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智斗“气老虎”的勇者

——记国家杰出青年科学基金获得者、中国矿业大学教授翟成

2020-1-14 9:40:12 来源:中国矿业报 作者:卢进丽 安佳乐

瓦斯,无色、无味。在上千年的煤炭开采历史里,被称为煤炭安全的“第一杀手”。中国矿业大学安全学院翟成教授长期与之搏斗,围绕煤矿瓦斯灾害防治和抽采利用进行了近20年的科研攻坚,立志驯服“气老虎”,最终获得成功。

坚定信念,致力治理瓦斯

1998年,翟成第一次参加实习。目睹了煤矿井下危险、落后的生产环境后,他的心紧紧地揪成了一团。

翟成教授(左二)和学生一起实验

“煤炭行业是一个需要作为、可以作为、大有作为的领域。”正是这份信念,让翟成的一腔热血沸腾了。本科毕业后,他坚定地选择了攻读研究生学位,师从我国知名煤矿安全生产专家林柏泉教授。

撑起国家能源生产的安全伞、为矿工生命安全保驾护航,是中国矿业大学安全学科几代人相传的价值理念。翟成表示,其愿意成为他们中的一员。

我国高瓦斯矿井数量较多,为预防瓦斯突出和瓦斯爆炸等事故,国家规定高瓦斯矿井必须先抽瓦斯后采煤。但是,我国高瓦斯矿井的煤层普遍具有微孔隙、高吸附、低渗透的特点,瓦斯抽出难度较大,这一直是学术界关注的一个焦点。

在林柏泉的指导下,翟成选择将煤矿瓦斯灾害防治和抽采利用作为自己的研究方向。他围绕煤层造缝增透瓦斯高效抽采这一主题,开展了煤层脉动水力压裂裂隙演化特征及力学机理研究,研发了网络化定向造缝增透技术,形成了包括理论、技术、设备和工艺在内的成套技术体系,实现了井下瓦斯高效抽采技术与装备的突破发展。相关研究成果在河南、陕西、山西等高瓦斯矿区得到推广应用,为工人安全生产提供了保障。

同时,翟成针对西部缺水地区的煤层特点,创新性地提出了低透气性煤层液氮循环冷冲击致裂增透技术,具有极好的应用前景。

由于取得了突出成绩,教学成果显著,翟成先后入选教育部青年长江学者、江苏省特聘教授、教育部新世纪优秀人才等;主持国家自然科学基金项目、国家重大科学仪器设备开发专项、江苏省杰出青年基金等十几项科研课题;获得国家科技进步二等奖1项,江苏省、陕西省科学技术一等奖等6项;发表SCI论文28篇;获得发明专利31项。

2019年,翟成荣获国家杰出青年科学基金。对此,翟成表示,“我只是有幸站在了巨人的肩膀上,矿大安全工程学科是国家‘双一流’、A+学科,平台高就意味着机会多。另外,几代矿大安全人,周世宁、俞启香、王德明、林柏泉、程远平、周福宝等,他们数十年坚持不懈、锲而不舍地奋斗,在业内树立了标杆,并给予了我很多指导和帮助,我是沿着他们的足迹在前行。”

不畏艰辛,深入矿井攻关

“成功的花,人们只惊慕她现时的明艳!然而当初她的芽儿,浸透了奋斗的泪泉,洒遍了牺牲的血雨!”

翟成表示,他们的实验并不像有些专业实验那么轻松。由于经常打交道的是煤,他们做实验时,需要把沙子、水泥或石膏混在一起建模型,模拟井下开采环境,而这个过程中的脏和累是一般人难以想象的。

不入虎穴,焉得虎子。翟成表示,搞煤矿瓦斯灾害防治和抽采利用研究,就必须近距离接触煤矿瓦斯。然而,当浓度超过一定数值时,瓦斯就会瞬间变成“狰狞的恶魔”,或令人缺氧窒息,或引发燃烧甚至剧烈爆炸。

矿井是最危险的科研一线,也是翟成最大的实验室。伴着井下潮湿沉闷的空气,翟成经常“猫”在黑暗泥泞的巷道里,琢磨着如何精准预测瓦斯涌出量,如何调整设备装置,如何改进计量方法。

