煤海探索求真諦
——記中國工程院院士張鐵崗

文/朱曉莉 李錦 攝影/于小川

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煤海探索求真諦
——記中國工程院院士張鐵崗

文/朱曉莉 李錦 攝影/于小川

張鐵崗院士為《當代礦工》題詞

張鐵崗，1946年生，河南省許昌人，安全技術及工程專家，教授級高工，中國煤炭學會副理事長。曾任平煤集團公司副總工程師、總工程師。2003年當選為中國工程院院士。

他長期在一線致力于煤礦工程、科研與安全技術工作。為攻克瓦斯，擔任國家“九五”重點科技攻關項目《礦井瓦斯綜合治理示范配套技術研究》課題組組長。獲國家科技進步二等獎2項，省科技進步一等獎、二等獎9項。其中瓦斯防突、分級、隔抑爆等技術達到國際領先水平，使我國防治瓦斯整體水平向前邁一大步，社會經(jīng)濟效益顯著。所著《礦井瓦斯綜合治理技術》《復雜、難采煤層的開采》《煤礦安全工程設計》等書，已被生產(chǎn)、教學、設計、科研等部門廣泛采用。主持改造老礦2座，設計延深及新建大礦6座，創(chuàng)建了國家級企業(yè)技術中心并任主任，為平煤集團成為全國產(chǎn)量效益特大型企業(yè)作出貢獻。有10多項成果獲國家、省、部級獎，曾先后被評為首屆全國優(yōu)秀科技工作者，全國科技創(chuàng)新“十佳”人才。并榮獲孫越崎能源大獎。多次受到黨和國家領導人的接見。2002年被國務院聘為國家安全生產(chǎn)專家組礦業(yè)組組長。2005年被評為全國勞動模范，2006年當選為全國政協(xié)委員。

早在1997年和2004年，《當代礦工》雜志就曾兩次采訪過張鐵崗院士，因為這樣的淵源，記者在山東菏澤的一次會議上又一次采訪到了他，張鐵崗院士一如當年，體魄健壯，精力充沛，為人坦誠而謙虛。

尊重規(guī)律 大膽創(chuàng)新

1966年張鐵崗一畢業(yè)就下到采煤一線，在平煤集團千米井下摸爬滾打，從一名采煤工干起，井下所有的工種他都干過，采煤工、支架工、鎦子工、掘進工、放炮員、技術員……豐富的井下一線實踐經(jīng)驗，極好的理論修養(yǎng)，干活踏實，在分配去的眾多大學生中，使他成為第一個被聘用的工程師。張鐵崗說，他與別人不同的地方，可能就是愛研究問題，有點好奇心，遇到什么問題、解決了什么問題他都愛反復研究，愛寫論文、畫圖紙、寫總結。

隨后他又被調到四礦總辦室負責礦井設計，他發(fā)現(xiàn)這個礦有很多缺點：第一，儲量大，產(chǎn)量小，廣種薄收；第二，儲裝運的能力非常??；第三，空壓機能力不足；第四，到處是短皮帶，運輸能力不夠。于是，他向礦領導提出了“由外延變內涵”的礦井技術改進方案，使礦井實現(xiàn)了合理集中生產(chǎn)，在百里礦區(qū)第一個建成了百萬噸綜合機械化采煤工作面，第一個設計使用1600米鋼絲繩大皮帶，還改造運煤和通風系統(tǒng)，把礦井生產(chǎn)能力由原來的每年60萬噸提高到每年300萬噸，年增利潤兩億多萬元。張鐵崗的大膽創(chuàng)新，設計新穎，令平頂山礦務局領導對他刮目相看，點名借調他到設計院，參加全局礦井的技術改造設計與會審工作。

張鐵崗初出茅廬，就“輕易”取得轟動和一定的突破，他感慨地說:“那時候我就有信心以創(chuàng)新的姿態(tài)把我們的煤炭科技工作提高到一個新的水平。是實踐給了我成功的機會，我感激當時的分配結果，要是一畢業(yè)就分到機關，我可能現(xiàn)在還是一無所成。”張鐵崗說，他這樣說是希望工程師、技術人員都能深入實踐，多和工人們接觸，多經(jīng)歷一些實踐，多增長一些才干，“年輕人吃點苦不要緊，‘攻城不怕堅，攻書莫畏難，科學有險阻，苦戰(zhàn)能過關’，這是葉帥的詩。要講究實效、成績，應該實事求是、踏踏實實的去做事，到基層、到現(xiàn)場去鍛煉，到那里才能掌握真才實學，一定要克服眼高手低，不要浮躁。大家應該充分利用這個好時機，創(chuàng)新驅動，靠創(chuàng)新發(fā)展，才能有新思路?！?/p>

