20% 提升至50% 以上，年成本降低了10% 以上；實(shí)際井下作業(yè)人員減少50人以上，系統(tǒng)運(yùn)行效率大幅提升，工人平均作業(yè)時(shí)間降低了20% 以上。

張家峁生產(chǎn)型礦井智能化建設(shè)的成功是煤炭智能化開(kāi)采發(fā)展道路上的重要標(biāo)志，引領(lǐng)了全行業(yè)智能化建設(shè)的浪潮。在實(shí)踐過(guò)程中，形成了較為完整的煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系，全面支撐煤炭工業(yè)第四次技術(shù)變革，推動(dòng)了煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。此后，任懷偉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)又相繼負(fù)責(zé)了國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司、陜西煤業(yè)化工集團(tuán)有限責(zé)任公司、山東能源集團(tuán)有限公司、華能煤業(yè)有限公司、陜西延長(zhǎng)石油礦業(yè)有限責(zé)任公司等多個(gè)大型煤業(yè)集團(tuán)的智能化礦井建設(shè)頂層設(shè)計(jì)及關(guān)鍵系統(tǒng)研發(fā)。同時(shí)，任懷偉充分發(fā)揮王國(guó)法院士團(tuán)隊(duì)的技術(shù)引領(lǐng)作用，支撐國(guó)家能源局、智慧礦山聯(lián)盟等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文件的起草工作，建立煤炭智能化標(biāo)準(zhǔn)體系。深耕煤炭科研工作 13 載，任懷偉獲得了國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)、中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng) 16 項(xiàng)，擔(dān)任中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)智慧礦山專委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)、國(guó)際礦業(yè)青年科學(xué)家論壇學(xué)術(shù)委員會(huì)執(zhí)行主席等學(xué)術(shù)兼職，已成長(zhǎng)為我國(guó)煤礦智能化技術(shù)領(lǐng)域的青年領(lǐng)軍人才。

04

新時(shí)代新征程，不忘初心往前行

隨著新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，智能時(shí)代正在加速到來(lái)。煤礦智能化已成為煤炭行業(yè)技術(shù)變革與高質(zhì)量發(fā)展的必然趨勢(shì)，服務(wù)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展以及碳達(dá)峰碳中和的國(guó)家重大戰(zhàn)略目標(biāo)。雖然煤礦智能化建設(shè)已經(jīng)取得顯著成效，但距離真正實(shí)現(xiàn)全行業(yè)技術(shù)的整體迭代進(jìn)步還有很長(zhǎng)的路要走�？缛朊禾啃袠I(yè)的十幾年，任懷偉從科研一線走向現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，只是做了一件自己想做的事情，就是用先進(jìn)的技術(shù)改善礦工的作業(yè)環(huán)境，把他們從惡劣的工作環(huán)境中解放出來(lái)。面對(duì)未來(lái)，他也真正領(lǐng)悟了王國(guó)法院士 “ 為選擇而喜歡 ” 這句話的真諦，煤礦智能化就是值得自己繼續(xù)去追尋的方向和目標(biāo)。作為煤礦智能化建設(shè)的青年科技領(lǐng)軍人才，任懷偉用他的執(zhí)著追求、不斷進(jìn)取踐行著一個(gè)煤炭科技工作者的職責(zé)和使命，責(zé)任和擔(dān)當(dāng)。他所帶領(lǐng)的煤礦智能化創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)秉承責(zé)任、創(chuàng)新、協(xié)同的理念，棄虛向?qū)崱⒐��?jiān)克難，不斷為高質(zhì)量建設(shè)智能化煤礦做出新貢獻(xiàn)！

