水神之筆繪就煤炭綠色開采宏偉藍圖——記中國工程院院士、神華集團科技發展部總經理顧大釗

水資源短缺是一個全球性問題，而中國的水資源人均占有量僅為世界的四分之一。

水是生命之源。沒有水，就沒有生態；沒有水，就沒有生命！但是對於煤炭開采而言，水卻是危害礦井安全、危及礦工生命的重大隱患，與瓦斯、頂板、煤塵、火並稱為“煤礦五大自然災害”。長久以來，排水一直煤炭生產的前提條件。目前，我國煤炭開采每年產生礦井水約80億噸，有60億噸外排後未能利用而損失。可是有這樣一個人，二十餘載聚焦能源生態文明重大課題，徹底顛覆了傳統的礦井水理念，在采煤生產過程中，不僅能不再向地麵排水，還把水庫建在了礦井下，僅在世界最大的神東礦區每年就為礦區生產、生活和生態提供了6000多萬噸水資源，使我國的煤炭開采水資源保護利用技術領先全球，讓這個曾經的重大安全隱患成了西部幹旱缺水礦井的生存之源、發展之源、效益之源。這個人就是顧大釗。

顧大釗，1958年5月出生，中國工程院院士，神華集團科技發展部總經理，“煤炭開采水資源保護與利用”國家重點實驗室主任，主要從事煤炭開采水資源保護利用技術研發和工程實踐，並負責神華集團科技創新體係建設和管理工作，先後獲國家科技進步一等獎1項、二等獎4項以及“孫越崎能源大獎”，獲授權發明專利30餘項、中國專利金獎1項，發表論文30多篇，出版專著3部。

2016年歲末，中國煤炭學會主辦的《當代礦工》雜誌記者來到神華集團，采訪了顧大釗院士。顧大釗院士身材清瘦，厚厚的眼鏡片後麵閃動著學者特有的睿智目光，握手後沒有過多的寒暄便直入主題，且有問必答，毫不掩飾，給人的感覺是既儒雅又率直。

堅信知識就是力量

1975年，十年動亂尚未結束，高中畢業的顧大釗沒有了繼續讀書的機會，無奈之下進工廠當起了臨時工，一幹就是3年。雖然人在工廠，但他的心卻一直向往校園，堅信知識可以改變人的命運、實現國家富強。

國家恢複高考製度後，1978年他考入山東礦業學院礦井建設專業。進入大學校園，終於圓了繼續讀書的心願，這讓顧大釗滿心歡喜，更讓他倍加珍惜。回憶當年的情景，顧大釗感慨良多：“那時候教育資源十分匱乏，能考上大學很不容易。我十分珍惜受到高等教育的機會，在學校裏整天就是學習，每天想的也是盡量多學點東西。”

1982年，顧大釗即將畢業。聽說本科畢業後還可以考研究生，他頓時心動。和許多同學一樣，雖然當時並不知道讀研究生是怎麼回事，但能夠繼續讀書卻是他一直期盼的。經過研究生考試，顧大釗被中國礦業大學(北京)錄取。

數載寒窗苦讀，到1988年，顧大釗在中國礦業大學(北京)和中國礦業大學先後完成了碩士研究生和博士研究生的全部學業，成為我國地下特殊工程領域的第一位博士，並在中國礦業大學留校任教。在此期間，他把全部心思都用在了教學和科研工作上。

1990年3月，顧大釗受世界銀行貸款項目資助，公派赴澳大利亞新南威爾士大學進行博士後研究，指導他的博士後導師是新南威爾士大學土木工程院院長RobinFell教授，一位從生產一線轉到學校從事理論研究與教學工作的實踐型專家。這與當時國內高校教師終身從事理論研究和教學工作的模式大相徑庭，也讓他有些不理解。在兩人的交流中，RobinFell教授對他說：“一定要把理論研究與現場實踐結合在一起，不然的話很難出成果。”就是這樣一句簡單的話，對他後來的科研實踐產生了深刻影響。

