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河南理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)面向國家需求接續(xù)奮斗致力瓦斯地質(zhì)研究——

從科技降“虎”到智慧用“虎”

發(fā)布時(shí)間:2024-11-25 作者:本報(bào)記者 張利軍 單藝偉 馮子琪 易鑫 通訊員 蘇麗敏 李童鈴 攝影報(bào)道 來源:中國教育報(bào)

在河南理工大學(xué)現(xiàn)代化綜采工作面實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室,該校青年教師王振鋒(右一)向研究生講解團(tuán)隊(duì)研發(fā)的應(yīng)用于高瓦斯礦井瓦斯多種治理措施的“胎囊式”系列封孔裝備的應(yīng)用場景和技術(shù)優(yōu)勢。

在河南理工大學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,該校1962級校友、中國工程院院士張鐵崗(左三)指導(dǎo)團(tuán)隊(duì)青年教師及博士生開展受載低滲煤樣裂隙分布及發(fā)育規(guī)律的CT掃描實(shí)驗(yàn)。

在“河南省總工會(huì)魏建平勞模創(chuàng)新工作室”里,“全國高校黃大年式教師團(tuán)隊(duì)”帶頭人、河南理工大學(xué)教授魏建平(右二)為學(xué)生們講解煤層注水添加劑的選配以及潤濕效果。

在河南理工大學(xué)煤層氣(瓦斯、頁巖氣)抽采與利用實(shí)驗(yàn)室,井下瓦斯抽采團(tuán)隊(duì)帶頭人孫玉寧教授專心觀察試驗(yàn)情況。

國家級青年人才、河南理工大學(xué)瓦斯爆炸防治團(tuán)隊(duì)帶頭人王燕教授(右一),帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員開展瓦斯爆炸規(guī)律研究及瓦斯抑爆劑的研發(fā)。

在新疆阜康氣煤一井,河南理工大學(xué)教授曹運(yùn)興深入煤礦井下工作面最前線,仔細(xì)觀測煤層裂隙展布狀態(tài)。 (資料圖片)

在河南理工大學(xué)“河南省非常規(guī)能源地質(zhì)與開發(fā)國際聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”,該校教授曹運(yùn)興(左)手把手地指導(dǎo)學(xué)生制作掃描電鏡實(shí)驗(yàn)樣品。

在河南理工大學(xué)國家級煤礦開采虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心,該校能源學(xué)院院長郭文兵教授(左一)指導(dǎo)學(xué)生利用虛擬仿真技術(shù)還原煤礦作業(yè)環(huán)境,體驗(yàn)煤礦井下各種技術(shù)與工藝,了解煤礦事故危害。

  “這張地圖涵蓋2000余個(gè)礦井、125個(gè)礦區(qū)、25個(gè)省區(qū)。有了它,就能精準(zhǔn)定位那些‘易怒’的高瓦斯礦井?!?1月初,在河南理工大學(xué)建校115周年之際,中國工程院院士、該校1962級校友張鐵崗回到母校,與師生們一起重溫“新中國第一張煤層瓦斯地質(zhì)圖”背后的故事。

  站在校史館的瓦斯地質(zhì)圖前,這位78歲高齡的打“虎”專家感慨萬千:“這幅圖也見證了一代代理工大人找‘虎’、打‘虎’、馴‘虎’、用‘虎’的降‘虎’歷程?!?

  瓦斯,煤礦開采過程中釋放出的氣體,無色無味,卻是吃人的“猛虎”?!巴咚乖斐傻氖鹿蕯?shù)量多、危害大,煤礦一旦發(fā)生煤與瓦斯突出或者瓦斯爆炸,極易造成群死群傷的重大安全事故?!焙幽侠砉ご髮W(xué)安全科學(xué)與工程學(xué)院院長魏建平向記者介紹。

  明知山有虎,偏向虎山行。作為中國礦業(yè)高等教育發(fā)源地的河南理工大學(xué),面向國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場,扛起了科研降“虎”的重任。

  上世紀(jì)60年代,時(shí)任煤炭部高級工程師的安全專家楊力生加盟母校焦作礦業(yè)學(xué)院(今河南理工大學(xué)),成為瓦斯地質(zhì)研究的領(lǐng)軍人,邁開了降“虎”路上的第一步。