作者簡(jiǎn)介

任懷偉

研究員，博士，博士生導(dǎo)師，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家。中煤科工開(kāi)采研究院有限公司科創(chuàng)中心副主任，新加坡國(guó)立大學(xué)訪問(wèn)學(xué)者，兼任《煤炭科學(xué)技術(shù)》青年編委，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)智慧礦山專委會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)，國(guó)際礦業(yè)青年科學(xué)家論壇學(xué)術(shù)委員會(huì)執(zhí)行主席。杰出工程師青年獎(jiǎng)、全國(guó)煤炭青年科技獎(jiǎng)獲得者。主要研究方向?yàn)槊旱V綜采成套裝備系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造、工作面智能化控制技術(shù)等，帶頭攻克了液壓支架 - 圍巖動(dòng)力學(xué)耦合及抗沖擊高可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)、工作面裝備群組協(xié)同控制方法等，解決了超大采高、超長(zhǎng)工作面連續(xù)穩(wěn)定開(kāi)采等難題。近 5 年來(lái)，先后主持了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、山西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目各 1 項(xiàng)；作為項(xiàng)目核心人員參與國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、 973 計(jì)劃、 863 計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等國(guó)家項(xiàng)目 13 項(xiàng)，省部級(jí)項(xiàng)目 3 項(xiàng)；作為技術(shù)負(fù)責(zé)人承擔(dān)煤炭行業(yè)智能礦山建設(shè)重大項(xiàng)目 4 項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文 63 篇，出版專著 3 部，獲得國(guó)家發(fā)明專利 14 項(xiàng)，制修訂國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 3 項(xiàng)。獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)，中國(guó)機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng) 1 項(xiàng)（第一完成人），中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)特等獎(jiǎng)、一等獎(jiǎng)共 4 項(xiàng)，其他省部級(jí)獎(jiǎng) 10 項(xiàng)。

|來(lái)源：《智能礦山》雜志

媒體報(bào)道三：

任懷偉：勇于探索的科研帶頭人

2021-03-25 

　　

嚴(yán)謹(jǐn)、惜時(shí)、負(fù)責(zé)、執(zhí)著……這是科技工作者的共性。第四屆杰出工程師青年獎(jiǎng)獲得者、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)開(kāi)采研究院科創(chuàng)中心副主任任懷偉，就是這樣一名活躍在煤炭前沿科技領(lǐng)域的科技工作者。

跨界入行煤炭

選擇讀王國(guó)法院士的博士后之后，任懷偉一頭扎進(jìn)了煤炭行業(yè)。第一次下井是在山東地下900多米的唐口煤礦。除了熱和悶，涌上心頭的劇烈感受讓他真實(shí)觸摸到了這個(gè)行業(yè)。

“那會(huì)兒不像現(xiàn)在，很多工作都得人去干，礦工掙點(diǎn)錢真不容易，我心里很不是滋味兒�！泵慨�(dāng)談起過(guò)往，任懷偉搖搖頭，“10多年過(guò)去了，液壓支架經(jīng)歷了從本地手動(dòng)閥控制、電液閥控制到現(xiàn)在的地面遠(yuǎn)程控制，自動(dòng)化水平算比較高了。”

也許正是這瞬間的感受，讓任懷偉有了刻苦鉆研的動(dòng)力與耐心。博士后期間，他憑借較強(qiáng)的適應(yīng)能力與學(xué)習(xí)能力，把已有知識(shí)體系融入新工程實(shí)踐中，對(duì)煤炭行業(yè)也從陌生到熟悉。從機(jī)械專業(yè)著手，任懷偉先將目光聚焦在了支架結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上。

由于煤礦井下處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，支架存在一定的破壞概率。任懷偉利用概率有限元方法評(píng)估不同工況下支架的破壞方式和表現(xiàn)。

隨著經(jīng)驗(yàn)積累，他利用三維建模技術(shù)，設(shè)計(jì)了多種典型支架的整體結(jié)構(gòu)和局部關(guān)鍵零部件，創(chuàng)新提出“雙重骨架”概念及其設(shè)計(jì)方法；在液壓支架的結(jié)構(gòu)與可靠性分析上，他借助有限元軟件，分析了在彎扭組合變形情況下支架箱型結(jié)構(gòu)截面內(nèi)板元上的應(yīng)力分布，確定截面參數(shù)的最優(yōu)取值等。這一系列的研究，推動(dòng)了我國(guó)液壓支架設(shè)計(jì)技術(shù)的升級(jí)換代。

在摸爬滾打中快速成長(zhǎng)

談到成長(zhǎng)最快的經(jīng)歷，任懷偉表示，焊接車間項(xiàng)目是他第一次獨(dú)立解決現(xiàn)場(chǎng)難題。

從2012年開(kāi)始，任懷偉負(fù)責(zé)建設(shè)國(guó)內(nèi)首個(gè)能大規(guī)模焊接液壓支架結(jié)構(gòu)件的機(jī)器人智能車間。

