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做煤矿防灭火科技的引领者

——记中国矿业大学教授秦波涛

2018-12-17 9:29:06 来源:中国矿业报 作者:卢进丽 刘尊旭

矿井火灾是煤矿生产的主要灾害之一,一旦井下发生火灾,不仅会造成煤炭资源的损失、工程和设备的破坏,导致生产中断,更严重的是会直接威胁矿工的生命安全。

俗语说:水火无情。但中国矿业大学的秦波涛却明知山有虎,偏向虎山行。他矢志奉献煤炭事业,数十年如一日,走在了与煤矿火灾做斗争的最前线。

他用一项项独占鳌头的科技创新,减少了煤矿安全事故,承担起了引领煤炭行业向更高水平发展的责任,成了行业内公认的煤矿防灭火的标杆。

秦波涛正在井下进行采空区有害气体检测

秦波涛日前入选2018年度国家杰出青年科学基金资助项目名单,资助方向为煤矿热动力灾害防治。

不畏危险,扎根矿山解决难题

实践是最好的老师。秦波涛从研究生开始就一直战斗在煤矿火灾防治第一线。

2003年,面对宁夏煤业集团白芨沟矿的巨大瓦斯爆炸,全国煤矿灭火专家均感到十分棘手。在王德明教授的带领下,秦波涛到现场主持灭火工作。面对如此巨大的难题,他二话不说,深入爆炸现场,写方案,下矿井,入巷道,打钻孔,与该矿工程技术人员一起坚守在矿区,战斗在最危险的一线,一干就是两个多月。

“当时是冬天,天气非常寒冷,穿两件大衣都觉得冷,有时候深夜12点还要爬到山上查看具体情况,了解实际情况是否与自己设计的一致。”

2004年,东北最大的大兴煤矿采空区发生自燃火灾,采空区瓦斯浓度高,找不到火源点,情况十分危急。接到求救后,秦波涛连夜赶到了煤矿现场。秦波涛说:“当时心中惟一的信念就是灭火,连续一周几乎都在井下度过,到了紧要关头,连续两天两夜未合眼。”

功夫不负有心人。仅一周时间,就解决了采空区不明位置的煤自燃问题,秦波涛这才松了一口气。大兴煤矿避免了工作面封闭,恢复了生产,矿工们纷纷说:“还是有学问的博士能解决问题呀!”

为了防止采空区煤自燃再次发生,秦波涛又在大兴煤矿待了两个多月,认真完善防火的整体方案。自此,秦波涛与大兴煤矿结下了深厚的友谊,一旦该矿遇到什么难题,他们总是习惯地向秦波涛咨询,秦波涛被大兴煤矿授予了“荣誉矿工”称号。

即使毕业留校任教后,秦波涛每到一个矿也都要亲自下井。成为教授后,他到矿上下井的次数一年不少于100次。“每到一个矿井,我都会亲自下井,因为从地面上永远无法真正了解井下的具体情况。”

“由于井下条件特殊,有的矿坐的是人行车,有的矿只能走路,还经常在井下“上山”“下山”,有的矿井从井口走到工作面,需要两个多小时,常常大清早下去,再上来时已是下午两三点钟。如果是冬天的话,还需穿着厚厚的服装,十分笨重。”一谈起下井的情况,人们都觉得十分辛苦。

尽管常人看来深入矿区很辛苦,但秦波涛却不以为然,“当为煤矿解决了一个个问题后,我特别有成就感。首先,能够保障矿工的安全;其次,使煤矿依旧能够正常生产,创造效益。井下条件恶劣,矿工们非常不容易,我们仅仅是到井下进行技术指导,而他们却要长时间呆在下面工作,还随时面临生命危险,为他们创造更加安全的环境是我们煤矿安全科技工作者的责任。”

追求卓越,多项成果领跑国际

科研是实现自身价值的必然选择,秦波涛对此深有体会。他不仅注重在煤矿防灭火中不断攻坚克难,发明了多项重大技术,产生了良好的经济效益和社会效益,更注重为矿工带来安全守护,做煤矿防灭火科技的引领者。

为高效防治矿井煤炭自燃,近年来,秦波涛发明了三相泡沫阻化防灭火技术,即通过对含化学阻化剂的粉煤灰(黄泥)浆液发泡,以大流量泡沫为载体,将粉煤灰(黄泥)及阻化剂输运到一般液固介质难以到达地点的防灭火技术;研发了以水泥、粉煤灰、促凝剂为基材的高倍数无机固化泡沫堵漏防灭火材料,从复合浆体颗粒的润湿、促凝剂促进水化、自由水消耗、孔壁固化等方面提出了高倍数无机固化泡沫稳定及凝结固化机理;基于逐级孔隙式发泡、中空螺旋逐次混泡原理,发明了可以产生大流量、高倍数无机固化泡沫的发生装置。同时,他还发明了保水性能好、稳定周期长且具有成膜覆盖效果的高保水泡沫凝胶防灭火材料及技术,揭示了高保水泡沫凝胶的稳定及防灭火机制。这些科研成果在煤矿得到了大力推广,受到了一致好评。2012年,南非Kleinkopje Colliery和Greenside Colliery煤矿采空区发生塌陷、煤自然发火等灾害,经过实地考察和资料分析,秦波涛和导师王德明一起提出了详细的可行性技术方案,尤其是运用了三相阻化泡沫防灭火技术,得到该公司领导和技术负责人的一直认可。

