
编者按:盛夏乘风起,鸿鹄入理工。河南理工大学始建于1909年,是我国第一所矿业高等学府和河南省建立最早的高等学校。建校117年来,学校始终心怀“国之大者”,传承明德任责、好学力行的精神底色,坚持以情怀和使命办学治校,矢志建设让党放心、人民满意、特色鲜明的一流大学。今天的河南理工大学,是河南省人民政府与应急管理部共建高校、国家“中西部高校基础能力建设工程”高校、河南省重点支持建设的“双一流”创建高校、河南省特色骨干大学建设高校、全国文明校园,为青年学子奋进拼搏、成就理想提供了最广阔的舞台。诚挚欢迎广大学子报考河南理工大学,同百年理工一道,把人生理想融入国家和民族的事业中,成长为爱国报国强国的栋梁之材!让我们相约理工、逐梦未来!
《中国教育报》第四版专版《河南理工大学科研团队面向国家需求接续奋斗致力瓦斯地质研究》

河南理工大学科研团队面向国家需求接续奋斗致力瓦斯地质研究
——从科技降“虎”到智慧用“虎”
本报记者 张利军 单艺伟 冯子琪 易鑫 通讯员 苏丽敏 李童铃 摄影报道

在国家重点实验室,学校1962级校友、中国工程院院士张铁岗 (左三) 指导团队青年教师及博士生开展受载低渗煤样裂隙分布及发育规律的CT扫描实验。

在“河南省总工会魏建平劳模创新工作室”里,“全国高校黄大年式教师团队”带头人、魏建平教授(右二) 为学生们讲解煤层注水添加剂的选配以及润湿效果。

在学校煤层气(瓦斯、页岩气)抽采与利用实验室,井下瓦斯抽采团队带头人孙玉宁教授专心观察试验情况。

国家级青年人才、学校瓦斯爆炸防治团队带头人王燕教授 (右一),带领团队成员开展瓦斯爆炸规律研究及瓦斯抑爆剂的研发。

在新疆阜康气煤一井,曹运兴教授深入煤矿井下工作面最前线,仔细观测煤层裂隙展布状态。

在“河南省非常规能源地质与开发国际联合实验室”,曹运兴教授 (左) 手把手地指导学生制作扫描电镜实验样品。

在国家级煤矿开采虚拟仿真实验中心,郭文兵教授 (左一) 指导学生利用虚拟仿真技术还原煤矿作业环境,体验煤矿井下各种技术与工艺,了解煤矿事故危害。

在现代化综采工作面实训实验室,青年教师王振锋 (右一) 向研究生讲解团队研发的应用于高瓦斯矿井瓦斯多种治理措施的“胎囊式”系列封孔装备的应用场景和技术优势。
“这张地图涵盖2000余个矿井、125个矿区、25个省区。有了它,就能精准定位那些‘易怒’的高瓦斯矿井。”11月初,在河南理工大学建校115周年之际,中国工程院院士、该校1962级校友张铁岗回到母校,与师生们一起重温“新中国第一张煤层瓦斯地质图”背后的故事。
站在校史馆的瓦斯地质图前,这位78岁高龄的打“虎”专家感慨万千:“这幅图也见证了一代代理工大人找‘虎’、打‘虎’、驯‘虎’、用‘虎’的降‘虎’历程。”
瓦斯,煤矿开采过程中释放出的气体,无色无味,却是吃人的“猛虎”。“瓦斯造成的事故数量多、危害大,煤矿一旦发生煤与瓦斯突出或者瓦斯爆炸,极易造成群死群伤的重大安全事故。”河南理工大学安全科学与工程学院院长魏建平向记者介绍。
明知山有虎,偏向虎山行。作为中国矿业高等教育发源地的河南理工大学,面向国民经济主战场,扛起了科研降 “虎”的重任。
上世纪60年代,时任煤炭部高级工程师的安全专家杨力生加盟母校焦作矿业学院 (今河南理工大学),成为瓦斯地质研究的领军人,迈开了降“虎”路上的第一步。
杨力生带领第一代瓦斯地质研究团队成员,编制出我国首幅 《1∶200万中国煤层瓦斯地质图》,成为“中国煤炭安全技术研究的里程碑”,实现了找“虎”路上从0到1的突破。2011年,“中国煤矿瓦斯地质规律与应用研究”成果荣获国家科学技术进步奖二等奖。
打“虎”路程艰辛且复杂,井下瓦斯抽采过程中“钻不 深、易塌孔、封不严”,瓦斯含量及压力测试不准确,低渗透煤层瓦斯“抽采衰减快、抽采效率低”等问题像密布的荆 棘。为了战胜“猛虎”,河南理工大学瓦斯治理团队向这些科研难题发起冲锋,书写了一个个动人的打“虎”故事。
张铁岗院士始终在生产一线致力煤炭安全与抢险救灾技术研究,亲自指挥和参与煤矿事故抢险50余次,救助近800名矿工,被誉为“瓦斯克星”“矿山脊梁”,他牵头的“矿井瓦斯 综合治理示范工程配套技术的研究”获得国家科技进步奖二等奖;孙玉宁教授带领团队研发了松软煤层钻进技术装备、瓦斯抽采钻孔区域密封技术等,形成了瓦斯抽采“钻—封—联— 控”一体化关键技术体系,大大提升了瓦斯抽采效率,获得国家科技进步奖二等奖;魏建平教授带领团队研发的“低渗透煤 层瓦斯高效抽采关键技术”,有效防止了矿井重大瓦斯事故的 发生,提高了生产效率,保障了安全生产环境。
如果说与“猛虎”在井下的搏斗是“短兵相接”,那么,河南理工大学教授、加拿大工程院院士曹运兴带领团队主攻的地面瓦斯抽采技术难题,则是“拿时间换空间”。
“在煤炭开发的理想路径中,先采气再采煤的顺序是正确的,不仅能解决安全问题,还能实现能源综合利用,将‘虎’用起来。”曹运兴介绍,瓦斯热值高、无污染,将其变 身为可充分利用的清洁能源,不仅能从源头防止煤矿瓦斯事故,还能弥补能源缺口、保障国家能源安全。然而,在地面开展瓦斯抽采,复杂多变的地质条件和煤层气开发增透等问题死死缠绕着降“虎”团队。曹运兴带领大家建立大倾角厚煤层水力压裂裂缝扩展的数学物理本构方程,为瓦斯“猛 虎”变身清洁能源提供了有力支持。该技术两次打破全国纪录,将煤层气单井产量提升10倍以上,并保证了长期稳定开采,获得国家科技进步奖二等奖。
“学校一代代瓦斯地质科研人,不仅致力于降‘虎’的 科研之路,也着力培养适应新时代新需求的高层次人才。” 河南理工大学校长赵同谦说。学校依托国家级虚拟仿真实验室、综采综掘实训实验室等,通过虚拟现实技术、煤矿开采智能化教学体验等,让学生全面了解井下采煤工艺和技术,增强实践创新能力。
河南理工大学党委书记邹友峰表示:“新征程上,聚焦低碳、节约、绿色的研究方向,学校将继续发挥优势、矢志创新,书写好后瓦斯时代发展新篇章,为教育强国、科技强国和人才强国建设作出新的更大的贡献。”
《中国教育报》第四版《河南理工大学团队用CT技术“透视”瓦斯风险
绘制“瓦斯地质图”守护矿山安全》