當(dāng)年，高端液壓支架剛實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。液壓支架主體主要由形狀復(fù)雜的箱型焊接結(jié)構(gòu)件組成。焊接是最重要的工序。以往，由于結(jié)構(gòu)、材料特殊，焊接工藝復(fù)雜，操作以人工為主。不過(guò)，高強(qiáng)鋼板的焊接需要預(yù)熱，不僅焊接工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接質(zhì)量也難以保證。在王國(guó)法的指導(dǎo)下，任懷偉聯(lián)合山東能源重型裝備制造集團(tuán)，共同申請(qǐng)了智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)“高端液壓支架智能焊接車間”。

焊接車間項(xiàng)目這5年，任懷偉從頭盯到尾。專業(yè)優(yōu)勢(shì)則讓他在細(xì)節(jié)把控上更游刃有余。支架板材一般厚25厘米，機(jī)器人焊接時(shí)要經(jīng)過(guò)7道焊接工序。由于焊縫不規(guī)則，如何讓機(jī)器人精準(zhǔn)把握焊接位置成了一道難題。任懷偉與焊接設(shè)備廠家一起，研究了支架格子間結(jié)構(gòu)的自動(dòng)焊接工藝，通過(guò)接觸傳感和激光傳感定位，再一圈一圈地焊接。在此基礎(chǔ)上，他們建立了焊接生產(chǎn)線，配備了7套14臺(tái)機(jī)器人，大幅提高了焊接效率。

為了解決焊接機(jī)器人與液壓支架制造的適應(yīng)性問(wèn)題，以任懷偉為首的項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)出了分層多道焊接、格子間變形自適應(yīng)等專用焊接程序，提出了寬間隙焊接參數(shù)選取、橫焊縫脈沖打底等自動(dòng)焊接工藝，研發(fā)出與機(jī)器人焊接核心控制系統(tǒng)配套的外部軸控制、工件夾具、生產(chǎn)線控制、物流等系統(tǒng)及裝置，實(shí)現(xiàn)液壓支架構(gòu)件焊接、翻轉(zhuǎn)、上下料和運(yùn)輸?shù)裙に嚵鞒痰淖詣?dòng)化。

項(xiàng)目實(shí)施后，液壓支架焊接作業(yè)效率提高了一倍多。焊接車間項(xiàng)目拓寬了中國(guó)煤炭科工集團(tuán)的業(yè)務(wù)范圍，探索出了新的商業(yè)模式。

在智能化中學(xué)會(huì)融合

“工作面‘三機(jī)’的協(xié)調(diào)控制，就像3個(gè)人同時(shí)在干一件事，要商量好步驟，形成協(xié)作機(jī)制。這樣，一旦外在條件變化，3個(gè)人按照協(xié)作機(jī)制，就可以適應(yīng)特殊工況條件。”任懷偉說(shuō)。

煤礦智能化是行業(yè)發(fā)展方向。在這方面，不僅任懷偉是專家，其帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)也是業(yè)界翹楚。該團(tuán)隊(duì)首次提出了信息實(shí)體主動(dòng)匹配與推送策略及基于深度學(xué)習(xí)的煤礦智能化邏輯模型，給出了多因素下開(kāi)采群全局最優(yōu)規(guī)劃和分布式協(xié)同控制方法。先后承擔(dān)了張家峁、巴拉素等千萬(wàn)噸級(jí)煤礦的智能化建設(shè)工作，使礦井?dāng)?shù)據(jù)利用率由不足20%提升至50%以上。

2020年8月24日，巴拉素煤礦項(xiàng)目評(píng)審，這是任懷偉和團(tuán)隊(duì)“打的一場(chǎng)小勝仗”。為了得到項(xiàng)目方案“最優(yōu)解”，答辯前兩周，他們來(lái)到礦上，在食堂旁邊的小會(huì)議室里，每天跟該礦不同部門、中國(guó)煤科內(nèi)部單位的人碰撞想法、統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

“每個(gè)人有自己的理解。有人希望方案更適合落地實(shí)施，有人希望方案技術(shù)含量更高，甚至有人前后的想法都是矛盾的。我們要不停地在各專業(yè)和領(lǐng)域協(xié)調(diào)，做好各個(gè)部分的銜接。那會(huì)兒我們每個(gè)人負(fù)責(zé)整改自己的部分，每天都在對(duì)方案，壓力特別大�！比螒褌ヌ寡�。

