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良工锻炼凡几年,铸得宝剑名龙泉——记国家杰出青年科学基金获得者张吉雄教授

浏览:时间:2018-05-25

经过网评、会评的层层筛选后,国家自然科学基金委员会公布了2017年国家杰出青年科学基金资助名单,我校张吉雄教授申报的“充填开采与岩层控制”项目名列其中,我校高层次人才队伍再添新员。辞旧迎新之际,让我们用心倾听和感受这名绿色矿山研究领域新时期工匠成长之路上的故事点滴。

发轫于心——年轻的憧憬与执着

1993年夏,张吉雄从宁夏考取到矿大采矿专业,当时整个煤炭行业正处于转型和调整的低谷期,他的决定让家人和老师同学颇感意外。面对大家的疑惑,他给出了简单的答案:“老家很多亲戚在煤矿工作,看着亲切,而且毕业了可以回家乡工作,挺好的。”或许当时他也未曾想到,自己会在这条路上走得如此之远。就这样,他背着沉甸甸的行囊步入了矿大的校门,开始了他与煤炭行业、矿业学科的不解之缘。

矿大浓厚的学术氛围、国内一流的教学资源、煤炭工业长子的地位让这个来自西北的年轻人领略到了“采矿是未来的工程师”这句口号的内涵与魅力。成熟完善的课程体系让他打下扎实的专业基础,正如他调侃的:“相较于其他专业,我们学的课程可能是最多的,最常见的画面就是自习室采矿学生们的‘笔记本垫脑’。”更让他感到幸运的是:“授课的都是钱鸣高院士、徐永圻教授、汪理全教授、赵以蕙教授等一批学术巨擘,他们不仅学术造诣高,而且极其敬业专注,授课认真、系统,互动环节更是耐心细致。”回想起这段跟着学识渊博的老师们学习、有同窗好友相伴的青葱时光,张吉雄教授的欢喜和怀念之情溢于言表。

1997年毕业留校工作后,他将更多的精力和时间投入到了教学中。有时候仅同样的内容一周就要反复讲授几十遍,紧张繁重的教学任务并未削减他的热情与耐心,“采矿学的很多名词解释,即使现在我不用看书,也能一字不差地背下来,当时一周讲20多遍的确让很多人觉得很枯燥,但我更喜欢不断尝试从新的角度去理解和阐述,现在想想,这个过程本身是一种沉淀,是别人不可复制的经历。”求学与工作伊始,正是精雕细琢、一丝不苟的工匠精神的关键养成期,很多人错过了,而张吉雄把握住了这段时光。

工业现场一线是每个采矿人发现自我、定位自我、丈量自我的最佳平台,长期的校企合作和实践调研,让目光敏锐的张吉雄教授捕捉到了新的契机。1999年在兖矿集团现场走访的时候,偶然映入眼帘的粉尘纷扬的矸石山和连片分布的塌陷湖引起了他的注意。回校后,能否用矸石充填采空区控制地面沉陷成了他头脑中反复出现、挥之不去的念头,然而一位从业多年的老前辈告诫他:“这是不可能成功的,不要浪费时间!”但他并未因迷信权威而放弃。

此后,他开始潜心对矸石充填技术进行探索和实践。为了更深入地研究充填开采的岩层控制机理,他毅然选择跨专业攻读工程力学的博士学位。他的这次选择受到不少人的质疑,认为他吃不了采矿的苦,将来想转行。张吉雄教授并没有做过多的解释,因为他在项目实践中深深感知,采矿不是单纯的采煤,而是力学、机械、地质等专业的完美结合体,要做好采矿必须融会贯通。在团队的大力支持下,他作为中坚骨干参与大量的基础研究与工程项目,积累了丰富的理论知识和现场经验。

依托相关研究项目,在导师们的精心指导下,他相继发表了多篇高水平论文,获得了多项奖励,特别是在2007年,作为核心参与人员荣获的国家科技进步奖二等奖,更加坚定了张吉雄教授在矿山工程研究领域继续跋涉前行的信心,也让他找到了属于自己的学术之路,开启新的科研之旅。

执着于行——坚定的目光与步伐

“想到与得到之间,还有一个做到”,怀揣满腹学识和绿色矿山建设的理想,博士毕业后张吉雄并没有丝毫停息,而是和他熟悉的团队一起投入到了充填技术创新与装备体系研发的艰难过程中。

不驰于空想、不骛于虚声,如何将充填的新奇构思转化为现实的生产力是一项巨大的系统工程,诸多难题均是采矿行业前所未有的,曾迫使很多学者不得不知难而退。地面废弃物的加工方法及标准、井上下大深度持续高速投料技术、工作面采充一体化设备与工艺,在整个行业里都没有现成的模式可参照和借鉴。几年间张吉雄教授不停地奔波于煤矿现场和实验室之间,本着“嚼得菜根则百事可为”的劲头一一化解遇到的问题,一次次突破传统思维的束缚,将充填开采由纸上的图文符号变成了现实空间中可触摸、可感受的真实。

