煤,通過燃燒自己,帶給人類溫暖和光明,因此被稱為“烏金”和“太陽石”。煤炭是我國的主要能源,在國民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的戰(zhàn)略地位。但在煤炭開采的過程中,煤礦安全事故就像一個吃人的“怪獸”,奪走了許多礦工的生命,而礦井瓦斯又是造成煤礦重大惡性災(zāi)害事故的主要原因。中國礦業(yè)大學(xué)周世寧教授在向記者介紹煤層瓦斯流動理論時說,研究瓦斯在煤層中的流動規(guī)律和含瓦斯煤的流變破壞機(jī)理是防治礦井瓦斯事故的重要理論基礎(chǔ)。煤層中的瓦斯氣體90%以上以吸附態(tài)存在,這使得它既不同于對煤無吸附性的氣體,又不同于水。認(rèn)識瓦斯這種特殊氣體在煤層中的儲運(yùn)規(guī)律和對煤力學(xué)性質(zhì)的改變作用,是防止瓦斯事故的首要課題。
周世寧教授1953年畢業(yè)于中國礦業(yè)學(xué)院采礦系,后留校從事教學(xué)和科研工作。在長期的瓦斯防治研究中,他創(chuàng)建了煤層瓦斯流動理論體系,從本質(zhì)上闡明了煤礦中的瓦斯來源及賦存條件,為減少瓦斯災(zāi)害做出了重大貢獻(xiàn)。1993年,他的“煤層瓦斯流動規(guī)律研究”獲國家自然科學(xué)四等獎。
通過對煤層瓦斯流動規(guī)律進(jìn)行研究,周世寧教授發(fā)明了測定煤層瓦斯參數(shù)的技術(shù),其中“煤層透氣系數(shù)測定方法”在1983年獲煤炭工業(yè)部科技進(jìn)步一等獎,“膠圈-玉力粘液封孔測定煤層瓦斯壓力的裝置”獲1986年國家發(fā)明三等獎。
周世寧教授在1986年獲得全國優(yōu)秀科技工作者稱號和全國“五一”勞動獎?wù)?1999年當(dāng)選為中國工程院院士,2001年被教育部任命為高等學(xué)校地礦學(xué)科第一屆教學(xué)指導(dǎo)委員會主任。
陽春三月,中國礦業(yè)大學(xué)北京校區(qū)已是花團(tuán)錦簇,一派生機(jī)盎然的景象。在校區(qū)西二樓的家中,周世寧院士接受了《當(dāng)代礦工〉雜志記者的專訪。周院士給人的第一印象是和善、謙遜,哪怕是對慕名而來者也是恭敬有加、彬彬有禮,且思路敏捷,語調(diào)平和舒緩,不急不躁,讓記者領(lǐng)略到了他剛?cè)嵯酀?jì)、孜孜探求的性格。
周院士是煤礦安全工程學(xué)家,煤層瓦斯流動理論的創(chuàng)立者。當(dāng)談起在中國礦業(yè)學(xué)院上學(xué)時,他說:“我并不是由于熱愛煤炭行業(yè)才學(xué)采礦的。當(dāng)年,我是在復(fù)旦大學(xué)化學(xué)系讀書,我的哥哥在上海交通大學(xué)讀書,家里同時負(fù)擔(dān)兩個孩子上大學(xué)很困難。1950 年,中國礦業(yè)學(xué)院實(shí)行供給制,這樣我才去學(xué)的采礦專業(yè),但是在進(jìn)入到這個行業(yè)后,深深為礦工的優(yōu)秀品質(zhì)感動,他們?yōu)榱耸澜绲墓饷鱽淼降叵律钐庍M(jìn)行艱苦的勞動,作為一個從事煤礦安全事業(yè)的科學(xué)工作者一定要為他們保駕護(hù)航?!?/span>
一、通往大師之路,周世寧的R-S-R學(xué)習(xí)方法周世寧1934年出生在揚(yáng)州市左衛(wèi)街的一個舊式大家庭里,小學(xué)和中學(xué)都是在揚(yáng)州度過的。在大家庭中,他年齡最小,哥哥周世恭比他大18個月,初中和高中都在同一學(xué)校、同一班級。雖然他的學(xué)習(xí)成績遠(yuǎn)不及哥哥,但因年紀(jì)小,家里也不苛求他,從小給了他一個寬松自由的環(huán)境。當(dāng)時家里有很多藏書,對他影響最大的是一本書是愛迪生的傳記,愛迪生勤奮學(xué)習(xí)、勇于創(chuàng)新的精神給他留下了深刻的印象。
兒時的周世寧干什么事都比較專注,喜歡動手操作。在一次學(xué)習(xí)平面幾何時,聽老師說一角三等分是世界十大難題之一,于是他為了嘗試一角三等分,連著幾天一直畫圖研究到深夜;星期天到城外小河去撈魚,他可以編織漁網(wǎng)到凌晨:制作橡皮筋牽引的模型飛機(jī),包括螺旋槳在內(nèi)的所有材料,他都是自己用小刀削刻出來的。這種專注精神深深地影響了他以后的學(xué)習(xí)和工作。
