
我是1958年5月生人,1975年高中毕业后进工厂当了临时工,国家恢复高考制度后,我于1978年考入山东矿业学院矿井建设专业,圆了继续读书的心愿。
我十分珍惜接受高等教育的机会,在学校里整天就是学习,每天想的也是尽量多学点东西。1982年,在即将毕业之际,我听说本科毕业后还可以考研究生,顿时心动。虽然当时我并不知道读研究生是怎么回事,但能够继续读书却是我一直期盼的。经过考试,我终于如愿以偿继续深造。
1988年,我顺利完成学业,成为我国地下特殊工程领域的第一位博士。1990年3月,我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,导师是新南威尔士大学土木工程院院长Robin Fell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。Robin Fell教授一直强调:要出成果必须把理论研究与现场实践结合在一起。这对我后来的科研实践产生了深刻影响。由于世界银行贷款项目接近尾声,我的资助经费仅够维持半年,不过还好,由于我担任了“岩石可犁松性研究”课题负责人,因此争取到一年的延长期。在这一年半的留学时间里,我一方面从事“岩石可犁松性试验研究”,一方面到图书馆收集自己需要的资料,几乎翻遍了新南威尔士大学图书馆所有与采矿及矿井建设相关的图书资料等,并与美国、英国、加拿大等国的图书馆联系,获得有价值的参考资料近2万页,同时完成了5篇专题研究报告,在国内外专业杂志以及国际学术会议上发表论文8篇。澳方在给我写的推荐信中这样写道:“顾大钊博士有能力承担机械破岩领域的任何研究工作。”
延长期结束了,课题试验研究也做完了,但科研报告还没有写完,澳方希望我再次延期以完成报告。这时候,也有相关企业和技术研究机构向我伸出橄榄枝,并开出了优厚的条件,但我婉拒了各方的挽留和邀请,毅然回到了祖国。我深深地明白:知识分子要珍惜自己的价值,首先就要为国家创造价值!对我这一选择,很多人不理解,因为当时国内外的收入差距太大了:在澳大利亚时,我是博士后,一年可以有约2万澳元的收入,而在国内当时每个月的工资只有100多元人民币。但是我觉得应该回来,应该为国家做点事。
1993年,我破格晋升为教授,成为当时我国煤矿建设工程领域最年轻的教授。在此期间,我完成了澳方的科研报告,研制的用于研究机械破岩的相似材料被国外学者称为Gustone(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。
1994年,神华集团第一任董事长、原煤炭部长肖寒在全国招兵买马,筹建神华集团,寻找技术方面的人才,要求是年轻、学历高,最好有在国外工作的经历。这些要求,我刚好符合。
此时,神华集团还在筹建,在煤炭行业名不见经传,煤炭产量只有300万吨。但是,肖寒董事长向我谈起神华的发展前景和规划,谈到未来将实现煤炭、铁路、港口、航运协同发展时,我认为这是一个难得的发展机遇,也刚好与自己所学专业契合。当时,我认为,社会发展到现在这个阶段,产学研已经具有更广泛的意义了,要成为复合型的人才才能更好地做事。自己本科学的是矿井建设,硕士学的是岩土工程,博士学的是地下工程,在国外又学习了采矿和土木工程,我想把自己学到的东西应用到生产实践上。于是,1995年我作为科技带头人调入神华集团筹备组工作,参加神华集团的组建工作。
到了神华后,我立即投身条件艰苦的神东矿区建设,发挥专业特长,承担了众多建设项目的设计审查、技术引进等重要工作。
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,地表生态脆弱,植被覆盖率仅为3%—10%,水土流失严重,大规模的煤炭开采必然会对原本匮乏的水资源和脆弱的地表生态造成更大的破坏。从神东矿区建设伊始,我就意识到这将成为未来制约该地区煤炭持续高强度开发的瓶颈,率先开展技术研发,围绕西部煤炭绿色开采的重大战略课题进行了长达20年的不懈攻关。
在神东矿区矿井建设和生产期间,我发现该地区虽然干旱少雨,但矿井涌水量却很大,为确保井下安全生产,必须将矿井水排至地表。由于该地区蒸发量极大,矿井水外排后很快蒸发损失。一方面是矿区水资源紧张,另一方面却是大量矿井水外排后蒸发损失。怎样才能做到既采煤又能保护利用矿井水呢?为解决此难题,我查阅了国内外大量保水开采的资料后,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。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,我深入钻研,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。经过多年攻关,我带领技术团队解决了库容计算、坝体设计与构筑、水库安全保障、水质控制等技术难题,于1998年在大柳塔矿建成了首个采空区储水设施,并于2006年在该矿建成了世界上首个煤矿地下水库,储水量达60万吨。十年磨一剑,采煤与保水并行之梦终于变成了现实!
在矿井下存水,首先要解决的就是安全问题。经过探索,我们采取了三重保护措施,把矿井水这只老虎关在笼子里了,并在神东矿区建成了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。每年神东矿区因矿井水保护利用创造的直接经济效益超过10亿元。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。”
神华集团产业覆盖面广,技术需求大,创新难度高,但组建时间短,自身研发力量薄弱。作为科技发展部总经理,我提出了“以市场为导向、以企业为主体”的神华创新模式,并通过牵头构建“煤炭开发利用技术创新战略联盟”等方式进行实施。神华科技创新模式受到了社会广泛关注,“基于科技资源整合模式的煤炭开发利用技术创新工程”获得了2009年国家科技进步二等奖,我本人也被授予“国家创新能力建设先进工作者”称号。2015年,国家给我们批复了煤炭开采与水资源保护利用国家重点实验室。以前研究矿井水主要都是研究水害,而现在我们是要保护利用水,真正把水视为宝贵的资源。水资源保护是一个新领域,需要大量人才组成的团队。
在科技团队建设中,我非常重视青年科技人才的培养,把他们放在技术研发和科技管理的关键岗位上,给他们“压担子、指路子”,促进他们的快速成长。我认为,对于年轻人来讲,光是刻苦钻研是不够的,还要注意需求引领,干的事必须顺应社会发展的重大需求。另外要耐得住寂寞,搞技术需要积累,没有积累就出不来成果。煤炭事业的明天还会是美好的,但是需要我们努力,通过技术来实现绿色开发和清洁利用转化。
大学毕业后,我先后获国家科技进步一等奖1项、二等奖4项以及“孙越崎能源大奖”,获授权发明专利30余项、中国专利金奖1项,发表论文30多篇,出版专著3部。这些成绩从一个侧面印证了自己的努力,但又何尝不是母校培养的结果呢?
【顾大钊:矿井建设1978级学生,中国工程院院士。】