矿工长期接触煤矿井下粉尘,呼吸系统防御机能容易受到损害,易得尘肺病。针对这一现象,经过多年反复实验,秦波涛研发了活性磁化水高效降尘技术。该技术通过表面活性剂与磁场二者共同作用来有效改善水的性能,采用化学与物理相结合的方法实现了高效降尘。他构建了一套井下活性磁化水除尘系统,包括地面蓄水池、活性剂添加与混合装置、喷雾加压装置以及磁化装置。该系统具有操作方便、运行稳定的特点,适用于井下狭小的空间环境。目前,该技术已在山东鹿洼矿等投入运用,效果良好。

秦波涛表示:“做研究不能好高骛远,一定要静下心来踏踏实实地做。研究的成果技术要能够解决煤矿的实际问题,要让煤矿工人感受到科技给他们带来的安全感和幸福感,这是一个很重要的事。”秦波涛先后入选成为国家“万人计划”领军人才、国家创新人才推进计划中青科技创新领军人才、中组部青年拔尖人才、教育部新世纪优秀人才,并被评为江苏省突出贡献中青年专家。同时,他还获得霍英东高校优秀青年教师奖等。

秦波涛主持了国家自然科学基金重点项目、国家重点研发计划课题等国家及省部级项目10余项;获国家科技进步奖、国家技术发明奖以及省部级奖7项;在FUEL等期刊发表论文90多篇,出版专著1部,获得美国等国际发明专利17件、国内发明专利26件;制定国家安全生产行业标准1项……

对于秦波涛而言,每一个荣誉都是新的奋斗起点,他表示:“成绩的取得得益于王德明教授的悉心栽培,得益于老一辈安全人营造了特别好的学科平台、氛围和环境。”

“合抱之木,生于毫末”。秦波涛亦反复强调,成功没有捷径。科研就是一点点地积累起来的,没有长年累月的时间和精力的付出就很难取得进步。

教书育人,以身作则甘于奉献

“十年树木,百年树人”。为了能够培养更多可靠的接班人,秦波涛可谓殚精竭虑。

本科教育是核心。即使科研工作再繁忙,秦波涛仍坚持为本科生上课,主讲了《矿井通风与安全》、《矿井火灾学》等专业课程。除了课本知识,他力求使所讲授的内容包含最新的国内外研究动态,注重将科研成果贯穿于教学中,将在实践中碰到的问题、案例等融入到课本中去阐释。同时,他还主动申请担任本科班的班主任,积极引导学生热爱专业,教他们如何做科研。

秦波涛的课广受学生欢迎,他们纷纷在评师网上为秦波涛点赞,“秦老师的课程坚持理论与实践相结合,让我们不再局限于枯燥的理论和概念,而是形象地了解了真正的煤矿”;“秦老师学识渊博,课讲得生动有趣”;“能把课程讲得这么棒的老师,还从没有见过”……

尽管科研任务很重,秦波涛仍坚持主编《矿井火灾防治》教材,他说:“我必须把这几年最新的理论、研究成果、技术研发、经典案例等补充进来,一流学科,一流人才,一定要有一流的教材。”

作为研究生导师,秦波涛强调,首先要让学生爱上这个行业,愿意为之奉献;其次,要培养他们具备相应的素质和能力。在这一过程中,老师要对学生们真心付出,要关心学生的成长,因为只有真心才能换来真心。

史全林是从材料学院考上来的硕士研究生,跨专业本是他学术上的短板和不足,但秦波涛从这一“短板”出发,让他从事煤矿用防灭火材料课题研究。在秦波涛的指导和帮助下,史全林从大四上学期就开始进入实验室跟随导师和博士生一起做实验,并代表课题组参加了第十四届“挑战杯”比赛。在整整一年的备赛过程中,从填写申报书到完善研究报告,再到指导学生做PPT、传授答辩技巧,秦波涛坚持参与每一个环节。在秦波涛的耐心指导下,最终史全林以及团队获得了“挑战杯”全国三等奖。

秦波涛对学生要求很严格,要求研究生必须按照上班制度到实验室学习,要求研究生每两周进行一次全体实验人员的科研探讨会议,在会上将近期所从事的研究工作以PPT的形式进行汇报。有时学生不理解,但看到已是教授的秦波涛依旧以身作则,就慢慢悟出了其中道理。学生周群无比钦佩地说:“秦老师具有严谨的工作态度,时常教导我们‘事无小事、细节决定成败’。有次秦老师和我在办公室探讨汇报PPT一直到深夜,在这一过程中,我切实感受到了老师精益求精的工作态度。”

在秦波涛身体力行的感召下,他的学生都非常勤奋,取得了很好的成绩,比如今年团队中1名博士和1名硕士分别获得国家奖学金。再如,博士生张雷林毕业后到安徽理工大学,第一年就发表4篇SCI论文,获得了国家自然科学青年基金和博士后特别资助,并在今年成功获得了国家自然基金面上项目。

此外,秦波涛还担任了安全学院教学副院长一职。他本着服务、奉献的理念,全力以赴地抓好学院本科教学工作,积极探索本科教育教学规律,持续推进教学改革与建设,从而使学院取得了一批重要教学成果。

科学追求永无止境。秦波涛说:“我虽然取得了一定的成绩,但这些成绩是中国矿业大学安全学科几代人共同努力的结果,煤炭领域的很多科学技术问题还没有解决,作为矿大人,唯有勤奋努力,多出成果,多担当,多为煤炭行业做贡献,才能担负起应有的重任。”□

网站编辑:宫莉

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