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第一次見到中國恩菲工程技術(shù)有限公司原水工業(yè)所漿體管道試驗(yàn)室主任劉德忠，個(gè)頭不高的他，戴著一副經(jīng)典的方形金屬細(xì)框眼鏡，拉著滿載“史料”的小拖車，穿著熨燙整齊的白襯衣，精神抖擻地出現(xiàn)在電梯口。剛一落座，劉德忠便從鼓鼓囊囊的拖車中拿出數(shù)十斤重的科研設(shè)計(jì)成果，打開了話匣子。提到他所從事的工作與專業(yè)技術(shù)，劉德忠如數(shù)家珍。直穿回那條由七秩恩菲人終生奉獻(xiàn)鋪就而成的有色之路。

責(zé)任

——國家的需要就是對(duì)口的專業(yè)

1962年9月26日凌晨，云南個(gè)舊云錫公司火谷都尾礦庫發(fā)生潰壩事故，300多萬平方米的尾礦涌出，造成十幾個(gè)村寨的近1.4萬人受災(zāi)、171人死亡。該地屬于少數(shù)民族地區(qū)，巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失嚴(yán)重影響到民族關(guān)系的穩(wěn)定。彼時(shí)，我國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱、自主科研設(shè)計(jì)能力落后。該尾礦庫在建設(shè)過程中缺乏科學(xué)技術(shù)支持，且施工不規(guī)范，導(dǎo)致工程質(zhì)量差、壩體失穩(wěn)引發(fā)事故。尾礦庫是礦山選礦廠生產(chǎn)過程中必不可少的設(shè)施，同時(shí)，也存在高勢(shì)能的人造泥石流危險(xiǎn)源。

尾礦庫建設(shè)包含了尾礦壩、排洪系統(tǒng)、回水系統(tǒng)等，與水利工程類似。為加強(qiáng)尾礦建設(shè)專業(yè)設(shè)計(jì)力量，原冶金部便向水利部申請(qǐng)選錄水利專業(yè)畢業(yè)生。

1964年，清華大學(xué)水利系畢業(yè)的劉德忠在國家分配下，來到原冶金部有色冶金設(shè)計(jì)總院（以下簡稱中國恩菲或有色院）礦山處水道科尾礦組。

對(duì)于學(xué)習(xí)了6年水利知識(shí)的劉德忠而言，冶金系統(tǒng)是一個(gè)完全陌生的領(lǐng)域，他甚至都沒有聽過“尾礦”這個(gè)名詞。該部門老同志姜云奇和他打趣道：“尾礦就是選礦的‘廁所’，我就是搞‘廁所’的！”說者無心聽者有意，此言一出，作為全國頂尖學(xué)府高才生的劉德忠感到哭笑不得。從學(xué)習(xí)“生命的源泉”到從事“生命的排泄物”；從鳳毛麟角的本科生，到從頭開始的“新生”，劉德忠始終充滿干勁。經(jīng)過與同事們的相處，劉德忠漸漸得知，他們中的許多人都是從土建、給排水、機(jī)械等專業(yè)改行從事的尾礦設(shè)計(jì)。“只要國家有需要，不懂的問題我就去學(xué)習(xí)，沒什么好怕的。”在前輩們的影響下，劉德忠迅速克服困難，主動(dòng)融入集體，跟著老同志們?cè)趯?shí)踐中邊干邊學(xué)，義無反顧地投身于尾礦工程設(shè)計(jì)工作中。