平時的用心積累為張鐵崗以后攻克更復雜的技術難題打下了堅實的基礎?！胺排谝焕辏院蜻M采面，刨去探頭煤，找掉鍋底矸，鐵梁及時掛，頂板背完善，柱子升打緊，保持有迎山，每次打柱子，鐵梁向上搬……”這是張鐵崗當時為采煤工編寫的“五字經(jīng)”，40多年過去了，他依然記得十分清楚。這些都是張鐵崗利用自己的實踐經(jīng)驗在業(yè)余時間編寫的，當時平頂山礦務局將他編的采煤各工種“五字經(jīng)”印成小冊子，在全局推廣，許多新采煤工上崗的第一件事兒，就是先背會“五字經(jīng)”。這些朗朗上口的順口溜通俗易記，受到了礦工們的歡迎。

臨危受命 瓦斯克星

豐富的一線工作經(jīng)驗，使張鐵崗對瓦斯和煤礦工作有了更深刻的了解和認識，他深深體會到，安全是煤炭企業(yè)的“天字第一號大事”，最突出的問題就是瓦斯。平頂山礦區(qū)在那些年里幾乎年年發(fā)生瓦斯突出和爆炸事故，且不說傷亡人數(shù)，光管理干部不知處理了多少人。張鐵崗看在眼里，疼在心上。1996年，張鐵崗臨危受命，接任平煤集團總工程師，他立志要制服瓦斯。

從發(fā)生的全國重大瓦斯爆炸事故中，張鐵崗發(fā)現(xiàn)這些事故多發(fā)生在采面上隅角。為了弄清楚上隅角瓦斯涌出規(guī)律及相關影響因素，他反復下井測量研究，有時一連幾個小班不升井，餓了啃塊饅頭，渴了喝口涼水。終于，他測算出60%的瓦斯來自上隅角，而且涌出量與放炮裝藥量成正比，與放炮間隔時間成反比。帶著這個課題，他帶領技術人員研究并設計出“高壓水射流風機”“小型液壓風機”等設備，抽放上隅角的瓦斯，取得了意想不到的成功。一時間，張鐵崗被人們奉為“瓦斯克星”。

張鐵崗一直強調狠抓瓦斯抽放這一關鍵環(huán)節(jié)。1997年，張鐵崗一改原來只對瓦斯進行預防的被動局面，變單一抽放為綜合抽放，采用多項先進技術，出國同澳大利亞約翰分雷公司林康公司共同設計千米鉆機，把該項技術引進國內開發(fā)應用，改變了外國人獨占中國市場的局面，此鉆機被澳大利亞稱為“張氏鉆機”。

1998年，在平煤集團八礦的一個工作面，張鐵崗發(fā)現(xiàn)衡量瓦斯突出的一個重要參數(shù)與規(guī)定的臨界值相差甚遠，但從工作面發(fā)生的動力現(xiàn)象來看卻有突出的危險。于是，他果斷命令工人撤到該采區(qū)防突門以外，當班39人無一傷亡。事故發(fā)生后，他冒著生命危險，再次進入事發(fā)區(qū)域進行觀測，采集數(shù)據(jù)，總結出了保證預測準確及時的新方法。在他的主持下，平煤集團還完成了《高突礦井瓦斯地質圖》的繪制工作。張鐵崗大膽提出：規(guī)定指標只是參考值，不同地區(qū)、不同煤層不能照搬。他的建議得到了國家煤炭部門的認同，隨后這一建議便形成文件下發(fā)全國執(zhí)行。

為此，國家將“九五”重點科技攻關項目“礦井瓦斯綜合治理示范工程配套技術的研究”安排在了平煤集團，由張鐵崗擔任領導小組組長，組織集團公司工程技術人員會同有關院校進行攻關。從瓦斯的預測、分級、防治、裝備等方面進行系統(tǒng)研究，開發(fā)出一批防治瓦斯的新裝備和瓦斯抽放新方法，大部分產(chǎn)品實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并應用于實踐，產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益，部分技術被寫入《煤礦安全規(guī)程》。