由於世界銀行貸款項目接近尾聲，顧大釗的資助經費僅夠維持半年。但是他擔任了“岩石可犁鬆性研究”課題負責人，因此爭取到了一年的延長期。在這一年半的留學時間裏，他一方麵從事“岩石可犁鬆性試驗研究”，一方麵到圖書館收集自己需要的資料，幾乎翻遍了新南威爾士大學圖書館所有和采礦及礦井建設相關的圖書資料等，並與美國、英國、加拿大等國的圖書館聯係，獲得有價值的參考資料近2萬頁，同時完成了5篇專題研究報告，在國內外專業雜誌以及國際學術會議上發表論文8篇。澳方在給他寫的推薦信中這樣寫道：“顧大釗博士有能力承擔機械破岩領域的任何研究工作。”

立誌科技報國

延長期結束了，課題試驗研究也做完了，但科研報告還沒有寫完，澳方希望顧大釗再次延期以完成報告，也有相關企業和技術研究機構向他伸出橄欖枝，並開出了優厚的條件，但他不肯失信於祖國和母校，婉拒了各方的挽留和邀請，毅然回到了祖國。他說：“我深深體會到，知識分子要珍惜自己的價值，首先就要為國家創造價值！”

當記者好奇當時國內外的收入差距是否大到可以動搖一個人的意誌時，顧大釗解釋道：“在澳大利亞時，我是博士後，還帶著他們那裏的幾個博士一起搞項目。當時他們的博士就算是工作了，一年可以拿到5萬澳元，而我們國內1991年像我這樣的每個月的工資隻有100多元人民幣。所以很多人對我回來不理解，但是我覺得應該回來，應該為國家做點事。”

由於研究和教學工作成績突出，顧大釗回到國內不久，就晉升為副教授，1993年又破格晉升為教授，成為當時我國煤礦建設工程領域最年輕的教授。在此期間，他完成了澳方的科研報告，研製的用於研究機械破岩的相似材料被國外學者稱為Gu-stone(顧氏材料)，開展的“岩石機械破碎的相似材料模型試驗方法的研究”和“雙變量行星鑽頭的設計原理及鑽進係統的實驗研究”均為國內外首創的研究領域。

1994年，神華集團第一任董事長、原煤炭部長肖寒在全國招兵買馬，籌建神華集團，尋找技術方麵的人才，要求是年輕、學曆高，最好有在國外工作的經曆。顧大釗剛好符合這些要求，於是，1995年被作為科技帶頭人調入神華集團工作，參加神華集團的組建。

1995年，神華集團還在籌建，煤炭產量隻有300萬噸，在煤炭行業名不見經傳。但是，當肖寒董事長向顧大釗談起神華的發展前景和規劃，談到未來將實現煤炭、鐵路、港口、航運協同發展時，顧大釗感到這是一個難得的發展機遇，也剛好與自己所學專業契合，又想到了RobinFell教授對他說過的“一定要把理論研究與現場實踐結合在一起，不然的話很難出成果”這句話，於是便毅然決然地來到了神華集團。

說起那個決定，顧大釗至今記憶猶新：“我覺得社會發展到現在這個階段，產學研已經具有更廣泛的意義了，要變成複合型的人才才能更好地做事。據我所知，在我之前國內還沒有高校的教授到企業裏來的。我當時的想法很簡單，自己本科學的是礦井建設，碩士學的是岩土工程，博士學的是地下工程，在國外又學習了采礦和土木工程，我就是想把自己學到的東西用到生產實踐上。”