1964年，恰逢我國開展“設(shè)計(jì)革命”，有色院順應(yīng)時(shí)代變化實(shí)行“三面向、五結(jié)合”，號(hào)召設(shè)計(jì)人員“下樓出院”，把工作地點(diǎn)從設(shè)計(jì)院搬到現(xiàn)場。305設(shè)計(jì)大隊(duì)一鞭先著，在金川基建會(huì)戰(zhàn)上取得了優(yōu)異的成績。次年，有色院撤銷了重有色各專業(yè)科，參照305設(shè)計(jì)大隊(duì)的成功經(jīng)驗(yàn)，正式成立負(fù)責(zé)東川工程的301隊(duì)，負(fù)責(zé)云錫、昆明工程的302隊(duì)，負(fù)責(zé)錫礦山、鳳凰山、金堆城工程的303隊(duì)，負(fù)責(zé)葫蘆島鋅廠、株冶、大冶、白銀和國外設(shè)計(jì)的304隊(duì)，以及負(fù)責(zé)金川工程的5支綜合專業(yè)設(shè)計(jì)隊(duì)伍的305隊(duì)。劉德忠跟隨有色院的發(fā)展腳步，加入303設(shè)計(jì)大隊(duì)。

創(chuàng)新

——從無到有的漿體環(huán)管試驗(yàn)

1969年，劉德忠在陜西華縣金堆城鉬礦5000t/d中廠設(shè)計(jì)工程尾礦負(fù)責(zé)人姜云奇的帶領(lǐng)下，參與到該工程的尾礦庫和漿體管道設(shè)計(jì)工作中。當(dāng)時(shí)，建設(shè)水庫和翻越秦嶺36公里的礦漿管道兩個(gè)項(xiàng)目在同時(shí)進(jìn)行。對(duì)于劉德忠而言，一個(gè)項(xiàng)目涉及他所熟悉的專業(yè)，另一個(gè)項(xiàng)目是新興事物。不懼未知、敢于挑戰(zhàn)的劉德忠，選擇成為我國漿體管道事業(yè)首批“探路人”。

20世紀(jì)50年代，我國在蘇聯(lián)的援助下步入工業(yè)化起步階段，工業(yè)發(fā)展都沿用了蘇聯(lián)技術(shù)，這在金堆城的項(xiàng)目上也不例外。金堆城鉬礦的副產(chǎn)品是硫精礦，其主要品位是硫和鐵。經(jīng)過多年的自主生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)早前漿體管道輸送水力計(jì)算采用的蘇聯(lián)克諾羅茲公式，已不適用于大密度、高濃度硫精礦漿體臨界流速計(jì)算，嚴(yán)重影響到工程項(xiàng)目的進(jìn)展。這對(duì)于當(dāng)時(shí)的科研設(shè)計(jì)者而言，無疑極具挑戰(zhàn)。在尾礦漿體管道行業(yè)摸索了幾年的劉德忠，結(jié)合熟知的水利專業(yè)知識(shí)，萌生了做漿體環(huán)管試驗(yàn)的想法。1970年，敢想、敢干、敢闖、敢試的他，在有色院領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，聯(lián)系了陜西水利科學(xué)研究所，一頭扎進(jìn)硫精礦和鉬尾礦環(huán)管試驗(yàn)之中。沒有數(shù)據(jù)支撐、場地保障和案例借鑒，一切都要從頭開始。

此次試驗(yàn)是我國首次進(jìn)行較完整、系統(tǒng)的精礦和尾礦漿體環(huán)管試驗(yàn)。劉德忠收集了豐富的精礦和尾礦漿體環(huán)管試驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)合河流挾沙理論，推導(dǎo)出半理論半經(jīng)驗(yàn)臨界流速礦漿輸送水力計(jì)算公式。該試驗(yàn)數(shù)據(jù)和公式被編入尾礦設(shè)計(jì)手冊(cè)中，我國第一本較為系統(tǒng)地表述漿體管道水力計(jì)算的《礦漿輸送的水力計(jì)算》也應(yīng)運(yùn)而生，從該書中能夠很方便地查詢清水水力坡度，廣義濃度換算關(guān)系、顆粒在清水中的沉速等數(shù)據(jù)，極大地方便了設(shè)計(jì)人員的查用，為行業(yè)發(fā)展提供了可參考經(jīng)驗(yàn)。