張鐵崗院士在試驗現(xiàn)場

該研究成果在平煤集團推廣后，平煤集團十多年來沒有發(fā)生瓦斯重大事故，瓦斯抽放量從原來的年400萬立方米上升到8500萬立方米；年瓦斯超限次數(shù)從8700次降至118次，百萬噸死亡率由1996年的5.16下降到2005年的0.11。項目研究開發(fā)的技術裝備在韓城、豐城、淮南、淮北、邢臺、開灤等全國16個礦務局的40多個高瓦斯突出礦井得到了推廣和應用，使我國瓦斯防突、分級、隔抑爆等技術達到國際領先水平。

張鐵崗謙虛地說：“‘九五’重大科技攻關項目是一個龐大的系統(tǒng)工程，作為總工程師，我是這個課題的帶頭人；作為研究人員，我只是這個項目的一份子。這些項目凝結著我們集團公司廣大工程技術人員的心血和汗水，也凝聚著兩院、兩校專家辛勤的勞動和汗水，希望這些成果能在實踐當中得以充實、完善和提高?！?/p>

國家脊梁 彰顯責任

張鐵崗說，在2003年的院士評選中，他所申報的能源與礦業(yè)工程學部的競爭極為激烈：航天動力、原子、水利、電力、石油、化工、煤炭等專業(yè)的申報者都在這一學部進行，而那年載人飛船上天、三峽大壩蓄水等都是具有世界影響的項目，其申報者無疑占有天時、地利、人和等諸多優(yōu)勢。取得答辯資格的20多人全都是國內各行業(yè)的頂尖人物，但最后只有8人能夠入選院士。面對大屏幕上的一道道問題和院士們的即興提問，他對答如流，成功高分晉級。

張鐵崗當選院士后，依然孜孜不倦的刻苦鉆研，在礦山應急預案上他對瓦斯突出的各項敏感指標、礦井均壓滅火、沖擊地壓預測及其防范等進行了深入的研究，改變了原來國家在行業(yè)上一些不切實際的規(guī)定和理念，形成了新的規(guī)范用以指導全國煤礦安全生產(chǎn)。

2002～2004年，全國煤礦重特大事故頻發(fā)，引起國務院高度關注。2005年初國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局、煤礦安全監(jiān)察局在全國組織了91名專家分為10個小組對十多個省的45個統(tǒng)配礦務局進行煤礦安全會診，張鐵崗任專家組顧問兼任第一組組長，同時負責對老大難地區(qū)——湖南、江西兩省的煤礦會診。通過下井、座談、查閱相關資料、信息反饋等手段，用半年的辛苦最后為各煤礦開出了“良方”，受到了當?shù)卣兔禾坎块T的高度評價。經(jīng)會診，全國發(fā)現(xiàn)重大隱患3840條，當時多數(shù)問題立即進行了整改，遏制住了特大事故頻發(fā)的局面，使煤礦百萬噸死亡率由前三年的平均3.27，下降到后三年的平均1.69，平均每年少死亡3700多人。當年7月19曰在北京，以張鐵崗為首的專家受到了國務院的表彰。

多年來，張鐵崗參加礦井水、火、瓦斯爆炸等重大事故的搶險指揮40余次，其中11次因搶救及時把事故消滅在萌芽狀態(tài)，未發(fā)生1人死亡；1995年以來，已形成重大事故后通知他趕去搶險的有30多次，共救出867人，其中從死亡線上救出293人。在搶險救災中，他思路清晰，果斷決策，挽救了許多人的生命。

炮擊矸石山

2005年5月15日平煤集團四礦自燃的矸石山因連降暴雨先后連續(xù)兩次發(fā)生大爆炸，造成123人傷亡。張鐵崗聞訊后立即奔赴現(xiàn)場，他用軍用望遠鏡進行觀察，發(fā)現(xiàn)還會發(fā)生第三次爆炸。張院士在現(xiàn)場擔任總指揮，憑他的理論和實踐，他立即決定采用人們不曾想過或從未采用過的方案：“炮擊矸石山，炸開矸石山內部巨大的高溫火區(qū)！”在濟南軍區(qū)的支持下，他要來了200發(fā)火箭彈。當打完第120發(fā)炮彈時，矸石山巨大的火光、濃煙挾帶著火紅的矸石拋向了高空，形成了遮天蔽日的蘑菇云?！俺晒α?！”張院士大喊一聲，“矸石山再也不會爆炸了，不打了，余下80發(fā)炮彈留下等候打臺獨的人吧！”大家哄堂大笑。

