何其用功!年少时的煤油灯和炉火见证了他学习的自觉认真努力;何其坚定!舍弃国外优厚的待遇要为祖国贡献力量;何其睿智!神东矿区建设伊始,他就留意到水资源将成为持续高强度开采的瓶颈;何其大胆!敢于打破常规提出将矿井水在井下储存利用的技术构想。20年的钻研实践,他建立了煤矿地下水库理论框架和技术体系,为我国西部煤炭绿色开发工程技术做出了突出贡献。他就是我国工程院院士、神华集团科技发展部总经理顾大钊


勤奋苦学,终日不懈


       顾大钊出生于一个普通的农村家庭,父亲是当时八滩镇中南小学的教师,用每月42元的工资供养着他们姊妹六个、兄弟两个,家庭条件可想而知。为了在减轻家里负担的同时又不耽误自己的学习,顾大钊读高中时,每次放学回家都会先去劳动挣工分,晚上回家后虽然很累,但他仍然坚持在煤油灯下看书。

1975年,十年动乱尚未结束,高中毕业的顾大钊没有了继续读书的机会,无奈之下进入附近的五醍浆酒厂做工,一干就是3年。虽然人在工厂,但他的心却一直向往校园,坚信知识可以改变人的命运、实现国家富强

顾大钊与老师、同学的合影留念。(左四为顾大钊)

五醍浆酒厂的老领导尹来富对顾大钊赞不绝口,当时酒厂五六十人,顾大钊最勤奋,在酒厂的活很重的情况下,他晚上回到宿舍也还会看书,经常是看着书睡着的。轮到他烧锅炉了,他就夹着本书,一边烧着炉火,一边借炉火的光看书。也正是因为顾大钊一直没有放弃学习,他才可以在高考恢复后、大家都回学校去复习备战高考的时候还能在酒厂一边做工一边学习。


身有所长,必报家国


      功夫不负有心人,1978年,顾大钊考入山东矿业学院矿井建设专业。进入大学校园,终于圆了继续读书的心愿,这让顾大钊满心欢喜,更让他倍加珍惜。回忆当年的情景,顾大钊感慨良多:“我十分珍惜受到高等教育的机会,在学校里整天就是学习,每天想的也是尽量多学点东西。”

顾大钊院士回母校交流访问(正中为顾大钊)

毕业后为了继续学习,他考入了中国矿业大学(北京),在这里完成了硕士研究生和博士研究生的全部学业,成为我国地下特殊工程领域的第一位博士,并在中国矿业大学留校任教。

1990年3月,顾大钊受世界银行贷款项目资助,公派赴澳大利亚新南威尔士大学进行博士后研究,师从RobinFell教授,一位从生产一线转到学校从事理论研究与教学工作的实践型专家。RobinFell教授对顾大钊说:“一定要把理论研究与现场实践结合在一起,不然的话很难出成果。”就是这样一句简单的话,对他后来的科研实践产生了深刻影响。

在进行博士后研究时,顾大钊担任了“岩石可犁松性研究”课题负责人,在课题试验研究完成后,澳方相关企业和技术研究机构向他伸出橄榄枝,并开出了优厚的条件。但他不肯失信于祖国和母校,婉拒了各方的挽留和邀请,毅然回到了祖国。

他说:“在澳大利亚时,我是博士后,还带着他们那里的几个博士一起搞项目。当时他们的博士就算是工作了,一年可以拿到5万澳元,而我们国内1991年像我这样的每个月的工资只有100多元人民币。所以很多人对我回来不理解,但是我觉得应该回来,应该为国家做点事。”

由于研究和教学工作成绩突出,顾大钊回到国内不久,就晋升为副教授,1993年又破格晋升为教授,成为当时我国煤矿建设工程领域最年轻的教授。在此期间,他研制的用于研究机械破岩的相似材料被国外学者称为Gu-stone(顾氏材料),开展的“岩石机械破碎的相似材料模型试验方法的研究”和“双变量行星钻头的设计原理及钻进系统的实验研究”均为国内外首创的研究领域。


高瞻远瞩,大胆创新


       1995年,顾大钊,受组织调配到神华集团担任技术负责人。告别三尺讲台走进一线实践,顾大钊初衷明确:“希望学到的知识,到企业能够用上。”

初到神东矿区的顾大钊就敏锐地意识到水资源短缺将成为未来制约该地区煤炭持续高强度开发的瓶颈。神东矿区地处晋陕蒙宁交界的能源“金三角”地区。该地区煤炭储量占全国的29%,煤田赋存条件适合安全高效的大规模现代开采。但是该地区水资源极度匮乏,仅占全国的0.37%,年降雨量不足400毫米,蒸发量却高达2500毫米。