大學(xué)畢業(yè)后,為了研究煤層瓦斯流動規(guī)律,他繼續(xù)學(xué)習(xí)滲流理論,并深感在上大一時沒有把數(shù)學(xué)學(xué)好,于是重新自學(xué)高等數(shù)學(xué)一年多。經(jīng)過這一反復(fù)后,他對高等數(shù)學(xué)有了較深的理解和認(rèn)識。
教科書上說,瓦斯超限會使人窒息死亡。他對此很不理解:瓦斯不是有毒氣體,人如果感到呼吸困難,可以往有新鮮空氣的地方跑,怎么可能在那等死?一次,他在一個礦井下做實(shí)驗(yàn),有一個地方冒頂,用燈光一照,就像有一層分界線,說明瓦斯?jié)舛群芨?。他決定體驗(yàn)一下在這種環(huán)境下,人究竟是怎樣一個感覺。他對同伴說:“我鉆進(jìn)去,你們看我不行了就把我拉出來?!彼M(jìn)去后,只感到困倦,并沒有感到呼吸困難,更沒有想到離開,這讓他恍然大悟。在以后給學(xué)生講課的時候,他經(jīng)常講起這次經(jīng)歷,也讓他的學(xué)生對瓦斯有了更深刻的認(rèn)識。
學(xué)習(xí)怎樣才能做到學(xué)深、學(xué)透呢?他認(rèn)為是必須在學(xué)習(xí)中反復(fù)思考,把握科學(xué)家發(fā)明理論的思維方法和過程,這樣才能把知識變成自己的,才有可能用好、用對。
周世寧的學(xué)習(xí)方法是:第一,恭恭敬敬地聽講、看書,努力弄 懂理論的由來和立論的依據(jù)以及它的適用條件;第二,千方百計(jì) 地找毛病來推翻它,深化對它的理解和認(rèn)識;第三,在不能否定它 之后,就堅(jiān)定地相信它,并且在工作中恭恭敬敬地應(yīng)用。他把這一 方法稱為R-S-R學(xué)習(xí)方法,即From Respect to Suspect, From Suspect to Respect,從尊敬到質(zhì)疑,從質(zhì)疑到尊敬。
這一學(xué)習(xí)方法使他對知識的理解變得深刻和牢固,令他終 身受益,以后的重大決策時,能相信自己的分析,不猶疑、不退卻。
1978年5月,甘肅窯街礦務(wù)局三礦在砂巖中掘進(jìn)大巷時發(fā)生了事故,突出巖石2000噸、二氧化碳24萬立方米.犧牲了90人,初步判定是一起巖石和二氧化碳突出事故。煤炭工業(yè)部要求中國礦業(yè)學(xué)院派人參加事故的分析處理,周世寧奉命參加事故調(diào)查。在趕往現(xiàn)場的路上,他通過理論分析判斷,認(rèn)為不應(yīng)該是巖石和二氧化碳突出。因?yàn)樯皫r對二氧化碳沒有吸附力,只能以游離 狀態(tài)存在于砂巖的孔隙,而砂巖的孔隙率一般只有10%,100立方米的空間要存儲24萬立方米的二氧化碳是不可能的。周世寧確信這是一次煤和二氧化碳突出,一定是在掘進(jìn)中巖巷遇到了斷層,斷層把煤層隔在巖巷的前方,由于煤層含高壓的二氧化碳,在揭開煤層時造成了這次事故。當(dāng)時“文革”剛結(jié)束,他還是個“反動 學(xué)術(shù)權(quán)威”,不能亂說亂動。由于種種顧慮,一路上,他不敢與別人 討論交流。到現(xiàn)場后,他在事故分析會上果斷地提出要求立即到 事故地點(diǎn)調(diào)查,因?yàn)樗_信一定能在發(fā)生事故的巖石大巷中找至L 突出拋出的煤塊。調(diào)查組在現(xiàn)場很快發(fā)現(xiàn)了突出拋出的煤塊,并找到了懸掛的放炮器,這表明與他事先分析的結(jié)果一致,這次事 故是由于地質(zhì)條件變化,在放炮時巖巷誤穿煤層引起煤和二氧化 碳突出產(chǎn)生的。事后,該礦根據(jù)這一調(diào)查結(jié)果改進(jìn)了掘進(jìn)工藝。
二、艱難攻關(guān),創(chuàng)建煤層瓦斯流動理論