“我在矿上一呆就是半个月甚至一个多月,平均一年下井十几次。有时候,我们早上八点下井,第二天上午才能出来……”话音一转,翟成面带微笑地说,“虽然很辛苦,但在井下通过测量获得了想要的数据后,我就特别高兴。这是一个苦中有甜、苦中有乐的过程。”

翟成已经有过数次在井下直面重大危险的经历。2009年,翟成在淮北地区一个高瓦斯突出矿井井下测试煤层瓦斯压力时,由于压力较大,打钻过程中发生了喷孔现象。距离翟成和矿工只有5米左右的煤岩混合着大量瓦斯气体,像子弹一样“冲”出钻孔,发出强烈的嘶鸣声。不仅如此,翟成还经常会遇到瓦斯异常涌出、掉渣等情况。

偶尔提到这些事情时,翟成仍会心有余悸。家里人都心疼不已,劝他别这么“拼”。然而,他想到更多的是要提高科研水平,战胜瓦斯突出等灾害,因为“矿工兄弟们每天都会面对这样甚至更加复杂的情况”。

爱心浇灌,成就一流学生

“师者,传道授业解惑也。”如果说翟成对两件事异常执着的话,那么除了科研,就是教书育人。翟成对学生充满了无限的爱,他始终认为培养人才是自己的使命。

翟成主讲矿井瓦斯防治、安全系统工程等专业课程。课堂上,翟成注重将科研上的最新成果、煤矿现场观察到的现象、自己的科研体会,及时融入课堂教学内容。为了便于学生更好地理解,翟成还精心将井下的一些情况做成视频、动画等形式进行展示。

翟成总是说:“书本上的东西和真实的瓦斯灾害情况有着很大差别,因此教学内容必须要结合生产实践的应用和科学研究的最前沿,这样才能真正让学生学到知识。”

为了让更多的学生喜欢安全专业,翟成特别注重跟学生交流谈心,以自己的个人经历来传递信仰,让学生真切感受到专业的前途和价值。多年来,翟成先后指导了30多名博士、硕士研究生。从最开始的一两个学生到后来许多学生慕名而来,团队规模不断扩大。之所以出现这样的情况,是因为翟成认真对待每一位学生,“把别人认为不是特别优秀的学生,最终培养成了最优秀的学生”。

以候补名额攻读硕士学位的余旭,在读期间发表了2篇SCI论文,2次获得国家奖学金,毕业后获得国家留学基金管理委员会的全额奖学金,前往澳大利亚新南威尔士大学攻读博士。博士生秦雷2018年6月毕业后就职于西安科技大学,被破格评聘为副教授,成为该校历史上最年轻的副教授。

翟成给团队的学生定了“五个一”的小目标:参加一项科研项目,撰写一篇论文,申请一件专利,培养一项特长,在高水平学术会议上作一次报告,并对目标的实现情况进行跟踪指导。

同时,翟成要求学生大量阅读文献,定期召开学术会议,并大力支持学生参加国内高水平学术会议,路费、住宿费和注册费每次都是一笔很大开销,但翟成从不吝啬。

“在翟成老师的支持下,2019年我参加了北京、大连、苏州等多地举办的6场顶尖学术会议,会上我也有幸作了两次学术报告,自己的表达能力和心理素质得到很大提高。”博士生孙勇充满感激地说。

2016级博士生徐吉钊申请2018年国家留学基金落选后,一度放弃了留学念头。翟成知道后,第一时间鼓励他不要有思想压力:“博士期间应该多出去学习,留学期间需要的生活开销实验室可以帮忙解决。”最终徐吉钊调整心态,如愿赴澳大利亚莫纳什大学学习。

十几年来,翟成言传身教,学生们耳濡目染,团队形成了积极上进投身科研的良好氛围。相较于事业上的丰富,翟成坦言,他的个人生活十分单调:“科研就已经占据了我的全部。”

“撑起国家煤矿生产的安全伞,守护矿工的生命安全。”这是翟成的初心和使命。“瓦斯问题太复杂,需要解决的问题还很多,面对的困难也会很多。”翟成再三表示,自己将不忘初心使命,直面问题,迎难而上,踏踏实实地做事,力争把“气老虎”驾驭得更好。□

网站编辑:宫莉

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