他总是说:“充填物料运输的咽喉性控制技术——大采深垂直投料系统的诞生是个意想不到的巧合而已。”的确,这项关键技术源于一次偶然的发现:他在矿区发现工人师傅自行设计通过直径20cm的管路直接向井下工作面附近投送水泥、沙子等散料,来减少井上下搬运强度;在此启发下,经过周密的计算和反复试验,发明出了涵盖地面投料控制平台、特质耐磨管路、储料与放料仓室、实时满仓报警及清理装置的自动化投料系统,一举解决运料能力与充填能力无法匹配的难题。他谦虚地将成功归结于偶然,而事实上机会总偏爱有准备的头脑,而这一年他才是刚获得副教授职称的年轻人。

采充一体化工作面一度被认为是科技作秀、难以产生实际经济效益,甚至曾有企业领导当面直言:“张教授,大学里的老师们闭门造车在现场是行不通的!”搞过科研创新的人都知道,工业技术的革新往往需要克服极度的困难、解决从未触碰过的瓶颈难题,这些都是常人难以想象的。面对各个方面的疑虑,张吉雄教授选择用过硬的技术代言,让实力说话。经过多年的潜心研究和尝试,在团队导师的指导下,兼备支护、充填、卸料、压实四项功能的具有完全自主知识产权的充填采煤液压支架被设计和制造出来(目前已经发展到第六代),并结合其技术参数创造性设计了配套的充填追机操作规程、采充同步作业方法和以矸定产的先进管理制度,彻底解决了长期困扰采煤与充填一体化的硬件和软件技术问题,其流畅性、可靠性和投入产出比均远超国内外同行。张吉雄教授的付出也得到了社会和学校的认可,2010年他获评博士生导师资格,2011年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”,2012年晋升为教授,并于当年荣获国家技术发明二等奖,期间主持国家级纵向科研项目2项,主导企业科技创新项目6项,其中3项被鉴定达到国际领先水平。

随着基础理论和主要功能技术的突破、完善,充填开采技术在全国各地迅速铺开,自2007年开始的短短数年间,已在新汶、邢台、平顶山、开滦、兖州、皖北、淮北、淄博等十余个矿区三十多个工作面进行了应用,遍及各大煤炭主产区。随着技术的快速发展,过去被称为呆滞煤量的150亿吨优质压煤资源被重新定位,这相当于为全国增加了可高强度开采4年的煤炭储量,诸多资源枯竭矿井和地区因此赢得了宝贵的缓冲和转型时间,对矿区的稳定发展提供了强有力的技术支撑。

2013年开始,张吉雄教授的科研驶入了快车道,截至目前已累计发表高水平学术论文110余篇,授权国内国外发明专利47件,制定行业标准8项,获省部级一等奖3项,并荣获国家万人计划领军人才、科技部中青年科技创新领军人才、江苏特聘教授、江苏省有突出贡献的中青年专家等一系列荣誉称号,成为了矿山技术领域的知名专家。

他的学生黄艳利已经是充填采煤领域小有名气的教授,他说:“你们都看到了现在有杰青称号的张教授,但没有看到过那个可以为科研攻关数夜不合眼、一天数次下矿井的学术痴人,也没有见过那个遇到难题时会把自己锁在办公室冥思苦想的学术带头人。”

艰难困苦玉汝于成,筚路蓝缕淬炼成钢,想必悬挂于其办公室的“天道酬勤”四个刺绣大字最能解释他今日所取得的学术成就。

寄情于史——传承的心境与梦想

谈及学科发展时,“承上启下”成为了张吉雄教授最喜欢用的高频词汇。在他的潜意识里,我们每一个人都是矿大文化血脉中的一份子,有着不同时代的责任和担当,他希望能在矿大矿业学科的发展历史过程中扮演好“承上启下”的角色,契合学科和行业发展的需求。

在他眼里,学术从来不是乏味单调之事,而是文化传承中不可或缺的主线。学科、师长在他心目中占据着无可替代的重要位置,他始终认为大家都应怀着感恩的心面对矿大。访谈中,当被问及获杰青资助的感受时,张吉雄教授的回答很简单:“这是学校矿业学科多年来的积淀,也是国家煤炭行业发展给予的机遇,我只是有幸站在前人的肩膀上才取得了一点成绩。”

谈及长期支持充填团队发展的老师、前辈们,他表示没有他们在矿山开采、岩层控制等领域的耕植就不会有现在矿业学科和自己的进步与发展。尤其对钱鸣高院士,他有着特殊的感情。他讲了一个故事:“有次见到钱老,我只讲了两句话‘钱老师,我来了’、‘钱老师,我走了’。”那次因一个学术问题百思不得其解,他前去拜访钱院士,一见面,钱老直接猜出他此行的目的和准备咨询的学术问题,并反复强调突破点在哪,给出了非常详尽的解决思路。当时他非常惊讶,后来回想才明白这是因为他来之前钱老已经充分了解了他目前的研究进展,所以才有他全程只讲两句话的有趣一幕。国家杰青名单公布后,钱老第一个打电话给他,勉励他今后要学会从学科、行业发展的新高度思考,更好地回馈学校和社会。对于钱老的关怀和鼓励,张吉雄教授深有感触地说:“钱老是采矿学术界的泰山北斗,能在学术和工作上时时给予年轻人无微不至的关心和支持,对我们而言这是一种巨大的鼓舞。”