劉德忠的漿體環(huán)管試驗(yàn)成果得到了不同程度的發(fā)表，并受到了表彰，他作為“先進(jìn)科技工作者”入選《冶金部光榮冊(cè)》、被授予原冶金部勞模，還受邀登上了天安門城樓。講到這里，劉德忠感慨地說：“如果當(dāng)初不是領(lǐng)導(dǎo)們的支持，就不會(huì)有環(huán)管試驗(yàn)的成果。”這成果亦為其后來終身從事的事業(yè)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，自此，劉德忠的有色冶金“筑路之旅”正式開啟。

1978年全國科學(xué)大會(huì)召開后，有色院認(rèn)識(shí)到，科學(xué)技術(shù)是當(dāng)代社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的核心要素，便重建了科研機(jī)構(gòu)，正式恢復(fù)了中斷已久的科研工作。次年，經(jīng)原冶金部決定，有色院更名為北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院，自此踏上了名副其實(shí)的設(shè)計(jì)與研究相結(jié)合的綜合發(fā)展道路。同時(shí)，有色院看到了環(huán)管試驗(yàn)的潛力，建設(shè)了漿體管道試驗(yàn)室，安裝了環(huán)管系統(tǒng)和測(cè)試儀表等設(shè)施，試驗(yàn)和設(shè)計(jì)人員共5人，由劉德忠擔(dān)任室主任。

20世紀(jì)80年代，劉德忠到金川出差。當(dāng)時(shí)，金川一選廠原設(shè)計(jì)采用火車運(yùn)輸，浮選精礦需濃縮、脫水、干燥運(yùn)到冶煉廠。冬天，火車運(yùn)輸過程中，由于精礦含水量大，易解凍，卸車?yán)щy；夏天，氣溫高、水分蒸發(fā)快，導(dǎo)致精礦粉塵飛揚(yáng)，污染環(huán)境，在運(yùn)輸過程中由于風(fēng)吹、震動(dòng)及裝運(yùn)卸環(huán)節(jié)多損失了大量精礦。金川一選廠火車運(yùn)輸?shù)姆绞綇?965年開始延續(xù)使用了近30年。在了解情況后，劉德忠向金川提出了將火車運(yùn)輸改為管道運(yùn)輸?shù)姆桨浮?/p>

有色礦山通常地處偏遠(yuǎn)山區(qū)，交通不便，而選礦大多需要將礦石磨碎，運(yùn)送存在難度。漿體管道運(yùn)輸則能更好地適應(yīng)礦區(qū)復(fù)雜的地形，縮短實(shí)際運(yùn)輸距離，減少損耗，具有不可替代的優(yōu)勢(shì)。劉德忠提出的管道運(yùn)輸方案被金川列為技改項(xiàng)目。他負(fù)責(zé)的漿體管道試驗(yàn)室針對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了試驗(yàn)和設(shè)計(jì)，經(jīng)歷了從現(xiàn)場踏勘選線、畫施工圖、現(xiàn)場施工服務(wù)和試車投產(chǎn)全過程。該項(xiàng)目于1991年順利運(yùn)行至今。

實(shí)踐證明，管道運(yùn)輸顯著提升了經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，得到了金川公司的高度贊揚(yáng)。該技改項(xiàng)目在1992年獲評(píng)有色院優(yōu)秀項(xiàng)目二等獎(jiǎng)，在1993年獲評(píng)中國有色金屬工業(yè)總公司科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)四等獎(jiǎng)。