經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)的不斷溝通交流，方案終于在截止日期前兩天有了雛形。來(lái)不及休息，任懷偉加急整合思路。最終，在項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)上，任懷偉為眾多專家匯報(bào)了長(zhǎng)達(dá)80多頁(yè)的展示方案。方案既體現(xiàn)了煤礦智能化建設(shè)的規(guī)劃性，又有落地實(shí)施的操作性，得到與會(huì)專家的高度認(rèn)可。

中國(guó)煤炭報(bào)報(bào)道：

因選擇而熱愛(ài) 不斷融合創(chuàng)新

2021-03-22 10:44

說(shuō)起優(yōu)秀的科技工作者，你會(huì)想到哪些詞？嚴(yán)謹(jǐn)、惜時(shí)、負(fù)責(zé)、執(zhí)著……除了共性特征外，每名科技工作者又各具特色。第四屆杰出工程師青年獎(jiǎng)獲得者、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)開(kāi)采研究院科創(chuàng)中心副主任任懷偉，就是一名個(gè)性突出、活躍在煤炭前沿科技領(lǐng)域的奮斗者。他并非行業(yè)科班出身，但能把知識(shí)與工程項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，開(kāi)拓視野。他是中國(guó)工程院院士、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家王國(guó)法培養(yǎng)的第一個(gè)博士后，在智能化建設(shè)道路上融合創(chuàng)新，帶領(lǐng)不同專業(yè)的年輕人不斷奮進(jìn)。

學(xué)機(jī)械的選擇了煤炭

王國(guó)法的一句話打消了任懷偉的顧慮，讓他至今難忘：“有時(shí)，人是因?yàn)檫x擇而喜歡，而不是因?yàn)橄矚g才選擇。只要肯學(xué)習(xí)鉆研，很快就可以彌補(bǔ)專業(yè)上的不足。”

一開(kāi)始，任懷偉的就業(yè)選擇并不是煤炭行業(yè)。2008年12月，任懷偉完成博士畢業(yè)論文答辯、來(lái)中國(guó)煤炭科學(xué)研究院拜訪同學(xué)時(shí)，經(jīng)不住勸告，投了簡(jiǎn)歷。其中一份到了王國(guó)法手中。當(dāng)天下午他便收到了面試通知。

面試后，王國(guó)法決定招他做博士后。對(duì)于一名來(lái)自非煤炭院校、機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，這個(gè)消息令任懷偉忐忑又驚喜。王國(guó)法的一句話打消了任懷偉的顧慮，讓他至今難忘：“有時(shí)，人是因?yàn)檫x擇而喜歡，而不是因?yàn)橄矚g才選擇。只要肯學(xué)習(xí)鉆研，很快就可以彌補(bǔ)專業(yè)上的不足�！�

就這樣，任懷偉一頭扎進(jìn)了煤炭行業(yè)。第一次下井是在山東地下900多米的唐口煤礦。除了熱和悶，涌上心頭的劇烈感受讓他真實(shí)觸摸到了這個(gè)行業(yè)。

“那會(huì)兒不像現(xiàn)在，很多工作都得人去干，礦工掙點(diǎn)錢真不容易，我心里很不是滋味兒�！比螒褌�搖搖頭，“10多年過(guò)去了，液壓支架經(jīng)歷了從本地手動(dòng)閥控制、電液閥控制到現(xiàn)在的地面遠(yuǎn)程控制，自動(dòng)化水平算比較高了�！�

也許正是這瞬間的感受，讓任懷偉有了刻苦鉆研的動(dòng)力與耐心。博士后期間，他憑借較強(qiáng)的適應(yīng)能力與學(xué)習(xí)能力，把已有知識(shí)體系融入新工程實(shí)踐中，對(duì)煤炭行業(yè)也從陌生到熟悉。從機(jī)械專業(yè)著手，任懷偉先將目光聚焦在了支架結(jié)構(gòu)創(chuàng)新上。

由于煤礦井下處于動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中，支架存在一定的破壞概率。任懷偉利用概率有限元方法（一種工程分析手段），評(píng)估不同工況下支架的破壞方式和表現(xiàn)。

有一次，山西某礦有個(gè)支架壞了。任懷偉便與其他研究人員一起，觀察照片中的裂縫樣式，用概率有限元方法找出了破壞機(jī)理和修復(fù)方法，改變了以后支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