2008年，南方罕見的雪災、四川汶川的大地震給我們帶來了巨大的災難和損失。張鐵崗奔波于雪災和地震引起的礦震災區(qū)現(xiàn)場，從搶險救災到災難事故的調查，為災區(qū)排憂解難，為國家獻計獻策，為遇險者挽就生命，張鐵崗不知熬過了多少個日日夜夜，流下了多少艱辛的汗水，然而換回的確是豐碩的成果。

2002年8月，應美國煤炭協(xié)會會長克拉●杰拉德的邀請，張鐵崗赴美國在斯波坎、西雅圖、華盛頓作“中國礦井瓦斯綜合治理與技術”學術講座。2007年，他代表中國在美國田納西州納什維爾市第三次國際礦山救援大會上發(fā)言。到會專家、美勞工部長羅伯特●弗蘭德（Robert flandeis）向中國發(fā)來感謝電稱“您為大會取得的巨大成功作出了貢獻，正是有了像您一樣的專家的努力，我們才能共享信息，才能竭力預防礦山的悲劇、礦山的事故發(fā)生，我們正是需要像您這樣的科學家”。

把握青春 青出于藍

“今年的5月30日是我國首個‘科技工作者日’，我覺得很有意義，這說明我們國家的科技發(fā)展到了一個新的階段，是一個轉折點，1956年毛澤東提出在中南海召開1600人的科技大會，提出‘向科學技術進軍’；1978年鄧小平提出‘科技是第一生產(chǎn)力’；現(xiàn)在習主席在科技大會上號召‘要在我國發(fā)展新的歷史起點上，把科技創(chuàng)新擺在更加重要的位置，吹響建設世界科技強國的號角’。歷史階段性的把我們國家的科技發(fā)展提上了一個新的階段，這對我們科技工作者，特別是對我們年輕的科技工作者是一種促進，一種鞭策。”張鐵崗對我國煤礦安全生產(chǎn)的接班人寄予厚望?！敖ㄔO創(chuàng)新型國家關鍵在人才，而最緊迫的一個問題便是，我們特別需要培養(yǎng)一批能夠把握世界科技前沿、作出重大科技創(chuàng)新成果的尖子人才和領軍人物?！?/p>

張鐵崗院士作學術報告

在張鐵崗的推動下，作為中國煤炭學會瓦斯地質專業(yè)委員會掛靠單位的河南理工大學，精心鍛造了一支由國內瓦斯科研精英組成的、志在托起“瓦斯地質和煤礦瓦斯治理之魂”的高素質科研“聯(lián)合艦隊”。而依托學校礦業(yè)工程等博士學位授權點及相關碩士學位授權點，河南理工大學也修筑了一座瓦斯研究高層人才“蓄水池”，打造了一支“能打硬仗，善打惡仗”的科研常規(guī)軍。僅組建之初的前5年，他們就先后招收博士研究生40名、碩士研究生410名、工程碩士研究生196名，形成了職稱結構、學歷結構、年齡結構合理的學科團隊，打造了人才高地的強大引擎，給科研成果快速孵化、就地轉化、對外磁化提供了強有力的人才支撐和智力保障。此外，張鐵崗還與平頂山、鶴壁、義馬、焦作、鄭州等地的煤業(yè)集團合作，建立了一系列產(chǎn)、學、研三結合聯(lián)合體，為科研成果快速轉化裝上了高速車輪。

2007年1月15日，以張鐵崗為學術帶頭人的河南理工大學“瓦斯預測與治理研究創(chuàng)新團隊”成功入選教育部2006年度“長江學者和創(chuàng)新團隊發(fā)展計劃”，成為煤炭行業(yè)首個也是教育部唯一的創(chuàng)新團隊。該團隊在20世紀60年代初率先在全國開展瓦斯地質理論及應用研究工作，曾承擔國家重點科研項目100多個，獲省部級以上獎勵40余項，在瓦斯地質與瓦斯預測、瓦斯災害防治、抽采和利用、搶險救援研究方面取得大量研究成果，有些技術已達到國際先進或國內領先水平。在他的帶領下現(xiàn)在建成了與瓦斯滅害防治省部共建國家培訓基地。2012年12月經(jīng)教育部驗收正式宣布為教育部重點實驗室和教育部創(chuàng)新團隊。