劉德忠說，漿體管道試驗(yàn)室除了沒搞過煤方面的試驗(yàn)，銅、鐵、鎳、鉛、鋅、金、硫、磷等精礦，多金屬尾礦、黃河泥沙、電廠灰渣、水泥料漿、井下充填物料、青海察爾汗鹽湖光鹵石、供水污泥等其他材料，基本上都被他拿來做過試驗(yàn)，可以說是漿體管道科研設(shè)計(jì)中試驗(yàn)種類最多的。直到1997年劉德忠退休，該試驗(yàn)室共進(jìn)行了試驗(yàn)約57項(xiàng)，其間，多次榮獲省部級(jí)獎(jiǎng)項(xiàng)及有色院獎(jiǎng)項(xiàng)，為我國甘肅金川工程、江西德興銅礦、湖南錫礦山銻礦等項(xiàng)目作出了不同程度的貢獻(xiàn)。這些試驗(yàn)結(jié)果不僅為工程設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，還為我國漿體管道理論研究和設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

劉德忠根據(jù)多項(xiàng)試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)和多年管道設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，推導(dǎo)出漿體管道公式十余個(gè)，其中，“劉德忠達(dá)西摩阻系數(shù)公式、劉德忠礦砂沉速公式、劉德忠臨界流速公式”等，被編入國標(biāo)《尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)現(xiàn)范》GB50863-2013和《漿體長距離管道輸送工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》T/CECS-2019中。在有色冶金系統(tǒng)“混跡”多年的他，還推導(dǎo)出了CCD逆流洗滌流量權(quán)重調(diào)和傳遞法計(jì)算公式，通過中國恩菲的協(xié)助編寫成了語言程序，供濕法冶金專業(yè)使用。

回憶過往，劉德忠說，有色院員工常常四海為家，在那個(gè)困難時(shí)期，他笑稱要過好“四關(guān)”：一是“洗澡關(guān)”，金屬礦山地處偏遠(yuǎn)，只有進(jìn)了城才能洗上澡。二是“睡覺關(guān)”，住的是臨時(shí)搭建的板房，板房床上有臭蟲，只能每周日統(tǒng)一用開水澆床試圖消滅臭蟲；出差的地方衛(wèi)生條件差，睡覺時(shí)怕沾上虱子，就把褲子脫了吊起來放。三是“交通關(guān)”，從城區(qū)到項(xiàng)目現(xiàn)場，路況車況都不大好，汽車總是半路拋錨。司機(jī)師傅難免抱怨，而劉德忠卻不覺得為難，樂呵呵地跟著司機(jī)一起修車。四是“辟谷關(guān)”，工作時(shí)常忙得吃不上飯，工作結(jié)束了飯也沒了。說起這些，劉德忠瞇著眼哈哈大笑，舞動(dòng)著雙手，語氣絲毫感覺不到所說內(nèi)容的艱苦。

劉德忠最長一次在項(xiàng)目上連續(xù)停留了10個(gè)月。那一年春節(jié)前回到家，劉德忠的兒子已經(jīng)不認(rèn)識(shí)爸爸了。話題到這戛然而止，這是他唯一沒有再細(xì)說下去的事。在筆者的全部訪談中，劉德忠鮮少提及家庭。“奉獻(xiàn)國家是我的心愿”，提到國家，他言語格外堅(jiān)定，提到家庭，他言語中有著閃躲回避。也許，這是他無法彌補(bǔ)的虧欠，但眼神中的堅(jiān)定卻映射出幾代有色院兒女的模樣——始終堅(jiān)守礦業(yè)報(bào)國、礦業(yè)強(qiáng)國的初心，一生忠誠擔(dān)當(dāng)，茍利國家，不求富貴。

奉獻(xiàn)

——功成不必在我 歸來仍是少年

20世紀(jì)90年代，是有色行業(yè)發(fā)展歷程中的一個(gè)重要時(shí)期，國家開始由計(jì)劃經(jīng)濟(jì)向市場經(jīng)濟(jì)體制過渡，以建設(shè)社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)的各項(xiàng)改革措施相繼出臺(tái)，中央提出加強(qiáng)宏觀調(diào)控的政策和措施，壓縮有色行業(yè)基建投資，設(shè)計(jì)任務(wù)急劇減少。有色行業(yè)沒有大型基建項(xiàng)目，設(shè)計(jì)力量供過于求。劉德忠退休時(shí)，有色行業(yè)仍不景氣，為了把不多的機(jī)會(huì)留給后輩，他主動(dòng)提出退休后不參與返聘。