瓦斯災(zāi)害是煤礦最嚴(yán)重的自然災(zāi)害。舊中國沒有專門研究防 治瓦斯災(zāi)害的專家,也沒有有關(guān)的論著。1953年,周世寧被分配到中國礦業(yè)學(xué)院采礦系通風(fēng)安全教研室工作,成為新中國第一代 專門研究防治瓦斯災(zāi)害的專家。為了加深對煤礦瓦斯的了解,他帶著行李長期住在開灤煤礦和撫順煤礦,經(jīng)常一天下兩三次井, 有時在井下一呆就是兩三天,進(jìn)行了大量的參數(shù)測量。通過長期 實(shí)踐,他對瓦斯的涌出和運(yùn)移有了新的認(rèn)識。
當(dāng)時世界上石油和天然氣開采工業(yè)大發(fā)展,學(xué)術(shù)界普遍運(yùn)用地下水力學(xué)的理論來推導(dǎo)石油和天然氣的流動情況。在這種情況下,周世寧想到了運(yùn)用地下水力學(xué)理論推導(dǎo)煤層瓦斯流動情況。但是巖石對石油和天然氣沒有吸附性,而煤層對瓦斯有很強(qiáng)的吸 附性,90%以上的甲烷氣體以固體狀態(tài)存在于煤層孔隙表面,以動平衡的狀態(tài)與游離氣體不斷交換。這就需要新的理論依據(jù)和數(shù)學(xué)推導(dǎo)公式。
煤對瓦斯的吸附與釋放的數(shù)學(xué)模型屬于朗格繆爾方程,難于用簡單的數(shù)學(xué)分析處理。經(jīng)過大量的演算后,周世寧決定采用近似的拋物線方程來表達(dá)瓦斯壓力和含量的關(guān)系,并從中導(dǎo)出了煤 層瓦斯單向、徑向、球向流動的微分方程式。
下一步是要從微分方程式導(dǎo)出在工程中實(shí)用的計(jì)算公式。周世寧在實(shí)驗(yàn)室中建立了單向和徑向流動的模型,用二氧化碳在煤 粉中滲流的實(shí)驗(yàn),尋找高吸附性的氣體在多孔介質(zhì)中的流動方 程,通過實(shí)驗(yàn)測定模型中的瓦斯壓力、流量、吸附性、流動時間等 一個個具體的參數(shù),導(dǎo)出了普遍的計(jì)算公式。1963年,這一研究成果發(fā)表在的北京礦業(yè)學(xué)院科學(xué)文選中,這是國內(nèi)外首次用簡單 的代數(shù)方程表達(dá)出煤層瓦斯的單向、徑向和球向流動的方程。這些計(jì)算公式在以后的煤礦瓦斯防治工程中被廣泛應(yīng)用,然而一直 到30年后的1993年,這一成果才獲得了國家自然科學(xué)獎。
1958年,在研究“煤層瓦斯流動理論”的同時,周世寧創(chuàng)制了當(dāng)時在世界上獨(dú)一無二的“礦井通風(fēng)網(wǎng)路電模擬計(jì)算機(jī)”。風(fēng)流在礦井通風(fēng)網(wǎng)路中的流動是紊流流動,壓差和流量是平方關(guān)系,屬于非線性流動,良好的通風(fēng)狀態(tài)是煤礦安全的基礎(chǔ)。上世記50 年代還沒有電腦,因而很難準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)計(jì)算和控制礦井的通風(fēng)系統(tǒng)。周世寧設(shè)想用線性電阻網(wǎng)絡(luò)模擬風(fēng)網(wǎng),用電壓模擬風(fēng)壓,用電流模擬風(fēng)量,用電阻模擬風(fēng)阻。但是電流的流動規(guī)律屬于線性流動,不同于風(fēng)流,兩者之間存在根本的差別。一天,他突然想到風(fēng) 網(wǎng)中風(fēng)流的流動是穩(wěn)定的,每一條風(fēng)路只有一個風(fēng)量和壓差,在 坐標(biāo)圖上只有一個工作點(diǎn),而線性電阻網(wǎng)絡(luò)在相應(yīng)的電路上也只 有一個電流、電壓工作點(diǎn),只要通過逐步調(diào)節(jié)的方法使各條電路 電的工作點(diǎn)和相應(yīng)風(fēng)路風(fēng)的工作點(diǎn)重合,就可以完成模擬過程。這就是他在相似理論和模擬技術(shù)中提出的新概念——“點(diǎn)模擬”, 是對相似理論的新發(fā)展?;谶@一理論,周世寧設(shè)計(jì)了一個有許 多可調(diào)電阻的網(wǎng)絡(luò),通過調(diào)節(jié)線性電阻逐步逼近非線性的風(fēng)網(wǎng), 研制出來的礦井通風(fēng)網(wǎng)路電模擬計(jì)算機(jī)在開灤林西礦的65條 復(fù)雜風(fēng)路的風(fēng)網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算時,取得了與實(shí)際一致的結(jié)果,這是當(dāng) 時該領(lǐng)域世界最新的成果。
