——记山东科技大学安全工程系副教授刘国明

张方方  卫婷婷

　　机械轰鸣，粉尘蔽目——这是过去许多井下喷浆作业的常态。传统喷浆作业现场，伴随着上料、搅拌、喷射，水泥粉尘漫天飞扬，浓度常超500毫克/立方米（mg/m3）。在这种远超国家安全标准的粉尘浓度下，“健康受损—工程返工—健康再受损”往往形成恶性循环。

　　健康与效率不能用来博弈！山东科技大学安全工程系副教授刘国明清醒地认识到，工人健康与工程效能无法割裂，健康喷浆才能实现人与工程的良性循环。他下定决心，要为改变这一现状贡献力量。如何让二者兼得？刘国明的答案是：摒弃事后补救的传统思路，从源头上破解难题。

　　为此，刘国明和团队通过数值模拟与现场实测摸清粉尘运移规律，针对性改良设备，实现预湿润处理，从根源减少扬尘。应用后，粉尘浓度可稳定控制在10mg/m3以内，部分工地甚至降至5mg/m3以下。他们还创新性地提出浆料改性方案，让混凝土兼具高黏性与高强度，喷敷后能牢牢附着在作业面，在保障喷层质量稳定的情况下，将回弹率降至10%以下，较传统工艺减少一半以上材料浪费，也有效排除了由回弹导致的安全隐患。关键是，这些技术方案低成本、易操作，为成果在矿山、隧道、边坡等多场景广泛应用提供了助力。

　　水泥基二氧化碳（CO2）封存则是刘国明团队在粉尘防控路上的伴生研究。水泥基材料可通过碳化反应将CO2稳定转化为碳酸盐，且固碳产物还能增强材料抗压强度；若结合粉煤灰等工业固废改性，既能替代部分水泥减少生产碳排放，又能提升固碳效率。关键是，我国的巷（隧）道支护、废弃地下空间充填注浆、边坡防护等工程每年消耗数亿吨水泥基材料，将这些常规工程转化为固碳载体，无须额外占用土地，就能实现支护/防护功能与碳封存同步完成，比新建专门固碳设施更具经济性。不过，也要面对性能平衡难、成本门槛高、标准体系缺三大“拦路虎”。

　　多年来，刘国明团队专门为此布局了“三步走”战略。短期聚焦材料改性，研发多孔材料复合改性水泥基材料，将固碳效率提高到50%，并通过纤维增强解决开裂问题。中期主攻智能化降本，结合成熟的智能喷浆技术，开发固碳材料智能输送-喷射一体化装备，让施工效率较人工提升2倍，单位成本降低15%。长期则推动产业化，联合各矿业集团等建设矿井固碳支护、采空区碳封存示范工程，积累长期稳定性数据，同时联合行业协会制定相应规范，让技术从实验室成果变成行业通用方案，也“让每一方水泥基材料都成为助力双碳的微小固碳库”。

　　近年来，作为山东省青年创新团队负责人、全国高校黄大年式教师团队和泰山学者项目核心成员，刘国明扎根现场、敢闯敢试，在国家自然科学基金、山东省自然科学基金、青岛市博士后应用型研究项目、青岛西海岸新区科技计划源头创新项目等支持下，为守护健康、助力双碳贡献力量。依托攻关成果，他以第一/通讯作者发表《科学引文索引》（SCI）论文50余篇，授权发明专利13项（第一授权人），获得山东省技术发明奖二等奖、中国煤炭工业协会科学技术奖一等奖等省部级荣誉多项。“这不仅是对我们团队努力的肯定，更印证了健康喷浆技术能切实破解地下工程、边坡防护等领域的共性难题。”面对荣誉，他诚恳地说。