作為新一代青年科研人員，山東科技大學(xué)從事巷道圍巖控制、礦山巖體力學(xué)、礦山壓力與巖層控制等方向研究工作的蔣力帥教授，嘗試將先進(jìn)的3D打印技術(shù)應(yīng)用于巖體力學(xué)和礦業(yè)領(lǐng)域。這一創(chuàng)新想法的探索，取得了一系列重大創(chuàng)新科研成果，為我國的礦業(yè)事業(yè)的未來提供了新的發(fā)展思路。
預(yù)防解決礦業(yè)災(zāi)害
自從有了3D打印巖體的創(chuàng)新想法后，2020年開始，蔣力帥帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地采用砂型3D打印技術(shù)研究復(fù)雜裂隙巖體力學(xué)問題。蔣力帥表示，裂隙巖體力學(xué)試驗(yàn)存在著重要“卡脖子”問題。比如現(xiàn)場(chǎng)工程中的圍巖內(nèi)部節(jié)理裂隙非常復(fù)雜，在進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)難以制備出差異性小、內(nèi)部具有復(fù)雜裂隙的試樣，從而使得試驗(yàn)結(jié)果很難應(yīng)用于工程中，進(jìn)而很難針對(duì)千差萬別的地下工程給出科學(xué)合理的圍巖穩(wěn)定性分析。因此，如何高效、精確、可重復(fù)地制備與巖體力學(xué)特性與結(jié)構(gòu)特性相符試樣，是突破傳統(tǒng)巖體力學(xué)試驗(yàn)瓶頸的關(guān)鍵。
隨后，蔣力帥帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)率先提出了高強(qiáng)度砂型3D打印類巖石試樣制備方法，分別從砂粉類型、成型參數(shù)、后處理工藝三個(gè)方面入手，揭示了成型材料、參數(shù)和后處理對(duì)成型試樣力學(xué)特性的影響機(jī)制，得到了合理表征并模擬煤巖力學(xué)特性的成型參數(shù)和流程工藝，將打印成型的標(biāo)準(zhǔn)試樣單軸抗壓強(qiáng)度提升為常規(guī)砂型打印試樣強(qiáng)度的5至8倍，為進(jìn)一步研究適用煤系地層的增強(qiáng)復(fù)合砂型3D打印材料和參數(shù)提供了有力基礎(chǔ)，為裂隙巖體力學(xué)試驗(yàn)提供了創(chuàng)新方法。
育人重在“腦洞大開”
出生于1989年的蔣力帥教授，是山東科技大學(xué)礦山災(zāi)害預(yù)防控制實(shí)驗(yàn)室副主任。由于榮譽(yù)加身，33歲就破格成為教授的蔣力帥對(duì)于他的學(xué)生們來說，是一位“亦師亦友”的好老師，在學(xué)術(shù)研究上嚴(yán)謹(jǐn)嚴(yán)格，在平時(shí)生活中平易近人，以身作則培養(yǎng)著大家對(duì)科研的執(zhí)著追求與熱愛。對(duì)此，蔣力帥表示，整個(gè)課題組之所以科研氛圍濃厚，是因?yàn)樗蛯W(xué)生的“腦電波”對(duì)得上，師生都擅長(zhǎng)“腦洞大開”。
“做導(dǎo)師培養(yǎng)學(xué)生不能像‘流水線’式生產(chǎn)，不同的學(xué)生進(jìn)去，出來的卻是相同的學(xué)生和論文。每個(gè)學(xué)生特長(zhǎng)和興趣都不一樣，要結(jié)合研究課題去充分發(fā)揮他們的專長(zhǎng)?！币恢币詠?，蔣力帥注重因材施教，鼓勵(lì)課題組的每個(gè)學(xué)生都“腦洞大開”，將在不同地方看到、學(xué)習(xí)到的先進(jìn)方法、技術(shù)，應(yīng)用到課題組現(xiàn)有的研究中去。“我非常鼓勵(lì)學(xué)生大開腦洞、發(fā)散思維，去學(xué)習(xí)我不會(huì)的知識(shí)和技能。我可以很負(fù)責(zé)任地說，我的每個(gè)學(xué)生都掌握一些我不會(huì)的試驗(yàn)方法、分析手段等知識(shí)，個(gè)個(gè)都比我強(qiáng)，通過引入新的試驗(yàn)、模擬、分析方法，才能夠得到創(chuàng)新性的成果。”蔣力帥說。
以研促教不斷創(chuàng)新
蔣力帥告訴記者，2020年以來，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)性地采用砂型3D打印技術(shù)研究復(fù)雜裂隙巖體力學(xué)問題，取得一系列創(chuàng)新性階段成果，突破了傳統(tǒng)巖體力學(xué)試驗(yàn)瓶頸。蔣力帥表示，展望3D打印技術(shù)在巖體力學(xué)和礦業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，依然存在很多難題和挑戰(zhàn)，但是正因?yàn)橛羞@些難題和挑戰(zhàn)的存在，才會(huì)不斷激勵(lì)著課題組不斷奮進(jìn)、開拓創(chuàng)新，加強(qiáng)對(duì)復(fù)雜天然巖體的研究工作，助力我國礦產(chǎn)開采事業(yè)的發(fā)展。同時(shí)，學(xué)生在這樣的課題組氛圍下，也會(huì)逐漸培養(yǎng)出對(duì)學(xué)術(shù)科研創(chuàng)新的興趣，進(jìn)而就更傾向于讀博深造。
“做事情要像一顆釘子，找準(zhǔn)適合自己的位置，在這個(gè)位置上釘牢、釘透，當(dāng)前國家的科技發(fā)展就像一艘高速航行的巨輪，我們就是船上的一顆顆‘釘子’，任憑風(fēng)吹雨打也要在自己的位置上發(fā)揮好自己的作用?！彼囵B(yǎng)的14名研究生全部讀博，未來，蔣力帥希望與他的“蔣家將”一起，在新的起點(diǎn)上為實(shí)現(xiàn)國家高水平科技自立自強(qiáng)作出新的更大貢獻(xiàn)。（記者：徐展）
