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遏制矿井水害 守护矿工生命——中国矿业大学(北京)110周年校庆之武强院士专访

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遏制矿井水害 守护矿工生命

——中国矿业大学(北京)110周年校庆之武强院士专访

康淑云 李锦/文 于小川/摄影

矿井在建设和生产过程中,地面水和地下水通过各种通道涌入矿井,当矿井涌水超过正常排水能力时,就会发生矿井水灾。矿井水灾的范围比较大,一般有淋水、出水、透水、涌水、突水等。不同类型的水害出水量不同,造成的危害也不同,往小了说,会给矿井造成排水负荷加大,提高成本;往大了说,就是造成矿井垮塌、淹井等灾害,严重的还会导致矿难。矿井水灾通常称为透水,是煤矿常见的主要灾害之一。一旦发生透水,不但影响矿井正常生产,有时还会造成人员伤亡、淹没矿井和采区,危害十分严重。提到矿井水害的治理、透水事故的救援,我们都会想到一位水害治理专家,他就是中国矿业大学(北京)的武强院士。

武强,中国矿业大学(北京)教授、中国工程院院士,现任国家煤矿水害防治工程技术研究中心(北京)主任,曾获李四光地质科学奖、教育部“长江学者和创新团队发展计划”带头人、首届十位“中国优秀博士后奖”、“全国优秀教师”、首届“新世纪百千万人才工程”国家级人选和国务院政府特殊津贴享受者等荣誉。他在我国煤矿顶底板两大主要突水灾害预测预报方法与防控技术和矿井水防治、利用、生态环保三位一体优化结合模式以及矿井充水条件三维可视虚拟化分析系统研发等方面,取得了多项重要成果,并曾多次参与特重大矿井透水事故的救援工作,抢救了无数矿工的生命。日前,《当代矿工》记者在中国矿业大学(北京)成立110周年之际,心怀崇敬敲响了武强院士办公室的门……

矿山水害地质学的领航员

扣开房门,迎接记者的是一张满是微笑的质朴脸庞和一双厚实温暖的有力大手,脸上那对浓重的眉毛和那双深邃的眼睛尽显煤矿人的直爽,如炬的目光中闪烁着学者的智慧,谦和的言语蕴含着执著奋斗的坚韧。

武强院士出生在内蒙古自治区呼和浩特市,辽阔的草原铸就了他坚韧不拔、勇往直前的“蒙古马”品格和精神。1982年,武强考入河北地质学院,1985年毕业后又以优异的成绩考入中国地质大学(北京),并获得硕士、博士学位。在撰写博士论文时,他选择了矿井水文地质方面的研究,并得到了著名矿井水文地质学家田开铭教授的认可。当时,恰逢中国矿业大学(北京)需要矿井水文地质方面的人才,就这样,他被推荐到中国矿业大学(北京)就读博士后。1993年博士后出站后,他便留在中国矿业大学(北京)从事教学与科研工作。

在中国矿业大学(北京)煤田地质系主任、古植物学家田宝霖教授的长期大力支持下,武强作为水文地质学科的带头人,在中国矿业大学(北京)建立起了水文地质学科,经过26年的不懈努力,中国矿业大学(北京)水文地质学科从无到有,逐渐完善,2019年取得了本科生招生许可。对于水文地质学科的发展来说,这是一项非常重大的进步。

武强院士不仅从事教学科研工作,还兼任国家安全生产专家组成员,国家煤矿安全监察局“水害防治专家组”组长、中国地质学会理事、国际水文地质学家协会(IAH)中国国家委员会副主席、中国地质学会水文地质专业委员会副主任、煤炭劳动保护学会水害防治专业委员会副主任、煤矿安全标准化技术委员会水害防治及设备分会副主任、中国矿联矿山环境保护与治理工作委员会常务理事、煤炭工业技术委员会委员、全国煤矿水害损失技术鉴定委员会常委、中国地质学会环境地质专业委员会委员、中国自然资源学会水资源专业委员会委员和国际水文科学协会(IAHS)会员等社会职务。其中最值得一提的是2017年以高票当选为国际矿井水协会((IMWA))第一副主席,这也是该国际组织自成立以来第一次亚洲人当选该职位。

在武强院士的带领下,中国矿业大学(北京)成立了国际防治水研究中心,这是目前为止国际矿井水协会在全球设立的唯一一个研究中心。同时,武强还凭借自己的科研成就成为国际SCI期刊《Mine Water and the Environment》的副主编和《Environmental Earth Sciences》的编委,也是第一个成为该刊物编委的亚洲人,大大提高了我国在矿井水文地质领域的地位。