  楊力生帶領(lǐng)第一代瓦斯地質(zhì)研究團(tuán)隊(duì)成員,編制出我國首幅《1∶200萬中國煤層瓦斯地質(zhì)圖》,成為“中國煤炭安全技術(shù)研究的里程碑”,實(shí)現(xiàn)了找“虎”路上從0到1的突破。2011年,“中國煤礦瓦斯地質(zhì)規(guī)律與應(yīng)用研究”成果榮獲國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

  打“虎”路程艱辛且復(fù)雜,井下瓦斯抽采過程中“鉆不深、易塌孔、封不嚴(yán)”,瓦斯含量及壓力測試不準(zhǔn)確,低滲透煤層瓦斯“抽采衰減快、抽采效率低”等問題像密布的荊棘。為了戰(zhàn)勝“猛虎”,河南理工大學(xué)瓦斯治理團(tuán)隊(duì)向這些科研難題發(fā)起沖鋒,書寫了一個(gè)個(gè)動(dòng)人的打“虎”故事。

  張鐵崗院士始終在生產(chǎn)一線致力煤炭安全與搶險(xiǎn)救災(zāi)技術(shù)研究,親自指揮和參與煤礦事故搶險(xiǎn)50余次,救助近800名礦工,被譽(yù)為“瓦斯克星”“礦山脊梁”,他牽頭的“礦井瓦斯綜合治理示范工程配套技術(shù)的研究”獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng);孫玉寧教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了松軟煤層鉆進(jìn)技術(shù)裝備、瓦斯抽采鉆孔區(qū)域密封技術(shù)等,形成了瓦斯抽采“鉆—封—聯(lián)—控”一體化關(guān)鍵技術(shù)體系,大大提升了瓦斯抽采效率,獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng);魏建平教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“低滲透煤層瓦斯高效抽采關(guān)鍵技術(shù)”,有效防止了礦井重大瓦斯事故的發(fā)生,提高了生產(chǎn)效率,保障了安全生產(chǎn)環(huán)境。

  如果說與“猛虎”在井下的搏斗是“短兵相接”,那么,河南理工大學(xué)教授、加拿大工程院院士曹運(yùn)興帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)主攻的地面瓦斯抽采技術(shù)難題,則是“拿時(shí)間換空間”。

  “在煤炭開發(fā)的理想路徑中,先采氣再采煤的順序是正確的,不僅能解決安全問題,還能實(shí)現(xiàn)能源綜合利用,將‘虎’用起來?!辈苓\(yùn)興介紹,瓦斯熱值高、無污染,將其變身為可充分利用的清潔能源,不僅能從源頭防止煤礦瓦斯事故,還能彌補(bǔ)能源缺口、保障國家能源安全。然而,在地面開展瓦斯抽采,復(fù)雜多變的地質(zhì)條件和煤層氣開發(fā)增透等問題死死纏繞著降“虎”團(tuán)隊(duì)。曹運(yùn)興帶領(lǐng)大家建立大傾角厚煤層水力壓裂裂縫擴(kuò)展的數(shù)學(xué)物理本構(gòu)方程,為瓦斯“猛虎”變身清潔能源提供了有力支持。該技術(shù)兩次打破全國紀(jì)錄,將煤層氣單井產(chǎn)量提升10倍以上,并保證了長期穩(wěn)定開采,獲得國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

  “學(xué)校一代代瓦斯地質(zhì)科研人,不僅致力于降‘虎’的科研之路,也著力培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代新需求的高層次人才。”河南理工大學(xué)校長趙同謙說。學(xué)校依托國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、綜采綜掘?qū)嵱?xùn)實(shí)驗(yàn)室等,通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、煤礦開采智能化教學(xué)體驗(yàn)等,讓學(xué)生全面了解井下采煤工藝和技術(shù),增強(qiáng)實(shí)踐創(chuàng)新能力。

  河南理工大學(xué)黨委書記鄒友峰表示:“新征程上,聚焦低碳、節(jié)約、綠色的研究方向,學(xué)校將繼續(xù)發(fā)揮優(yōu)勢、矢志創(chuàng)新,書寫好后瓦斯時(shí)代發(fā)展新篇章,為教育強(qiáng)國、科技強(qiáng)國和人才強(qiáng)國建設(shè)作出新的更大的貢獻(xiàn)。”

《中國教育報(bào)》2024年11月25日 第04版

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