科学家精神 | 与乌金共舞——记中国工程院院士王双明
发布时间：2022-08-08
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来源：中国煤炭学会
2011年煤炭绿色开采现场会做采煤保水学术报告
王双明1955年5月出生于陕西岐山一个普通的农民家庭，谈起自己的求学经历，王双明院士回忆说：“当时，高考制度还没有恢复，我们农村只能通过层层推荐入学。”尽管那个时候教学制度还不规范，但是，时代的冲击并没有磨灭王双明强烈的求知欲，但凡有一线希望，他都会为之拼尽全力。1974年，王双明被推荐进入了西安矿业学院地质系，在那里开始了为期三年的煤田地质与勘探学习，作为一个农家子弟，王双明很珍惜这个来之不易的学习机会，他从最基础的知识开始学起，这一学，便与煤炭结下了不解之缘。从此以后，王双明起早贪黑，不知疲倦，一步一个脚印，踏踏实实地开始了煤炭资源与地质勘探的学习之路。毕业参加工作后，王双明继续从事着与煤炭有关的地质工作，说到这里，王双明不禁感叹：“说起来也是，我和煤炭的情缘还是很深厚的，直到现在，一直没有间断。”王双明的身上有着陕西关中人特有的质朴醇厚，简单的情感数十年不变，反而随着岁月的积累，变得更加深厚。无论走到哪里，经历何事，他无时不刻感恩着的，都是最初给予自己学习机会的政府，无时无刻挂念着的，也是家乡的父老乡亲。众所周知，煤炭地质的工作不好做，地质勘探的科研很难搞，然而，作为一名经过层层选拔的优秀人才，王双明从不喊苦喊累。在煤炭行业能坚持多久，非常考验个人的意志力，以及对这个行业到底有多大的热情。从过往的四十年来看，王双明用他超凡的意志力，怀揣着极大的热情，完成了一个又一个煤炭地质勘查项目，提交了一份又一件份地质勘查报告，从最初的兴趣，变成了如今的深爱。谈到这里，王双明说“不是我觉悟有多高，只是觉得煤炭很重要，人人都要用它，处处都要烧煤，尽管这个行业很艰苦，总得有人去做。我在这个行业中成长，这个行业培养了我，即便当初有其他选择的机会，我还是愿意把自己学到的知识贡献给煤炭行业，就带着这种朴素的感情，一直工作到现在了。”这段话，看似漫不经心，实则情深义重，带着陕西人特有的简单淳朴，也透露着那股子柔情。
2011年在陕南野外地质调查现场
王双明以优异的成绩从西安矿业学院毕业后，被分配到陕西省煤田地质勘探公司工作，工作三年期间，王双明考入了武汉地质学院北京研究生部煤田地质及勘探专业研究生，师从著名煤地质学家杨起院士和李思田教授，主要的研究方向是煤盆地分析。1983年毕业后，王双明按原煤炭工业部的要求，放弃了留校任教的机会，又回到了陕西省煤田地质勘探公司工作，从事煤炭地质勘查生产科研工作的实践以及进一步深造学习。之后，他被委任主持了“鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价”这个国家重大地质项目。在记者的采访中，在谈及这段经历时，他首先给我们介绍了当时的大背景。改革开放后，我国东部煤炭资源面临枯竭，煤炭工业战略西移成为保障国家能源安全的重大需求，也就是说，当时经济发展迅速，工业生产也随之迅速扩张，带来大量经济增长的同时，也产生了巨大的能源消耗，尤其是对煤炭的需求量大幅度增长。这样一来，中国东部煤炭生产已经不能满足高速发展的工业生产，煤炭资源的保障程度严重不足且面临枯竭，王双明院士说，“趋于枯竭就意味着煤炭生产必须往西走，至于走到啥地方去，这是个大难题。”当时，主要问题就是缺乏地质依据，尤其是鄂尔多斯盆地，地理位置上承东启西，但是全盆地煤炭资源总量及分布规律不清楚，能不能承担煤炭工业西移重任？能不能建设大型煤炭基地？没有可靠的数据支撑，这些都是严重制约煤炭工业部署规划的问题。为了解决这些问题，原国家计划委员会安排了一个重大地质项目——“鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价”。