河南理工大学团队用CT技术“透视”瓦斯风险
绘制“瓦斯地质图”守护矿山安全
本报讯(记者 张利军 通讯员 王兴国 苏丽敏)在河南理工大学校园,记者在煤矿瓦斯灾害防治应急管理部重点实验室看到,师生们正在坚持不懈地与“地下猛虎”——瓦斯进行着“较量”,他们身着白大褂,时而比对装置状态,时而探讨数据结果。
“我们的目标很明确,既要攻克煤矿安全生产‘卡脖子’技术难题,更要让成果走出实验室,在千米井下,真正守护矿工安全。”该实验室主任、中国工程院院士张铁岗话语铿锵。
“瓦斯的来源、赋存与运移,是煤矿瓦斯防治的首要问题。”实验室常务副主任、河南理工大学副校长魏建平说,科研成员要成为“大地侦探”,像医生给患者做CT一样,获取瓦斯赋存构造等核心数据。
团队深入河南焦作、平顶山等矿区,长期在昏暗潮湿的巷道中布设传感器,实测瓦斯含量和瓦斯压力……通过对海量地质数据的深度挖掘分析,实验室团队创新提出“瓦斯赋存构造逐级控制理论”,绘制出精准的“瓦斯地质图”,实现煤层瓦斯风险分区精准刻画,从而为不同矿区“量身定制”瓦斯治理路线。
近年来,在张铁岗院士引领下,该实验室联合中国安全生产科学研究院、中国平煤神马控股集团两大共建单位,共同推动集瓦斯风险防治理论研究、瓦斯智能抽采技术攻关、瓦斯灾害防控装备研发、瓦斯事故应急处置于一体的闭环创新链条,引领了全国瓦斯防治的新模式。
有了这“一张图”和“一条链”的坚强保障,该实验室一年多来已承担国家级科研项目37项,荣获省部级科技进步奖一等奖、二等奖22项,实现成果转化与应用26项,转化金额超3000万元,主导3项行业标准制定,5项标准荣获国家能源局立项……
这些沉甸甸的数字,书写的不仅是科研报国的初心,更是河南理工大学在煤矿瓦斯灾害防治领域的全面飞跃。
“时间就是生命,在瓦斯防治领域尤其如此。”实验室副主任李振涛展示着实验室最新成果——瓦斯风险参数快速精准测定装备,“我们利用它,把瓦斯含量的测定时间,从8小时缩至30分钟以内。”该技术入选2024年《矿山安全先进适用技术及装备推广目录》,并已在全国数十个矿区300余座矿井应用,被列为国家矿山安全监察局执法装备。
在矿山安全的“竞速战场”上,该实验室还创新了将瓦斯压力测定时间从21天缩至1天内的煤层瓦斯压力快速测定方法,并携手平煤集团,聚焦“矿井深部高地应力与突出耦合研究”展开联合攻关,为守护矿山安全筑起了一道集快速监测与智能防控于一体的科技防线。
实验室立足国家战略,扎根现实土壤,不断拓展服务维度,从技术支撑、决策咨询到标准引领,全方位助力国家应急管理能力升级。2024年,实验室受河南省工业和信息化厅委托,组建了5支专家团队,走进全省53处高瓦斯、突出矿井开展“全面体检”,200多人次深入井下调研,40余场专题汇报会凝聚共识,为政府精准施策提供了扎实的数据支撑。
河南理工大学校长赵同谦表示:“未来,学校将继续聚焦国家战略需求,为国家高水平科技自立自强贡献河南理工智慧和力量。”