为人师表,是谈话中他的另外一个高频词汇。对于本科生和研究生的教学和科研指导,张吉雄教授同样倾注了大量的精力和心血。他认为,育人和科研都是教师生命中不可或缺的一部分。“教育的真谛,是以学生作为根本”。因此,尽管科研工作繁忙,他仍全程关心学生的成长,坚持为本科生授课,带毕业设计、专业实习等,每年都能超额完成教学工作。张吉雄老师的备课环节充分,为了上好每一节课,课前都会结合现场以及学术研究动态,反复修改讲稿,甚至多次重新制作PPT。他常说:“只要老师用心了,学生一定能够感受到。”他的课在学院内极受欢迎,一名采矿2014级学生评价说:“张老师的课堂不仅有理论,而且有丰富的实践案例,听课很享受,受益良多,既能学到知识,又能体会行业内的处事风格,幽默风趣,就像听单口相声!”

为了推动采矿学科的教材建设,张吉雄教授作为副主编参加了新《采矿学》的编写,并于2016年作为主编牵头联合国内外13所矿业高等院校编写了岩层控制领域第一本中英文翻译工具书《煤矿岩层控制英文科技论文撰写范例及词汇》,协助国内采矿学者纠正常犯的英文学术写作错误和翻译惯性思维,为国内岩层控制领域的学者尤其是年轻人搭建了对外交流、拓宽自我的新桥梁。

张吉雄教授对所带的博士和硕士研究生们,可以用“严父”二字来形容。“团队意识”“制度意识”“执行能力”“动手能力”是其科研团队中最具代表性的四个词语。

他常常叮嘱学生们,一定要有团队意识、协作思维,因为单枪匹马、单打独斗永远无法与团队协作、并肩作战的效果相比,即使个人能力再强,离开团队也不过是无本之木、无源之水。“没有规矩,不成方圆”,其团队有着一系列完善的规章制度,他常说,要让学生学会适应规则、善于运用规则,引导学生在学术研究中树立带着脚镣刀尖起舞的意识,这些培养方法正得益于他访学美国期间的所见和所思。他常言,“严格对学生没有坏处,相反过分宽容对他们就是一种无形伤害,只要是站在为学生发展的角度考虑的,即使批评严厉点,学生日后也会理解的”,“我绝对不会允许自己的学生年纪轻轻就患上‘懒癌’”。他的不少学生曾受到过比较严厉的批评,但也因此很快成长起来,在不同的项目中能够独当一面。在课题组内,学生可以开导师的玩笑,但绝不能说“这很简单”“我觉得很容易”,因为知易行难,不能只抬头看路,也要低头拉车,要把远大目标和务实工作结合起来。学生写材料、制定方法、操作仪器、整理数据、现场检测等环节都是他亲自指导和手把手地教,绝不允许学生有眼高手低的情况出现,他总是在有限的时间内想办法把学生的科研素质和科研能力尽快培养起来。

严师出高徒,短短几年间他指导和培养的研究生已有2人获评“省优秀博士论文”,已涌现出教授1人、副教授3人、讲师5人;培养的学生遍布各地,有任教于澳洲昆士兰大学、中国矿业大学、东北大学、淮阴工学院等高校的博士,亦有供职于天地科技公司、中煤设计院、山东能源集团、徐工集团等行业巨头的硕士,多数已成长为所在单位的业务骨干。学生们对张老师的教诲都由衷地感谢,他指导的2010级硕士研究生、现任教于湖南科技大学的安百富在毕业论文中致谢写道:“多年的相识与追随,您给予我的不仅仅是倾囊相授的学识,更有那份为人处世的真诚与豁达,您的处事风格早已融入到学生生活中的每一个枝枝蔓蔓!”

此外,在学生眼里,张吉雄教授除了有严父的形象,更有帅气的“暖男”的气质。他指导的2012级博士研究生、现在矿大从事博士后研究的张强举例说:“暖男表现在平时生活中的点点滴滴:大事者,如学生父亲生病,张老师及时伸出援手,解决燃眉之急;有学生出国经费紧张,张老师用个人资金及时予以周转;有学生的家属面临就业难题,张老师积极协调想办法推荐岗位,解决其后顾之忧。小事者,诸如学生打球擦破皮,他都会第一时间了解情况和给予关照。”

不忘初心,砥砺前行。随着国家能源发展战略的调整和新时期煤炭供给格局的变化,充填开采也进入了新的阶段,如何响应国家“向地球深部进军”的号召和契合“一带一路”背景下的西部发展战略,已经成为张吉雄教授新的思考方向。未来天地广阔、大有可为,新的征程中张吉雄教授和他的团队定会为矿大的“双一流”学科建设和国家资源绿色开采技术发展作出更大的贡献。


来源:中国矿业大学新闻网
网址:http://xwzx.cumt.edu.cn/f9/18/c521a456984/page.htm


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