水害中矿工生命的守护神

武强院士长期从事矿井水防治与资源化利用教学和科研工作,曾作为国务院特别重大透水事故调查专家组组长到现场指挥抢险救援。说起这些事故,武强回忆道:“我曾以国务院特别重大透水事故调查组专家组组长身份参加过2005年8月7日广东梅州大兴煤矿、2005年12月2日河南洛阳侍沟煤矿、2006年5月18日山西大同左云新井煤矿、2008年7月21日广西百色那读煤矿、2009年吉林梅河口煤矿、2010年3月1日神华乌海骆驼山矿、2010年3月28日山西王家岭煤矿等特别重大透水矿难的救援以及调查研究工作。每每想起那些透水事故,我的心就一抽一抽地疼。”

让武强院士印象最深的莫过于“3.28”山西王家岭透水事故,那也是令国人刻骨铭心的一次煤矿重特大透水事故。事故发生时,153名矿工被困井下,为抢救矿工生命,国家安全生产监督管理总局、山西省委省政府、透水事故调查专家组、各方救援队伍与时间赛跑,不惜代价,不分昼夜地坚持和努力,最终救出受困8天8夜的115名矿工,创造了世界救援史上的奇迹。救援过程中,被困工人们顽强的生命力令人肃然起敬,现场3000多名救援人员的艰辛努力同样感人至深。创造了世界煤矿救援史上的奇迹和国家安全生产监督管理总局在第一时间就组织了专业的救援是分不开的,而实施专业救援的专家如何判断透水的性质、制定事故救援方案更是关键之所在。

武强院士告诉记者,王家岭透水事故发生后,国家安全生产监督管理总局立刻组织专家组赶赴事故现场进行救援。作为事故救援专家组组长,武强院士到达事故现场后做的第一件事就是明确水源。在认真研究了透水事故发生的位置、水样化学分析结果以及透水发生的过程后,他判断这是老空水。因为只有明确是哪种类型的水,才能根据矿井作业图纸确定被困人员的位置以便制定准确的解救方案,即救援方案的准确与否就看对事故水源的判断了。但他的这一判断却引来了多方质疑,因为王家岭主井以南并没有国家许可开采的矿井,而且所采水样化验报告也显示,水质无酸性及出现酸臭味道的老空水特点。武强院士解释说:“老空水的这些特点确实我们不能单凭水的酸碱度和有无酸臭闻到来判断它是不是老空水,那样是不准确的,也是不了解水质的表现。该水样虽然没有呈现老空水所具有的酸性和发出的臭鸡蛋味道,但就此判断它不是老孔水也过于武断。因为井下的水质随着时间的变化而变化。一般来讲,老空水透水后水流速度非常快,会改变原有的酸碱条件,随着新鲜透水水流的迅速增加中和了原有老孔水的酸性,导致其酸性下降,所以水样的化验报告即使没有显示为呈酸性,水的味道也没有出现酸臭味,但是根据淹没水位的测定结果可以看出,透水事故发生时,水流的速度是非常快的,由此可以判定这应该就是老空水。”

确定了水源后,专家组即可根据这个判断结果,测算出透水淹没水位,寻找井下可生存位置,并快速展开全面救援。可就在这时,有9名矿工居然从武强院士判断不可能有生存环境的位置出井了,这无疑给专家组的决策打上了一个大大的问号,也让武强院士产生了巨大的压力。但是根据掌握的数据和化验报告的结果分析,专家组做出的判断不可能出错,那么问题到底出在哪里呢?在已获救的9名矿工恢复了神志后,武强院士第一时间找到他们,询问井下的具体情况。

通过进一步的交流,终于找到了问题所在。9名获救矿工听完武强院士的分析,连连点头说:“是的,我们的位置就是在您说的地方,那里,也的确没有任何生存的空间,因为透水发生的时候,出水速度极快。我们一共有13个人,在掘进的时候,看到下面有水涌出,就往上跑,刚跑了10米左右,水就淹到了脖子,我们只能贴着顶板往上爬。就在这个时候,我们发现在顶板上方有个小的断裂构造,就是那个很小的断裂构造在当时出现了异常冒落,这么一来,就又多出了0.8米左右的空间,刚好够我们把头露出水面,我们手抓着锚网,用皮带把身体挂住,在那里坚持了两天两夜。”