研制的過程是艱難的。在研制過程中,周世寧搬到實(shí)驗(yàn)室居 住,有了新的想法就半夜里起來做試驗(yàn)。1958年是大躍進(jìn)的年 代,強(qiáng)調(diào)一切都要政治掛帥。周世寧埋頭搞研究工作,在那個年代 卻一直被某些人說成是走白專道路,只專不紅。雖然一些研究成 果已蜚聲國際,他研制的礦井通風(fēng)網(wǎng)路電模擬計(jì)算機(jī)1959年就 被北京市和國家科委選送到德國來比錫國際博覽會展出,但是他 從1953年畢業(yè)當(dāng)助教,這一當(dāng)就是11年,直到1964年才晉升 講師,到了 1966年又“破格提拔”成了反動權(quán)威。(在人們眼里, 既然是權(quán)威,起碼應(yīng)該是副教授、教授,所以周世寧說是被“破格提拔”了。)
三、煥發(fā)青春,再攀科研新高峰
周世寧在國際煤炭學(xué)術(shù)論壇上一舉成名,是1979年10月6 B在克羅地亞召開的第十八屆國際采礦安全大會上。
1978年黨的十一屆三中全會后,周世寧獲得徹底平反。同年,第十八屆國際采礦安全大會在中國征集論文,他的《煤層透氣 系數(shù)的測定方法》論文呈遞后被大會組委會入選。1979年6月他收到大會組委會的通知:……請你擔(dān)任10月7日大會的執(zhí)行副 主席……
周世寧一看就蒙了,因?yàn)樗来髸怯糜⒄Z交流的。周世寧上大學(xué)后學(xué)的是俄語,英語還是上中學(xué)時學(xué)的,二十多年沒有用過,連字母發(fā)音都像俄語。后來一想,還有三個多月時間,努努力還是可以的。于是他把由翻譯公司翻譯成英文的論文分解成八張幻燈片,一邊查字典編寫解說詞,一邊進(jìn)行背誦。就這樣每天背 三五遍,到9月底就背了兩百多遍,再念念英語九百句,也就能和 “老外”對付著聊兩句了。
10月4日,周世寧飛到克羅地亞的杜布羅夫斯克。這是他第 —次出國,因此非常興奮。然而他還沒有來得及欣賞亞得里亞海風(fēng)景如畫的景色,就感覺到沉重的心理壓力。按大會規(guī)定,宣讀論文后,要站在講臺上面對幾百名聽眾用英語回答問題。在第一天的會議上,有位日本教授因?yàn)槁牪欢牨姷奶釂枺霈F(xiàn)了非常尷尬的局面。他見到這一情景,心中非常緊張,因?yàn)榈诙焐衔缇洼喌阶约鹤鲌蟾婧椭鞒謺h。但他想,提的問題反正都是論文中的事,可以把論文逐段分解,找出可能提問的問題,事先寫好答案并且背熟,只要聽懂兩個字就可以回答。
經(jīng)過了大半夜的辛勤準(zhǔn)備,第二天的大會終于來臨了。在大會主席臺上與會議主席互致問候后,他上臺開始宣講論文。當(dāng)他流利地背完論文后,聽到臺下掌聲雷動,心想不管真的假的,第一場演出總算成功了。接下來就是站在臺上回答聽眾的問題。會上一共提了四個問題,回答前三個問題都是用聽懂兩句話就順桿爬 的辦法,對號入座地背誦了答案,到最后一個問題時,實(shí)在是聽不 懂了,他就回答了一個萬能答案:“你的問題是很重要的,但是三言兩語不能說清楚,我想請你在會下交流?!碑?dāng)他聽到臺下熱烈的掌聲時,心想終于完成了演出任務(wù)。大會中間休息時,有六七個國 家的代表來向他祝賀,稱贊論文的內(nèi)容,有的還說:論文是優(yōu)秀的,你的記憶力也是優(yōu)秀的,因?yàn)槟阍谥v述論文時,沒有看一眼你的文章,所有的公式符號都說得很對,甚至小數(shù)點(diǎn)后面的兩位數(shù)都是準(zhǔn)確的。他心里想:我背了兩百多遍,當(dāng)然符號和數(shù)字都是正確的。
第一次出國講述學(xué)術(shù)報告的成功,打開了通向世界的窗戶, 也增加了他參與國際學(xué)術(shù)交流的信心,為他以后的國際學(xué)術(shù)交流創(chuàng)建了良好的開端。
從第十八屆國際采礦安全大會回來后,周世寧被提升為副教授。已經(jīng)不年輕的周教授迫切希望自己的科研成果得到更廣泛的應(yīng)用,迫切希望煤礦安全事故減少到最少。他以最大的熱情投入到科研教學(xué)中,并獲得了豐碩成果。
