匯聚青年科技工作者的科創力量，展現科技創新成果背後的科研歷程，講述首都青年科技工作者的創新故事。新一季《小家大事》向“新”而行，乘風啟航。
《小家大事》欄目由北京市科學技術協會和新華網聯合出品，本期將走近2023年北京市科協“卓越工程師”成長計劃項目入選人、北京北礦智能科技有限公司總經理張元生，講述他挺進“地下一千米”的故事。
張元生，2023年北京市科協“卓越工程師”成長計劃項目入選人、北京北礦智能科技有限公司總經理，長期致力於智慧礦山技術研究，帶領團隊參與“十三五”國家重點研發計劃“地下金屬礦規模化無人採礦關鍵技術研發與示範”項目等國家重大項目。張元生作為第二完成人參與的“地下金屬礦智能開採關鍵技術與裝備”項目榮獲2023年度國家科學技術進步二等獎。
使命在肩
堅定方向。2005年，原本學習計算機專業的張元生因為偶然的機會進入到採礦領域。在張元生看來，計算機技術可以和工程領域結合，碰撞出不一樣的火花。當年，採礦行業相對傳統、危險性較高，張元生希望借助信息技術改變採礦行業，讓它更加安全和高效。“當時轉入此方向，是覺得行業需要它，同時這個行業也處在起步階段。”隨着深入了解，張元生逐漸對採礦行業産生感情，與礦業的偶然“相見”卻決定他二十年的前行道路。“我一直堅定圍繞礦業的數字化和智能化技術開發方向，在行業內扎根。”
對安全的堅守。目前，我國淺部礦産資源開發程度較高，深部開採已經成為整個行業的發展趨勢，同時也面臨很多挑戰。安全是需要解決的頭等大事，隨着深度的增加，溫度升高、地壓問題、潮濕環境等，“面對深部開採的挑戰，迫切需要智能化、少人化、無人化技術去降低安全風險。”張元生堅定地朝着智能礦山技術創新的方向前行，行業需求成為激勵他前進的動力。“我覺得我從事這個行業有責任去降低開採的風險，確保人員的安全。”對張元生而言，早一天攻克技術難題，就能少一些工人下到礦井作業。這是一份責任，也是一份對生命的守護。
向深挺進
自主可控的技術。我國多為中小型礦山，張元生説，2010年剛進入這個行業時，擺在我們面前的難題是如何形成我國自主可控的裝備、系統、軟體，我們沿着借鑒引進到消化吸收，再到創新的技術路線持續努力，最終形成具有自主知識産權的技術成果。張元生和團隊參與的“地下金屬礦智能開採關鍵技術與裝備”項目創立了我國地下金屬礦智能開採理論和技術體系，取得了300余項自主知識産權，實現了技術和裝備國産化，跑出了一條屬於礦業人的自主創新之路。
知難而進。自主創新之路並非一路坦途，地下開採面臨的難題遠比想象得多。井下信號弱、定位導航難、作業環境惡劣等，針對技術難題，張元生帶領團隊知難而進，逐個擊破。厘米級精準定位導航技術，高帶寬、低延遲、廣連接的通信系統，智能化裝備，達到工業級應用的管控&&…一項項技術成果是張元生面對深邃礦井的有力回聲。人工智能技術更是成為技術攻關的抓手。“井下爆破後會形成很多大塊礦石，以前是工人用破碎錘去破碎。噪聲很大，並且石頭破碎完後容易崩到人身上，對工人安全造成威脅。現在，我們實現了從地面遠程控制破碎機作業。基於人工智能技術，用機器視覺自動識別大塊，驅動破碎。”更少的人進入礦井，更智能化的技術，一座座智能礦山正悄然建立。
地下一千米的示範工程。“我們主要想通過此項目形成成果，將來支撐更多行業千米級深的礦山開發。”張元生和團隊在“地下金屬礦規模化無人採礦關鍵技術研發與示範”項目立項之初便定位地下一千米的深度，在這個深度進行技術攻關，形成示範工程，為國內同類礦山提供技術保障。為應對現場的複雜環境，張元生和團隊設計建造半工業的模擬巷道，在實驗室驗證完，再去半工業的示範基地驗證，結果經論證可靠後，再到礦山現場示範。“因為我們最終研發的成果要落地應用，我們必須搭建一套體系，通過各個環節的逐步驗證、遞進，最終實現現場大範圍的應用推廣。”
唯有韌勁
步步攻關。張元生提到，經過十幾年的技術積澱，攻關地下金屬礦智能開採技術，他們的研究逐步才邁向更深層、更大規模、更高層次的礦山開採智能化技術研發。未來，張元生和團隊將在一千米深度示範工程基礎上，向礦井更深處挺進，實現更大範圍、更複雜資源條件下安全、高效和智能化的開採。今年是新中國成立75周年，歷經75年的發展，一代代礦業人開拓創新、攻堅克難，引領礦山開採技術走向智能、安全、高效和可持續發展。作為新時代的礦業人，張元生將人工智能和礦山開採技術結合，正在讓礦山開採更加智能和綠色。
持續突破。回望自己的科研之路，張元生認為保持熱情和激情、保持韌勁、以多學科視角看待問題、擁有開放的思維、團隊協作和奉獻精神是引領成功的重要“法寶”。“韌勁”是張元生反復提及的關鍵詞。“堅定的選擇一個方向，堅持去做很重要，任何大的突破都是長期積累的過程，如果過程中遇到困難，不要氣餒，要有一股韌勁持續對一個方向進行突破。”張元生在科研之路上不斷地向地下更深處挺進，以一往無前的精神，在地下深處尋覓未知的“寶藏”。
工程師是推動工程科技造福人類、創造未來的重要力量。北京市科協“卓越工程師”成長計劃重點培育面向北京國際科技創新中心建設的關鍵領域和重點産業急需緊缺的卓越工程師人才，為工程師提供交流發展的&&，助力首都工程師成長成才。