在神东矿区矿井建设和生产期间,顾大钊发现该地区虽然干旱少雨,但矿井涌水量却很大。长期以来,煤炭开采过程中一直延续着矿井水外排的传统方法,矿井水利用率长期低于30%,资源浪费严重。

看着白白排放掉的矿井水,顾大钊开始带领团队围绕这一切入口做文章。“一方面缺少水,一方面水还要外排。以问题为导向,我们就琢磨怎么能把水保住,这是一个非常重要的转变。”为了既采煤又能保护利用矿井水,顾大钊打破常规,创造性地提出了将矿井水在井下储存利用的技术构想。这在煤炭产业的技术演变史上,是一次毫无前例的尝试。


迎难而上,终有所成


       构想一提出,质疑声纷至沓来。因为矿井水害是煤矿生产中的重大危险源,井下储水存在较大风险。面对质疑,顾大钊深入钻研,全面掌握了煤炭开采对地下水运移的影响规律,提出了利用煤矿采空区储水、建设地下水库的技术路线。

      1998年井下一水平2-2煤第一个采空区储水“龙宫”建成,完成了由零到一的突破。有了第一次成功的探索,大柳塔矿在持续开采的过程中,延续之前工艺增加工作面,然后再将每一个工作面进行连接,地下储水空间开始以倍数增长。直到2006年,神东矿区成功建成首个储水量达60万方的地下水库。

技术攻坚至此,至少已经证明矿井水地下存储已经成为可行方案。但是井下的水并没有完全存住,还需要向地面排出一部分,水资源污染和浪费的问题并未根本解决。

“能否在不同煤层,不同区域做很多水库,将水库之间进行连接。”顾大钊提出了新阶段的设想。延续此思路,2010年,神东煤炭集团大柳塔煤矿成为最先建成的地下水库示范工程。产量在3500万吨左右的大柳塔矿,由四个水库组成,大总储水量约710万立方米,相当于一座中型水库规模,成功实现大柳塔矿的矿井水不外排。

目前神东矿区已建成了35座煤矿地下水库,年供水量超过6000万吨,不但提供了95%以上的矿区用水,还给外部产业供水。传统的矿井水害变成了水利,矿区由用水排水大户变成了储水和供水的基地。近3年来,神东矿区因矿井水保护利用创造的经济效益已超过30亿元。

中国工程院“推动能源生产与消费革命”重大战略咨询项目将其列为能源生产革命的重要技术方向。原世界煤炭协会主席、力拓能源CEO哈里先生对此高度评价:“相比世界上其他先进的矿井水处理技术,这项工作显然更先行一步,对于煤炭开采业可持续发展意义重大

在煤炭开发与水资源保护的道路上,顾大钊始终以人生作笔、科技为墨,描绘着煤炭绿色开采的宏伟蓝图,续写煤炭工业可持续发展更加辉煌的篇章。

       人物简介:顾大钊(1958.5.1- ),矿山工程与水文地质专家。江苏滨海人。1982年毕业于山东科技大学,1988年在中国矿业大学获博士学位,是我国煤矿建设井巷特殊工程领域的第一位博士。1990年至1991年在澳大利亚新南威尔士大学从事博士后研究。

1993年在中国矿业大学破格晋升为教授。1995年作为科技带头人调入神华集团(现国家能源集团)工作。现任国家能源集团科技委常务副主任,煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室主任。获国家科技进步一等奖1项、二等奖4项,获孙越崎能源大奖。获授权发明专利30多项,1项发明专利获中国专利金奖。发表论文30余篇,出版专著3部。2015年当选为中国工程院院士。

 对我国西部煤炭绿色开发工程技术做出了突出贡献。提出了煤矿地下水库储用矿井水的技术思想,建立了煤矿地下水库理论框架和技术体系。此技术首先在神东矿区全面应用,煤矿地下水库提供了该矿区用水量的95%以上,为干旱缺水的神东矿区建成世界唯一的2亿吨级超大型煤矿区提供了水资源保障。还给矿区周边发电和煤制油等企业供水,使西部煤矿区由耗水大户成为供水基地,奠定了我国在此技术领域的国际领先地位。该技术正在西部其它矿区推广应用,为保护利用我国煤炭开采每年损失的数十亿吨矿井水资源开辟了新路径。组织研发高矿化度矿井水低成本处理技术,为宁东、哈密等西部缺水矿区高矿化度矿井水高效利用提供解决方案。

采编/木子亙

 

 

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