被最先救出来的这9名矿工兄弟的手因为长时间抓锚网已经磨得血肉模糊,而且满身伤痕。他们告诉武强院士,在井下被困的时候,他们是13个人,但是其中一位兄弟在精疲力尽时仿佛做了一个梦,梦到自己的妻子在家里为自己热了汾酒等着他,他神情恍惚地跟旁边还在坚持的矿工兄弟说:“你们坚持吧,我回家喝酒了。”说完之后转身跳入水里,从此再也没有回来。就在此时,由于救援队根据专家组给出的判断结果在外面开始实施排水措施,井下水位开始慢慢下降,巷道里漂进了几辆矿车,悬挂在锚网上的12名矿工喜出望外,开始往矿车里面跳。坐进矿车中的他们仿佛到了天堂一般舒服,可天不随人愿,因为平衡没有掌握好,一辆矿车翻了,4名矿工拼命地游回到锚网处继续悬挂在那里。可是此时,他们的体力和精力已经耗尽,在失去最后的意志后,又有3人相继落入了水中不见踪影,还有一名矿工最终被其他两辆矿车里面的兄弟营救上来。就这样,这9名矿工兄弟成了此次事故中最先被救出的人。讲到这里,武强院士痛苦地陷入了沉思,眼含泪水望向了远方……

最先被救出来的这9名矿工带出来的消息,更加印证了救援专家组的判断,这次发生的透水事故,水源的确是老空水。虽说王家岭主井以南没有被许可的可采矿井,但是北边却有已开采的小煤窑,北边的煤窑在采掘的过程中发生了位置偏移,所以才发生了在不应该出现老空区的位置出现了老空区,最终导致透水事故发生。正是武强院士的准确判断才让救援组快速做出正确的救援方案,为抢救矿工的生命赢取了宝贵时间,最终救出115人,创造了世界救援史上的奇迹。

矿业可持续发展的前瞻者

新中国成立70年来,我国矿业领域的发展发生了翻天覆地的巨大变化,尤其是煤矿开采,从手工作业到机械化作业,从机械化到自动化,再到现在的智能开采,已经位居世界领先地位。同时,矿业的巨大贡献也支撑了共和国经济的平稳快速发展。可以说,广大矿工兄弟为我国经济的飞速发展做出了不可磨灭的贡献。据国家能源局的统计,2018年,我国煤炭总产量达36.8亿吨,不论是从净产量,还是从可持续开发利用来看,煤炭都远远高出其他能源,煤炭到目前为止还是我国的主体能源和重要的工业原料。

采访过程中,武强院士告诉记者:“中国的煤炭工业不是一个朝阳产业,但也绝对不是一个夕阳产业。”煤炭在我国经济社会发展过程中提供的能源保障作用是非常大的,但是站在科学的立场上看,我国煤炭工业在勘探、开采、消费、利用的过程中,还存在一些问题,比如安全问题、环境问题等等,其中最应该引起大家关注的就是矿山的环境问题。

矿产资源开发曾经以牺牲人类生存环境为代价,造成了难以弥补的资源浪费和生态环境破坏。目前,矿山的“绿色化”问题还比较严重,任务还比较艰巨,无论从资源的浪费及破坏还是从矿产开采后对含水层结构的破坏来看,都对我国矿山环境造成了极大的负面影响,给子孙后代留下了非常大的压力及能源隐患。所以,我们决不能再以牺牲环境为代价,要按照习近平总书记提出的“生态优先、绿色发展”的总要求,在煤炭行业提倡高效益的基础上提倡高效率。要研究能源经济学,充分考虑和煤炭开采过程中的环境成本并计入价格之中。同时,提倡“低碳化、清洁化”的能源消费,努力打造一个“青山常在、清水常流、空气常新”的“美丽中国”。

今年是中国矿业大学(北京)110周年校庆,在记者问到武强院士对学校发展有什么期望时,他说,期待中国矿业大学(北京)能够进一步秉承矿业院校的老传统,持续推进“双一流学科”建设,向世界一流能源综合大学继续挺进。他建议学校要与时俱进,在现有学科基础上增加可再生能源学科,加快煤化学转化工程学科的建设,研究二氧化碳捕捉等碳收集和碳利用研究,促进综合能源学科的发展。在谈到青年科技人才的培养时,武强院士满含关爱地说:“年轻人一定要有远大的志向、坚韧不拔的毅力和强健的体魄,只有这样,才能够为煤炭工业、为国家做出更大的贡献,为中华民族的伟大复兴贡献青春与力量。”

薪火相传,硕果累累,凝心聚智,再创辉煌。今天的中国矿业大学(北京)正以强劲的发展势头和昂扬的精神面貌继续书写着自强不息、追求卓越的崭新篇章。在对武强院士的采访过程中,记者深深地感受到,中国矿业大学(北京)在全体师生的共同努力下,一定会立足中国大地办好独具特色的高水平大学,培养更多的社会所需的高素质人才,在实现中华民族伟大复兴中国梦的伟大进程中推动学校更好更快发展!

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科普62a1537e
庶吉士级
学习了。
2024-05-09