——發(fā)現(xiàn)了地應(yīng)力場和煤層瓦斯壓力場的翹合作用
上世紀(jì)80年代,周世寧在四川許多煤及瓦斯突出礦井的研究實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)一個有趣的現(xiàn)象,就是煤層瓦斯排放后,煤層收縮 頂?shù)装蹇繑n,但煤層的滲透率反而增加幾百倍之多。這表明煤層 內(nèi)部的煤體有收縮效應(yīng),煤體的收縮,擴(kuò)大了煤層內(nèi)部的裂隙,增 大了煤的強(qiáng)度,降低了地應(yīng)力,提高了煤層的滲透率,表明了煤層的瓦斯壓力場和地應(yīng)力場是相互耦合的,從而提出了地應(yīng)力、瓦斯壓力、煤強(qiáng)度三項(xiàng)突出要素之間存在有機(jī)耦合的新概念,推動了瓦斯突出防治技術(shù)的發(fā)展。為了充分證實(shí)這一觀點(diǎn)的正確性, 他在天府煤礦和中梁山煤礦進(jìn)行了四年的實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)合煤和瓦斯突出災(zāi)害防治,找出了消除突出危險的技術(shù)指標(biāo),這是瓦斯災(zāi)害防治技術(shù)的重大發(fā)展。這一成果在1993年獲煤炭工業(yè)部科技進(jìn)步一等獎。
周院士對記者說:“我這一輩子最大的一個成果是什么呢?就 把煤與瓦斯突出時的地應(yīng)力、瓦斯壓力、煤強(qiáng)度這三個因素結(jié)合在一起考慮。煤吸附瓦斯后要膨脹,放出瓦斯后要收縮,這樣就帶 來了地應(yīng)力的變化。另外,煤含了瓦斯以后,煤變軟,強(qiáng)度變低,排出瓦斯以后,煤變硬。因此,地應(yīng)力、瓦斯壓力、煤強(qiáng)度這三者是密切聯(lián)系的。這個現(xiàn)象是我最早發(fā)現(xiàn)的,也是最早寫在著作里面 的。”
——發(fā)明了主動式封孔測定煤層瓦斯壓力的技術(shù)和裝置
煤層中的瓦斯壓力是瓦斯涌出和突出的動力,是防治煤礦瓦斯災(zāi)害最重要的參數(shù)。但長期以來,國內(nèi)外對瓦斯壓力很難準(zhǔn)確測定,其根本原因在于向煤層打鉆孔封孔測壓時,鉆孔周邊在強(qiáng) 大的地應(yīng)力作用下,產(chǎn)生許多微裂隙,封孔的固體材料不能進(jìn)入微裂隙封堵瓦斯的漏失,使測得的瓦斯壓力值低于煤層真實(shí)的瓦斯壓力,錯誤的測壓值會導(dǎo)致錯誤的技術(shù)決策,造成重大損失和事故。周世寧決心解決這個技術(shù)難題。他設(shè)想用高于瓦斯壓力的 液體封孔,由于壓力液體可進(jìn)入孔周的微裂隙防止瓦斯的泄漏, 因而可以獲得真實(shí)的瓦斯壓力值。為此,他發(fā)明了“壓力黏液瓦斯 壓力測定儀”和“三相壓力泡沫密封測壓儀”,在煤礦中取得良好的應(yīng)用效果,解決了長期以來困擾國內(nèi)外瓦斯壓力測不準(zhǔn)的難題。
——研究含瓦斯煤體的流變性
周世寧在長期實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)飽含瓦斯的煤體變軟,有從固體變?yōu)樗苄泽w的特點(diǎn)。比如,在井下煤層打鉆孔時,一個直徑12cm的鉆孔有時能排出2?3噸的煤粉;而一次拋出上百噸的煤和瓦斯突出,往往事后找不到孔洞。在南桐煤礦一次5000噸大突出事 故的現(xiàn)場,他在距突出點(diǎn)158米的地方,發(fā)現(xiàn)煤體流動位移的痕 跡。他想:是不是流變性強(qiáng)、易于流動的煤,容易形成大的突出?是 危險性強(qiáng)的標(biāo)志?1993年,周世寧讓他的博士生何學(xué)秋對此進(jìn)行 專門的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:不同的煤的流變特性是不同的,有的 煤在壓力下的流變漸漸趨緩,有的則在平穩(wěn)一段時間后突然加速 變形,直至破壞。這樣就第一次把時間因素加入到煤體破裂形成 突出的過程中,填補(bǔ)了含瓦斯煤體緩慢失穩(wěn)破裂的空白,對解釋 煤和瓦斯的延期性突出起到了重要作用。實(shí)驗(yàn)證明了煤的流變特 性是突出危險性的重要因素,易于流變的煤容易形成大的突出, 也容易產(chǎn)生延期性突出。