“在液壓支架與地質(zhì)條件結(jié)合上，我可能沒(méi)有太多的現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)。但我是學(xué)機(jī)械的，經(jīng)驗(yàn)更多來(lái)自支架本身。比如，在一定的工況條件下，我可以通過(guò)理論計(jì)算，找到問(wèn)題原因及修改方法，有了模型后不停地試驗(yàn)，看哪種方法最能改善狀況，從而提供技術(shù)支持。”任懷偉說(shuō)。

每當(dāng)走進(jìn)工作面，看見(jiàn)工人在粉塵、噪音環(huán)境中作業(yè)，在昏暗、泥濘的條件下堅(jiān)持工作，任懷偉作為煤炭科技工作者的使命感便油然而生。“利用先進(jìn)技術(shù)改善煤礦工人的作業(yè)環(huán)境，把他們從艱苦的工作環(huán)境中解放出來(lái)，是我的目標(biāo)�！比螒褌フf(shuō)。

隨著經(jīng)驗(yàn)積累，他利用三維建模技術(shù)，設(shè)計(jì)了多種典型支架的整體結(jié)構(gòu)和局部關(guān)鍵零部件，創(chuàng)新提出“雙重骨架”概念及其設(shè)計(jì)方法；在液壓支架的結(jié)構(gòu)與可靠性分析上，他借助有限元軟件，分析了在彎扭組合變形情況下支架箱型結(jié)構(gòu)截面內(nèi)板元上的應(yīng)力分布，確定截面參數(shù)的最優(yōu)取值等。這一系列的研究，推動(dòng)了我國(guó)液壓支架設(shè)計(jì)技術(shù)的升級(jí)換代。

2010年，任懷偉與王國(guó)法合作出版了專著《高端液壓支架及先進(jìn)制造技術(shù)》。

在摸爬滾打中快速成長(zhǎng)

焊接車間項(xiàng)目花了5年時(shí)間。這5年，任懷偉從頭盯到尾，“一心只想把事情做好”。項(xiàng)目實(shí)施后，液壓支架焊接作業(yè)效率提高了一倍多。焊接車間項(xiàng)目拓寬了中國(guó)煤炭科工集團(tuán)的業(yè)務(wù)范圍，探索出了新的商業(yè)模式。

談到成長(zhǎng)最快的經(jīng)歷，任懷偉表示，焊接車間項(xiàng)目是他第一次獨(dú)立解決現(xiàn)場(chǎng)難題。

從2012年開(kāi)始，任懷偉負(fù)責(zé)建設(shè)國(guó)內(nèi)首個(gè)能大規(guī)模焊接液壓支架結(jié)構(gòu)件的機(jī)器人智能車間。車間的投用，不僅提高了焊接效率和質(zhì)量，還降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

當(dāng)年，高端液壓支架剛實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。液壓支架主體主要由形狀復(fù)雜的箱型焊接結(jié)構(gòu)件組成。焊接是最重要的工序。以往，由于結(jié)構(gòu)、材料特殊，焊接工藝復(fù)雜，操作以人工為主。不過(guò)，高強(qiáng)鋼板的焊接需要預(yù)熱，不僅焊接工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接質(zhì)量也難以保證。在王國(guó)法的指導(dǎo)下，任懷偉負(fù)責(zé)聯(lián)合山東能源重型裝備制造集團(tuán)，共同申請(qǐng)了智能制造裝備發(fā)展專項(xiàng)“高端液壓支架智能焊接車間”。

焊接車間項(xiàng)目花了5年時(shí)間。這5年，任懷偉從頭盯到尾，“一心只想把事情做好”。

專業(yè)優(yōu)勢(shì)則讓他在細(xì)節(jié)把控上更游刃有余。比如，支架板材一般厚25厘米，機(jī)器人焊接時(shí)要經(jīng)過(guò)7道焊接工序。由于焊縫不規(guī)則，如何讓機(jī)器人精準(zhǔn)把握焊接位置成了一道難題。任懷偉與焊接設(shè)備廠家一起，研究了支架格子間結(jié)構(gòu)的自動(dòng)焊接工藝，通過(guò)接觸傳感和激光傳感定位，再一圈一圈地焊接。在此基礎(chǔ)上，他們建立了焊接生產(chǎn)線，配備了7套14臺(tái)機(jī)器人，大幅提高了焊接效率。