描繪煤炭綠色開采宏偉藍圖

到了神華後，顧大釗立即投身條件艱苦的神東礦區建設，發揮專業特長，承擔了眾多建設項目的設計審查、技術引進等重要工作。

神東礦區地處晉陝蒙寧交界的能源“金三角”地區。該地區煤炭儲量占全國的29%，煤田賦存條件適合安全高效的大規模現代開采，但是水資源極度匱乏，僅占全國的0.37%，年降雨量不足400毫米，蒸發量卻高達2500毫米，地表生態脆弱，植被覆蓋率僅為10%左右，水土流失嚴重，大規模的煤炭開采必然會對原本匱乏的水資源和脆弱的地表生態造成更大的破壞。從神東礦區建設伊始，顧大釗就敏銳地意識到這將成為未來製約該地區煤炭持續高強度開發的瓶頸，並率先開展技術研發，圍繞西部煤炭綠色開采的重大戰略課題進行了長達20年的不懈攻關，描繪出了一幅煤炭綠色開采的宏偉藍圖。

在神東礦區礦井建設和生產期間，顧大釗發現該地區雖然幹旱少雨，但礦井湧水量卻很大，為確保井下安全生產，必須將礦井水排至地表。由於該地區蒸發量極大，礦井水外排後很快蒸發損失。一方麵是礦區水資源緊張，另一方麵卻是大量礦井水外排後蒸發損失，這深深觸動了他。怎樣才能做到既采煤而又能保護利用礦井水呢？為解決此難題，他查閱了國內外大量保水開采的資料後，打破常規，創造性地提出了將礦井水在井下儲存利用的技術構想。

構想一提出，質疑聲紛至遝來。因為礦井水害是煤礦生產中的重大危險源，井下儲水存在較大風險。麵對質疑，顧大釗深入鑽研，全麵掌握了煤炭開采對地下水運移的影響規律，提出了利用煤礦采空區儲水、建設地下水庫的技術路線。經過多年攻關，他帶領技術團隊解決了庫容計算、壩體設計與構築、水庫安全保障、水質控製等技術難題，於1998年在大柳塔礦建成了首個采空區儲水設施，並於2006年在該礦建成了世界上首個煤礦地下水庫，儲水量達60萬噸。十年磨一劍，采煤與保水並行之夢終於變成了現實！

“多少年前我就說過，過不了多久，西部水會比煤更值錢，現在就是這樣。神東現在每年從外部可以獲得的水資源是300萬噸，且水價高達13.5元每噸，再想多買，無論你出多少錢都沒有。煤炭是資源，但是沒有水，既挖不了煤，也發不了電，更變不了油，那還是資源嗎？”顧大釗如是說。

在礦井下存水，首先要解決的就是安全問題。顧大釗給記者做了個形象的比喻：“如果說礦井水在井下是老虎的話，那傳統的煤炭開采中它就是林中之虎，因為有時你不知道它在哪裏。如果知道它在哪裏，也知道有多少，再把它圍起來，它就成了籠中之虎。但是這個籠子一定要安全，因此我們做了三重保護。第一重保護是把地下水庫連起來，每個水庫在哪裏、裏麵有多少水、水的參數是多少都已鏈接到手機上，發現哪個水庫的水位比較高了，就可以及時地把水調到另外的水庫裏去。第二重保護就是壩體，我們會對壩體的應力和變形進行隨時監測，如果超標了，馬上就會報警，提醒我們進行加固處理。第三重保護也是最後一層保護，就是安全閥。我們在人工壩體上設有應急泄水裝置，一旦遇到特殊情況，比如說井下頂板大麵積垮落等，產生了過大的衝擊力，那些泄水裝置就會打開把水放出來一些，以確保水庫安全。通過這三重保護，我們就能把礦井水這隻老虎關在籠子裏了。”

利用該技術，神東礦區已建成了35座煤礦地下水庫，年供水量超過6000萬噸，不但提供了95%以上的礦區用水，還給外部產業供水。傳統的礦井水害變成了水利，礦區由用水排水大戶變成了儲水和供水的基地。近3年來，神東礦區因礦井水保護利用創造的經濟效益已超過30億元。中國工程院“推動能源生產與消費革命”重大戰略谘詢項目將其列為能源生產革命的重要技術方向。原世界煤炭協會主席、力拓能源CEO哈裏先生對此高度評價：“相比世界上其他先進的礦井水處理技術，這項工作顯然更先行一步，對於煤炭開采業可持續發展意義重大。”