四、彈精竭慮,勇于為煤礦安全生產(chǎn)建言
1999年,周世寧當(dāng)選為中國工程院院士。
進(jìn)入21世紀(jì)后,隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,為了保證能 源需要,煤炭生產(chǎn)隨之進(jìn)入一個高強(qiáng)度開采階段。大量的統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)顯示,世界各國在人均國民生產(chǎn)總值進(jìn)入1000~3000美元區(qū) 間,事故呈現(xiàn)出高發(fā)態(tài)勢,被稱為事故高發(fā)期理論。2003年,我國 人均GDP首次突破1000美元,達(dá)到1090美元,邁進(jìn)了事故高 發(fā)期的門檻,煤炭工業(yè)安全生產(chǎn)面臨前所未有的壓力,死亡百人 以上的事故屢屢發(fā)生。
2004年10月20日,河南大平煤礦瓦斯爆炸事故,造成148 人死亡。
2004年11月28日,陜西陳家山煤礦瓦斯爆炸事故,造成 166 A死亡。
2005年2月14 B,遼寧孫家灣煤礦瓦斯爆炸事故,造成 214人死亡。
2005年12月7日,河北劉官屯煤礦瓦斯爆炸事故,造成91 人死亡,17人失蹤。
周世寧院士對煤礦企業(yè)瓦斯災(zāi)害頻發(fā)甚為憂慮,他積極向各 級有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)直至中央領(lǐng)導(dǎo)呼吁建言。
2005年1月1日,溫家寶總理到陜西銅川視察,召開了有國家有關(guān)部委領(lǐng)導(dǎo)、地方領(lǐng)導(dǎo)、礦區(qū)負(fù)責(zé)人和專家參加的煤礦安全 生產(chǎn)工作座談會,周世寧院士和張鐵崗院士以專家組成員的身份 參加了這次會議。首先由張鐵崗院士匯報了陳家山事故的調(diào)研情 況,溫總理對張?jiān)菏康墓ぷ骱蛥R報表示贊許。隨后周世寧院士就 我國礦井瓦斯災(zāi)害問題進(jìn)行了匯報,在綜述以后,他向總理建言 獻(xiàn)策:
1、 國家對煤礦企業(yè)的技術(shù)定位不夠準(zhǔn)確
煤礦在人們的心目中是技術(shù)水平不高、要求比較低的勞動密 集型產(chǎn)業(yè),因而長期以來,技術(shù)投入不足,技術(shù)裝備差,把千軍萬 馬的隊(duì)伍放在高度危險的作業(yè)環(huán)境中勞動,一旦發(fā)生瓦斯爆炸、 礦井火災(zāi)等事故,人員傷亡慘重,
因此,要將煤礦從勞動密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)列為高危行業(yè),給予必 要的投入,大幅度提高技術(shù)裝備水平和勞動生產(chǎn)率,從而提高礦 井的安全水平。
2、 應(yīng)鼓勵礦井瓦斯抽放工作
抽放瓦斯利用的收入應(yīng)減免稅收,且鼓勵用瓦斯發(fā)電和并網(wǎng) 使用,使高瓦斯礦井千方百計(jì)地提高瓦斯抽放量和利用量 這樣, 既提高了礦井的安全性,又降低了瓦斯對大氣的溫室效應(yīng),因?yàn)?瓦斯對大氣的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍。
3、 開展高瓦斯礦井的瓦斯參數(shù)測定和瓦斯來源鑒定
通過測定礦井采掘范圍內(nèi)煤層的瓦斯壓力、煤層透氣性、煤的強(qiáng)度、煤層瓦斯含量等技術(shù)參數(shù),以確定在井田范圍內(nèi)瓦斯的賦存情況和危險程度,以便及時采取措施。這項(xiàng)工作應(yīng)由煤礦企 業(yè)配合專業(yè)瓦斯檢測機(jī)構(gòu)共同進(jìn)行,以求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,特別是對具 有突出危險的新水平和新區(qū)域,要作出危險性預(yù)測和提出安全保障措施。
在聽完周世寧院士的建言后,溫家寶總理十分中肯地說:“這些都是很好的建議!”