為了解決焊接機(jī)器人與液壓支架制造的適應(yīng)性問(wèn)題，以任懷偉為首的項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)出了分層多道焊接、格子間變形自適應(yīng)等專用焊接程序，提出了寬間隙焊接參數(shù)選取、橫焊縫脈沖打底等自動(dòng)焊接工藝，研發(fā)出了與機(jī)器人焊接核心控制系統(tǒng)配套的外部軸控制、工件夾具、生產(chǎn)線控制、物流等系統(tǒng)及裝置，實(shí)現(xiàn)液壓支架構(gòu)件焊接、翻轉(zhuǎn)、上下料和運(yùn)輸?shù)裙に嚵鞒痰淖詣?dòng)化。

項(xiàng)目實(shí)施后，液壓支架焊接作業(yè)效率提高了一倍多。焊接車間項(xiàng)目拓寬了中國(guó)煤炭科工集團(tuán)的業(yè)務(wù)范圍，探索出了新的商業(yè)模式。

雖說(shuō)這是一個(gè)科研項(xiàng)目，但任懷偉打交道的不只有廠家，還有設(shè)備供應(yīng)商、用戶等。項(xiàng)目?jī)?nèi)容不止于試驗(yàn)，也涉及商務(wù)�！澳菚�(huì)兒啥事都碰到過(guò)，身邊也沒(méi)個(gè)幫手，還是很鍛煉人的。”任懷偉說(shuō)。如今去財(cái)務(wù)部門辦事，工作人員笑稱任懷偉比專業(yè)人士懂得的都多。

搞智能化得學(xué)會(huì)融合

有人希望方案更適合落地實(shí)施，有人希望方案技術(shù)含量更高，甚至有人前后的想法都是矛盾的。任懷偉及團(tuán)隊(duì)要不停地在各專業(yè)和領(lǐng)域協(xié)調(diào)，做好各部分的銜接。

“工作面‘三機(jī)’的協(xié)調(diào)控制，就像3個(gè)人同時(shí)在干一件事，要商量好步驟，形成協(xié)作機(jī)制。這樣，一旦外在條件變化，3個(gè)人按照協(xié)作機(jī)制，就可以適應(yīng)特殊工況條件�！比螒褌フf(shuō)。

煤礦智能化是行業(yè)發(fā)展方向。在這方面，不僅任懷偉是專家，其帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)也是公認(rèn)的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)。該團(tuán)隊(duì)首次提出了信息實(shí)體主動(dòng)匹配與推送策略及基于深度學(xué)習(xí)的煤礦智能化邏輯模型，給出了多因素下開(kāi)采群全局最優(yōu)規(guī)劃和分布式協(xié)同控制方法。該團(tuán)隊(duì)先后承擔(dān)了張家峁、巴拉素等千萬(wàn)噸級(jí)煤礦的智能化建設(shè)工作，使礦井?dāng)?shù)據(jù)利用率由不足20%提升至50%以上。

“智能化研究需要匯聚不同專業(yè)的人才，比如機(jī)電、通信和人工智能等。懷偉比較有想法，也有把年輕人聚在一起的能力�！蓖鯂�(guó)法說(shuō)。

2020年8月24日，巴拉素煤礦項(xiàng)目評(píng)審，這是任懷偉和團(tuán)隊(duì)“打的一場(chǎng)小勝仗”。為了得到項(xiàng)目方案“最優(yōu)解”，答辯前兩周，他們來(lái)到礦上，在食堂旁邊的小會(huì)議室里，每天跟該礦不同部門、中國(guó)煤炭科工集團(tuán)內(nèi)部單位的人碰撞想法、統(tǒng)一認(rèn)識(shí)。

“每個(gè)人有自己的理解。有人希望方案更適合落地實(shí)施，有人希望方案技術(shù)含量更高，甚至有人前后的想法都是矛盾的。我們要不停地在各專業(yè)和領(lǐng)域協(xié)調(diào)，做好各個(gè)部分的銜接。那會(huì)兒我們每個(gè)人負(fù)責(zé)整改自己的部分，每天都在對(duì)方案，壓力特別大。”任懷偉坦言。