潛心打造高效綠色開采科技團隊

顧大釗既是麵向國家重大戰略需求的技術領軍人才，也是引領神華科技事業高速發展的戰略型管理者。在神華集團，“支撐神華科學發展、引領行業科技進步、提升國家科技實力、領先全球煤炭科技”的企業科技創新戰略幾乎人人皆知，這正是顧大釗對神華科技工作定位與目標的高度提煉。神華集團從剛成立時隻有300多萬噸煤炭產量、利潤不足億元，發展成為目前全球煤炭產銷量最大、效益最好、技術最先進的綜合能源企業，科技創新起到了重要的支撐作用。

“我在神華這21年就做了兩件事，一個是神華的科技管理工作，另一個是煤炭開采水資源保護與利用。”說起自己這麼多年的工作，顧大釗概括得十分簡單。

神華集團產業覆蓋麵廣，技術需求大，創新難度高，但組建時間短，自身研發力量薄弱。作為科技發展部總經理，顧大釗提出了“以市場為導向、以企業為主體”的神華創新模式，並通過牽頭構建“煤炭開發利用技術創新戰略聯盟”等方式進行實施。神華科技創新模式受到了社會廣泛關注，“基於科技資源整合模式的煤炭開發利用技術創新工程”獲得了2009年國家科技進步二等獎，他本人也被授予“國家創新能力建設先進工作者”稱號。

深刻思考推動能源生產消費革命的戰略需求，顧大釗清醒地意識到，煤炭產業必須走“高碳產業，低碳發展”之路，神華集團必須掌握低碳清潔能源領域的核心技術。在神華集團領導的大力支持下，在他的積極倡導和協調組織下，短短幾年時間，北京低碳所、神華研究院等自主研發機構相繼建立，一大批高層次專家成為自主研發的骨幹。

“2015年，國家給我們批複了重點實驗室，就是煤炭開采與水資源保護利用國家重點實驗室。以前研究礦井水主要都是研究水害，而現在我們是要保護利用水，真正把水視為寶貴的資源。”顧大釗說，“現在不僅是要培養人才，更重要的是培養團隊。水資源保護是一個新領域，需要大家來共同探索，探索靠誰呀？當然是人，需要大量人才組成的團隊。”

在顧大釗的倡導下，神華集團提出了“十百千萬工程”，就是爭取在“十三五”時期培養出10位初步具有院士水平的帥才，100名各個分公司首席專家級別的將才，1000名各個專業的專家，還有10000名工程技術骨幹。實現了這個目標，神華集團未來的發展會更好。

在科技團隊建設中，顧大釗非常重視青年科技人才的培養，把他們放在技術研發和科技管理的關鍵崗位上，給他們“壓擔子、指路子”，促進他們的快速成長。他常說：“對於年輕人來講，光是刻苦鑽研是不夠的，還要注意需求引領，就是你幹的事必須順應社會發展的最大需求。另外要耐得住寂寞，搞技術需要積累，沒有積累就出不來東西。煤炭事業的明天還會是美好的，但是需要我們努力，通過技術來實現綠色開發和清潔利用轉化。”

從莘莘學子到大學教授，從央企科技管理人員到工程院院士，不論角色如何變換，顧大釗那顆科技報國的心始終不曾改變，實現煤炭綠色開發、清潔利用的意願也變得愈發強烈。在煤炭開發與水資源保護的道路上，他正以人生作筆、科技為墨，描繪著煤炭綠色開采的宏偉藍圖，續寫煤炭工業可持續發展更加輝煌的篇章。

來 源：中國煤炭學會

編 輯：嶽燕京 趙 奇 李 錦 朱曉莉 於小川