結(jié)束視察慰問的溫總理邀請周世寧與張鐵崗兩位院士同乘專機(jī)回京。在飛機(jī)上,總理繼續(xù)與院士探討我國煤炭工業(yè)的安全生產(chǎn)問題??偫硖岢?,我國的煤礦事故這么多,是否可以從國外得到一些幫助,引進(jìn)一些技術(shù),來解決這些問題。周世寧院士的回答是否定的。他對總理說:“您是學(xué)地質(zhì)的,您知道中國的煤田很特殊,經(jīng)過二十幾次的板塊撞擊移動,把煤體的結(jié)構(gòu)破壞了 ,在外國見不到這樣復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。中國的煤與瓦斯突出占世界的90%以上,原因就在這里。因此,最好的理論、最好的技術(shù)、最好的人才, 都在中國,我們對付瓦斯災(zāi)害是最有辦法的,問題在人才的接續(xù) 和培養(yǎng)。”
周世寧院士向總理特別提到煤炭行業(yè)人才隊(duì)伍建設(shè)的問題。他說:“銅川礦務(wù)局十幾年來沒有進(jìn)一個大學(xué)畢業(yè)生,四川省也是七八年沒有大學(xué)生到煤礦去,平頂山礦務(wù)局三年之內(nèi)僅高工就流失了 162 Ao如果這樣下去,煤炭行業(yè)面臨的不是后繼乏人的問題,而是后繼無人的問題!”
總理聽了以后感動地說:“周院士,你不要著急,這是政府的責(zé)任啊!你放心,一定會有辦法來改變這種局面的?!?/span>
2005年2月,遼寧孫家灣煤礦發(fā)生瓦斯爆炸事故,周世寧院士作為國務(wù)院專家組成員趕去現(xiàn)場參加事故調(diào)查,住在阜新市財政局招待所。那天夜里他剛睡下,招待所值班人員便來電話說領(lǐng) 導(dǎo)要來看望他。原來是時任遼寧省委書記的李克強(qiáng)和省長張文岳,他們是剛開完會趕過來的。
周院士見到李書記和張省長,首先衷心感謝領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷,表 示要作好這次事故的調(diào)研工作,同時也直截了當(dāng)?shù)卣f:“李書記、 張省長,這一次我們不應(yīng)該吃這么大的虧、死這么多的人”。他說: “一個產(chǎn)能70萬噸的采區(qū),又是綜采工作面,竟下了 500多人, 發(fā)生瓦斯爆炸,不要說是死214人,就是死314人也是可能的。煤炭行業(yè)是高危行業(yè),不是一般的勞動密集型產(chǎn)業(yè),我向每次向中央?yún)R報時都要強(qiáng)調(diào),對這個產(chǎn)業(yè)來說,要實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn),就要盡 可能地減少井下的工作人員?!敝茉菏康倪@個觀念對領(lǐng)導(dǎo)同志觸動很大。
五、希望與寄托目前,中國的煤炭產(chǎn)量占到全世界煤炭產(chǎn)量的40%,是國家的主體能源,這個局面在將來的很長一段時間內(nèi)不會改變。溫總理曾經(jīng)指明出,煤炭的問題一個是要安全地開采,一個是要潔凈地使用。對煤炭企業(yè)而言,主要的任務(wù)就是安全地開采。而對于從 事了一輩子教育工作的周世寧院士來說,他更看重的是人才的培養(yǎng)問題。他曾向溫總理反映,原來全國有18所帶煤字的高等院校,現(xiàn)在除了中國礦業(yè)大學(xué),其他的全都改名了 ,這對于培養(yǎng)煤礦所需人才,保證煤礦的安全生產(chǎn)是極為不利的。
說到人才培養(yǎng)的問題,周院士給我們講述了一個故事。1952年,還在中國礦業(yè)學(xué)院讀書的他到焦作礦區(qū)去實(shí)習(xí),焦作礦區(qū)的 總工程師在給學(xué)生們作報告時說過這樣一段話:煙煤瓦斯大,無 煙煤瓦斯小,焦作礦區(qū)產(chǎn)無煙煤,所以瓦斯小??墒堑搅?1955 年,焦作礦區(qū)的瓦斯等級連升三級,從一二級瓦斯礦成為超級瓦斯礦。這從一個側(cè)面說明,當(dāng)時我國的技術(shù)人員對瓦斯的認(rèn)識幾乎就是空白。