2004年8月11日，商務(wù)部對(duì)有色院申請(qǐng)對(duì)外工程總承包權(quán)予以批復(fù)，同意該院將經(jīng)營范圍擴(kuò)大。次年3月，有色院承擔(dān)的海外采選冶為一體的礦業(yè)總承包項(xiàng)目——“巴布亞新幾內(nèi)亞鎳鈷項(xiàng)目”（以下簡稱巴新項(xiàng)目）正式簽署。該項(xiàng)目技術(shù)難度之高、工程覆蓋面之大，堪稱世界級(jí)挑戰(zhàn)性工程。

2006年，始終心系有色的劉德忠終于等到了這個(gè)機(jī)會(huì)，他擔(dān)任了“巴新135km紅土礦漿體管道設(shè)計(jì)項(xiàng)目”的技術(shù)顧問。該項(xiàng)目也是首次將長距離管道輸送技術(shù)應(yīng)用于高黏度紅土礦漿體輸送的項(xiàng)目。70歲的劉德忠根據(jù)紅土礦漿體流變特性，編制了漢克斯賓漢體阻力計(jì)算程序，與尾礦室同事經(jīng)過驗(yàn)證，提出了低濃度、大流量、大管徑、低壓力、離心泵紊流輸送方案。

該管道縱斷面有翻越點(diǎn)，末端需建消能站，由于內(nèi)徑610mm的大管徑，國內(nèi)無消能孔板制造廠家，國外訂貨價(jià)格昂貴，周期長、成本高且不易獲得。劉德忠另辟蹊徑，采用三氧化二鋁陶瓷拼裝法，設(shè)計(jì)出了國內(nèi)可以制造的消能孔板，并與團(tuán)隊(duì)共同取得了國家發(fā)明專利和實(shí)用新型專利證書。該孔板安裝在巴新消能站上，運(yùn)行10年未更換。

好事多磨，在這個(gè)極具挑戰(zhàn)性、其關(guān)鍵技術(shù)和裝備在當(dāng)時(shí)我國尚屬空白的世界頂級(jí)礦業(yè)項(xiàng)目上，難題自然層出不窮。

2010年，73歲的劉德忠到巴新出差，當(dāng)時(shí)的紅土礦漿體管道系統(tǒng)已初具雛形，泵站采用敞開式設(shè)計(jì)，但試車時(shí)遇到了難題。貯槽24m水頭沿溢流管水平噴出，水濺到泵電氣儀表等設(shè)備上，使得現(xiàn)場一片狼藉。劉德忠與該項(xiàng)目現(xiàn)場團(tuán)隊(duì)多次實(shí)地考察后，在不改變?cè)O(shè)計(jì)的前提下，根據(jù)“水力水墊消能原理”提出設(shè)計(jì)方案，解決了當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)中礦漿貯槽溢流水消能不散，溢流出的礦漿產(chǎn)生大壓力漿液噴射、噴濺，帶來的安全性、環(huán)保性不足的問題。該設(shè)計(jì)“具有自流消能結(jié)構(gòu)溢流管的礦漿貯槽”獲得國家專利。

2010年10月，劉德忠在調(diào)試濕法冶煉工藝流程中發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)加料室的隔膜計(jì)量泵在輸送時(shí)，管道出現(xiàn)振動(dòng)。設(shè)計(jì)中選用12臺(tái)隔膜計(jì)量泵，用于輸送98%的濃硫酸至2個(gè)加料室。在冷水試車的過程中，第2個(gè)加料室管道振動(dòng)嚴(yán)重，使得濃硫酸隔膜計(jì)量泵出口總管測(cè)壓點(diǎn)處管道開裂噴液。如果事故發(fā)生在正常生產(chǎn)中，濃硫酸噴出將會(huì)造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故，后果不堪設(shè)想。