很少生氣的任懷偉，有兩次甚至在會(huì)上發(fā)了火：“開(kāi)會(huì)時(shí)我在講，你在玩手機(jī)；開(kāi)完會(huì)你又回頭問(wèn)我，這是在浪費(fèi)大家的時(shí)間�！�

經(jīng)過(guò)團(tuán)隊(duì)的不斷溝通交流，方案終于在截止日期前兩天有了雛形。來(lái)不及休息，任懷偉加急整合了項(xiàng)目的整體思路。最終，在項(xiàng)目啟動(dòng)會(huì)上，任懷偉為眾多專家匯報(bào)了長(zhǎng)達(dá)80多頁(yè)的展示方案。方案既體現(xiàn)了煤礦智能化建設(shè)的規(guī)劃性，又有落地實(shí)施的操作性，得到與會(huì)專家的高度認(rèn)可。

“這張藍(lán)圖既包括采煤新工藝、先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備協(xié)同聯(lián)動(dòng)，又有大數(shù)據(jù)積累等。我們積極地去研發(fā)，后期也會(huì)按照藍(lán)圖去落實(shí)。從團(tuán)隊(duì)角度來(lái)講，這是大家真正成熟地做成了一件事。”任懷偉表示。

不只項(xiàng)目中分工協(xié)作，在中國(guó)煤炭科工集團(tuán)開(kāi)采研究院科創(chuàng)中心，工作面智能化研發(fā)也是團(tuán)隊(duì)每個(gè)人負(fù)責(zé)一個(gè)方向，任懷偉負(fù)責(zé)整體設(shè)計(jì)、任務(wù)分配、協(xié)調(diào)銜接。“十幾位同事都非常敬業(yè)，沒(méi)有人說(shuō)‘這不是我的工作范圍’，都是想全心全力把事情做好�！比螒褌ハ氲氖桥c大家一起學(xué)習(xí)、一起進(jìn)步，鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)成員不斷試錯(cuò)、調(diào)整。

這種傳幫帶也體現(xiàn)在王國(guó)法與任懷偉的關(guān)系上。王國(guó)法眼中的任懷偉“人品過(guò)硬、肯下功夫，有做科研的創(chuàng)新素質(zhì)與能力”；任懷偉眼中的王國(guó)法“很少約束自己，鼓勵(lì)自己從不同角度出發(fā)主動(dòng)解決問(wèn)題”。

正是在這種良好的成長(zhǎng)環(huán)境中，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)不僅涌現(xiàn)出了一批科學(xué)家，也使一大批煤炭科技青年得以茁壯成長(zhǎng)。

擅長(zhǎng)在重復(fù)中找創(chuàng)新

采訪間隙，任懷偉接到同事的咨詢電話，立刻切換為“較真兒”模式，認(rèn)真解釋原理，反復(fù)核對(duì)數(shù)據(jù)。“踏踏實(shí)實(shí)做好自己的事”是他對(duì)自己的第一要求。

采訪中，任懷偉總是笑瞇瞇的，語(yǔ)調(diào)平穩(wěn)、語(yǔ)速適中，“我的性格比較內(nèi)向、敏感，不太會(huì)與人打交道，也容易吃虧。所以我比較注重心理建設(shè)，要有自己的獨(dú)立判斷，必要時(shí)敢于拒絕并表達(dá)自己的觀點(diǎn)”。

科技工作者通常很惜時(shí)，在一段時(shí)間里處理多項(xiàng)任務(wù)是常態(tài)。采訪間隙，任懷偉接到同事的咨詢電話，立刻切換為“較真兒”模式，認(rèn)真解釋原理，反復(fù)核對(duì)數(shù)據(jù)。“踏踏實(shí)實(shí)做好自己的事兒，這是我對(duì)自己的第一要求。”任懷偉說(shuō)。

采訪結(jié)束后，任懷偉立即趕到辦公室，和同事討論起論文來(lái)。在他的工位，記者看到，被支架撐高的鍵盤、易于閱讀的曲面屏以及移動(dòng)硬盤、可攜帶的免洗洗手液等。這些物件豐富了這名科技工作者的日常。

“我不太喜歡重復(fù)性的工作，更擅長(zhǎng)在重復(fù)中找創(chuàng)新�！比螒褌フf(shuō)。他正以自己的韌性與堅(jiān)持，開(kāi)拓著屬于他的事業(yè)疆域。