講到這里,周院士不無感慨地說:“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力, 并不僅僅體現(xiàn)在先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備上,更重要的是掌握先進(jìn)技術(shù)的人,離開了人,再好的設(shè)備、再先進(jìn)的技術(shù)也只能是擺設(shè)。美國的礦井我下過,澳大利亞的礦井、日本的礦井我也下過,在瓦斯治理上,我們國家的技術(shù)水平是世界上最先進(jìn)的,這也是客觀條件把我們逼到這一步的。外國沒有那么多的瓦斯礦,像美國和澳大利亞,露天礦占到了 50-60%,剩下的一些礦井,如果瓦斯大就 關(guān)閉了。而中國的情況比他們要復(fù)雜得多。所以說,外國專家解決 不了我們中國的煤礦瓦斯問題,只能靠我們自己?!?/span>
他向記者說起了許多人的名字,其中有在我們國家煤與瓦斯 突出最多的南桐礦務(wù)局工作,每次遇到突出情況都要作詳細(xì)記錄 的梁定基;制作瓦斯遙感儀,在全世界第一個完整測定地層的震動、位移、瓦斯壓力變化等參數(shù)的中梁山礦總工程師鄒奎業(yè);煤炭 科學(xué)研究總院撫順分院從事瓦斯防治工作的王佑安等。他說:“這些都是在瓦斯防治方面作出過突日貢獻(xiàn)的人,希望從事煤礦安全工作的人能記住他們。”
自上世紀(jì)90年代以來,周世寧院士堅(jiān)持在許多大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)講述“創(chuàng)新思維方法”,致力于推動科技創(chuàng)新與發(fā)展。他認(rèn)為, 中國是一個有著五千年歷史的文明古國,人口占世界的五分之一,但在近代科學(xué)技術(shù)史上,中國的發(fā)明創(chuàng)造實(shí)在是太少了,這和中國的地位是不相稱的。當(dāng)前,要破除把創(chuàng)新神秘化的思想,大膽去探索,做符合科學(xué)的試驗(yàn),在創(chuàng)新的道路上打破專業(yè)界限,用什么就學(xué)什么。但是一定要學(xué)深學(xué)透,保證基本概念正確,因?yàn)閯?chuàng)新是靠基本理論和科學(xué)的思維方法做支撐的。
在這一方面,周院士堪稱身體力行的楷模。在礦山安全領(lǐng)域, 礦井瓦斯災(zāi)害的防治是他的主要研究方向,但他在機(jī)械、電氣、密封技術(shù)、流體和化工方面也取得了多項(xiàng)專利。例如,他在江蘇電視臺的科學(xué)宮節(jié)目中看到日本的水射流手犬刀,覺得很有新意,但認(rèn)為用水泵做動力源太笨重,且不利于消毒,于是改用高壓氮?dú)鈮嚎s切割液塑料袋來產(chǎn)生切割的水射流,在醫(yī)院的實(shí)際應(yīng)用中效果良好,且成本遠(yuǎn)低于國外相似產(chǎn)品。
如今,已是75歲高齡的周世寧院士依然在為煤炭工業(yè)的安 全發(fā)展四處奔走、嘔心瀝血。用他自己的話說:“現(xiàn)在的活動還比較多,特別是上層的一些活動,院士還要參加,我還經(jīng)常要去為我 們煤炭行業(yè)說幾句話?!钡巧儆腥酥?幾年前他曾患前列腺癌,做過大手術(shù),雖然手術(shù)很成功,但身體狀況已是大不如前?,F(xiàn)在,他堅(jiān)持每天上午、下午兩次走路鍛煉身體,目的是為了保持體力,為煤炭工業(yè)的發(fā)展再盡自己的一份力量。
讓周院士欣慰的是,經(jīng)過幾年的努力,我國的安全生產(chǎn)形勢 有了明顯好轉(zhuǎn),煤礦的安全生產(chǎn)技術(shù)水豆和裝備能力得到了迅速提升,瓦斯事故得到了有效控制。他深有感觸地說:“像淮南、平頂山等高瓦斯礦井,能夠?qū)崿F(xiàn)長周期安全生產(chǎn),這是很典型的。究其原因,就是因?yàn)槠髽I(yè)重視科技創(chuàng)新,在企業(yè)里有一批善于學(xué)習(xí)、勇于創(chuàng)新、大有作為的年輕人。有了他們這一批人,我們煤礦的安全生產(chǎn)就大有希望了?!?/span>
周院士的言語之中,充滿了期待與信任。