劉德忠立即核實(shí)緩沖器容積，對(duì)共振和激振水擊進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)過分析，管路系統(tǒng)的固有頻率跟隔膜計(jì)量泵激振主頻率相近而導(dǎo)致產(chǎn)生共振。經(jīng)過團(tuán)隊(duì)商議，通過增加管道固定支座減振，并將裝有紅土的一根管徑D100mm的鋼管焊在垂直管道上，增加原有管道的有效截面慣性矩，使管道受力時(shí)抵抗彈性變形的能力增強(qiáng)。另外，在隔膜計(jì)量泵出口管道上增加調(diào)壓罐（蓄能器），通過以上多種措施的組合，解決了高壓釜喂料隔膜泵和管道系統(tǒng)的共振問題，避免了生產(chǎn)中濃硫酸噴濺的事故。

在巴新項(xiàng)目上，前線與后方的眾多建設(shè)者協(xié)同奮戰(zhàn)、共克時(shí)艱，在團(tuán)隊(duì)的努力下，該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)設(shè)計(jì)的紅土漿體管道設(shè)計(jì)方案取代了兩家美國公司提出的高濃度、小流量、小管徑、高壓力、隔膜泵層流輸送方案，相較國外方案節(jié)省投資1.043億元，每年節(jié)省運(yùn)營費(fèi)用3997萬元。2012年3月份，該項(xiàng)目順利實(shí)現(xiàn)全流程一次性投料試車成功；12月份舉行竣工典禮，迄今已安全生產(chǎn)10余年。

“雖然在名義上我退休了，但只要身體能行，國家需要，我就繼續(xù)干下去。哪怕身體不行了，和年輕人一起干，發(fā)揮我的余熱，也能夠把這些傳承下去。”2015年，劉德忠的“傳幫帶”徒弟周積果，因《巴新瑞木鎳鈷項(xiàng)目——礦山工程及長距離礦漿管道工程》獲評(píng)“中國有色金屬建設(shè)協(xié)會(huì)部級(jí)優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)一等獎(jiǎng)”。提到這些，劉德忠的臉上洋溢著和當(dāng)年登上天安門城樓時(shí)一樣的自豪。如今的他，仍滿載激情在業(yè)內(nèi)活躍著，期盼再度回到項(xiàng)目現(xiàn)場，回到那些與有色院同仁并肩奮戰(zhàn)的地方。

“今年，我已經(jīng)85歲了，我希望把自己曾經(jīng)得出的經(jīng)驗(yàn)整理出來，留給尚在從事這份工作的人一些可參考的資料，為行業(yè)盡一點(diǎn)綿薄之力。”作為我國漿體管道事業(yè)的開拓者、參與者、見證者，劉德忠依然壯心不已。今年，《劉德忠漿體管道論文集》《劉德忠漿體管道計(jì)算表》兩本書正式出版，這是他向中國恩菲建院70周年的獻(xiàn)禮。筆者眼中，這不是一位生于1937年已腿腳不便的老人，而是那個(gè)在1964年的秋天初來乍到，懷著滿腔熱血手持畫圖工具在項(xiàng)目現(xiàn)場練出一身腱子肉、皮膚逐漸黝黑的年輕工程師。

1953年，為恢復(fù)和發(fā)展我國有色金屬工業(yè)，有色院便扎根在了這片大地上。文人筆下，秋日的北京“銀杏黃、楓葉紅，西山有紅葉”，可有一種美是他們所不知，但有色院的四方土地知道的。七秩輪回里，有色院看見無數(shù)的面龐青澀褪去，赤心仍在；她看見年齡的增長從不讓青春逝去，致仕也不是腳步停下的休止符。竹露夕微微，每一個(gè)先輩的腳印都承托著后來者前進(jìn)，在這片有色大地上晨露總是與夕陽互映著光輝。