主持國際采礦會議

2011年受科技部委托，接受國家能源礦產(chǎn)資源安全開采與高效轉化基礎研究的6個重大課題的攻關，張鐵崗任首席科學家。該項目由河南理工大學、東北石油大學、太原理工大學、山東科技大學、江西東華理工大學、寧夏大學等6所大學參加。此外，他還擔任河南省煤礦瓦斯與火災防治重點實驗室主任、國務院國家安全生產(chǎn)專家組礦業(yè)組副組長、中國煤炭勞動保護協(xié)會安全與工程專業(yè)委員會主任、中國巖石力學與工程學會常務理事、河南省礦業(yè)協(xié)會副會長、河南省煤炭學會副理事長、河南省巖石力學與工程學會副理事長、俄羅斯斯科琴斯基礦業(yè)研究院學術委員顧問等職務。

情系煤炭 心系發(fā)展

作為一名前全國政協(xié)委員，對于如何更加合理地開發(fā)利用煤炭資源，張鐵崗說：“中國的煤炭資源是經(jīng)幾千萬年乃至數(shù)億年在我們大地上產(chǎn)生的寶貴資源，是不可再生資源。這幾年產(chǎn)能過剩，隨之而來的就是關井壓產(chǎn)。多個省、多個礦井，甚至已經(jīng)開采了數(shù)十、上百年的礦井，有的正在生產(chǎn)就給關掉了。當然有的礦井已沒有儲量而且條件比較復雜、安全程度差、投入不足，這些礦井關掉沒問題，可有的礦井儲量還有（如留下的工業(yè)廣場煤柱、大巷煤柱等），再加上需其他構筑物壓煤或邊沿質量稍差留下暫時未采的大塊儲量，一句話就關掉了，我感到心痛。他們花了很多的錢開這些礦，這些錢不管是公家的還是私人的，我認為這些都是社會的財產(chǎn)，未開采完保留的一些資源是人民的財產(chǎn)，我們完全可以通過科技創(chuàng)新，科學地把它開采出來，甚至用地下氣化的方法把這些不可再生的資源提取出來，為民謀福?！?/p>

“我們可以想象，資源終有一天會枯竭。若等將來有一天資源枯竭了，再作工程把這些剩余煤炭開采出來，那會加倍投入，還不一定能達到目前理想的狀態(tài)，而現(xiàn)在隨意一句話就關掉了。關掉后失掉的總產(chǎn)量不發(fā)愁，因為中國西北地區(qū)有條件好的煤炭資源，可以很容易地開發(fā)補充。但是我想，作為中國的主人，能給子孫后人留下來點什么而不被后人非議，何樂而不為？整頓、關井要有個標準、有個原則，不可頤指氣使。關井后，地面很多好的建筑，能為民造福的財產(chǎn)，應當保留下來，不要一股腦都扒掉。如平頂山三礦在關井后，地面廣場改造辦了一座很好的‘平頂山煤礦職業(yè)技術學院’（職業(yè)中專），就是很好的示范?！?/p>

“我當?shù)V務局總工程師時，各礦務局對國家的資源看的很緊，局內這么多礦，要是哪個礦長光吃肥的，不吃瘦的，叫‘吃肥丟瘦’，光考慮自己不顧及別人，光顧及眼前不顧及長遠，出現(xiàn)快速增長的礦井，對礦長來說叫短期行為，是不能被提拔重用的。我覺得我國目前煤炭開發(fā)的范圍，要通過科技創(chuàng)新提高回采率，不需過多向留有的寶貴資源進發(fā)就可以滿足需要的情況下，需要改變我們的煤炭發(fā)展思路：西北等地所謂的千萬噸級的工作面、千萬噸級的礦井開發(fā)應立即緩行！”張鐵崗說。

作為一名專家學者，張鐵崗不僅在學術上取得了巨大的成就，還多才多藝，業(yè)余愛好頗多，琴詩書畫都有一定的造詣。了解他的都稱贊他寫手好字，還會賦詩、作曲呢。如今七十多歲的他還是一天忙到晚，在他的日程表上根本沒有“星期天”“雙休日”的議程，張鐵崗用他辛勤的耕耘和堅持不懈的探索，譜寫了煤礦安全領域一曲曲無私奉獻的奮斗贊歌。

張鐵崗院士接受本刊記者采訪