它的意义非同凡响，主要针对的是解决鄂尔多斯盆地煤炭资源的开发难题，包括探明其煤炭资源的存储数量、煤层的分布规律等，它的目的是最终完成鄂尔多斯盆地的煤炭资源的评价，这直接关系到当时我国的能源战略布局问题。恰逢此时，国内煤炭系统做煤盆地分析的专家相当少，谁能牵动这个计划？谁能摸清鄂尔多斯复杂的煤炭资源分布规律？谁能解决中国煤炭工业战略西移的重大难题？谁能成为那位为国家开发新资源的英雄呢？最终，经过多方面的考量，王双明被认为是引领“鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价”这个国家重大地质项目的不二人选。王双明主持鄂尔多斯重大地质项目以后，破解了成煤层位多、成煤作用复杂多变、成煤盆地后期叠合改造强烈和勘查资料严重不足等难题。用丰富的研究成果，确立了鄂尔多斯尔多斯盆地在煤炭工业战略西移和保障国家能源安全中不可替代的重要地位。王双明带领项目团队发现了成煤规律。科研团队对1456个钻孔及102处实测剖面进行了系统研究，发现了电阻率、密度、放射性组合标志和垂直层序横向变化规律，建立了等时地层格架和含煤地层综合层序，确定了主要可采煤层的沉积类型和分布范围，提出了大地构造背景转换过程控制成煤期，沉积体系转换部位控制成煤区的学术观点，丰富和发展了煤地质学理论。他成功地完成了项目给定任务，经过煤炭部组织的院士专家集体鉴定，一致认为：理论研究有创新，对勘查和开发有指导性，可以作为煤炭工业战略西移宏观决策及领导部门规划部署的重要参考。现如今，王双明的研究成果被广泛应用，并且在煤炭工业战略西移中发挥了重要的基础作用。值得一提的是，“鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价”在1997年获国家科技进步二等奖。目前，盆地内已规划部署6处大型煤炭生产基地，煤炭产量已占全国40%以上。
2011年在陕南进行野外地质调查
鄂尔多斯盆地地表复杂，有黄土、沙漠的覆盖，大型机械设备很难进入，非常不利于大型煤矿的开发建设，据王双明院士介绍说，当时国家急迫地想要尽快掌握地质勘探的资料，但是，这个技术主要以钻探为主，钻探需要钻机打钻孔来探明煤层的埋藏深度、厚度等，同时通过取样测试来判定煤炭的质量如何，从而才能展开煤炭的研究工作。这项技术是成熟的，但是，鄂尔多斯盆地地表黄土、沙漠广泛覆盖，大型机械如钻机的进入必须先修路，可是修路周期很长，特别是在沙漠上，修路的难度极大，面临的难题就是如何在满足勘查精度的前提下，尽量少打钻孔，减少在沙漠中修路。国家当时的经济扩张很迅速，需要快速的能源补给，更需要尽快解决能源不足的问题。所以，国家对勘查成果的渴望是急迫的。据王双明院士回忆说，“当时在沙漠中修路，采取的办法是把沙生植物砍下来垫在路面上，车辆才能进去，这样一来不光效率低，对整个沙生植物的影响也很大，所以工作起来难度非常大。” 技术遇到了难题，那么当时是如何解决的呢？王双明院士回答说，“在这个情况下，我们以陕西煤田地质局为主，联合大专院校开展了一系列研究，目标就是要建立少打钻孔，少修路的高效高精度勘查技术。”经过大量的研究和现场试验，集成地震、磁法、钻探技术优势，建立了用地震探测煤层厚度，用磁法测定煤层自燃边界，用少量钻孔精确控制煤层深度、厚度，采集测试样品的综合勘查技术体系，使钻孔数量减少了50%以上，将煤炭地质勘查引领到了高效、高精度勘查新阶段。该成果2010年获国家科技进步二等奖。但是，科研之路总是随着对它的深入探究而变得越来越复杂、越来越神秘，这也许就是科研的魅力所在吧，这不，新的问题正在不断产生，据王双明院士介绍说，“因为鄂尔多斯盆地北部生态环境很脆弱，年降雨量只有四百毫米左右，它的蒸发量达到将近2000毫米，降雨量很少，蒸发量却很大，对地表生态的影响很大。沙漠像海绵一样将大气降雨储存起来了，沿着地下的地质界面形成地下径流和地表河流，最后汇入到黄河里面去。整个鄂尔多斯的生态系统都靠这条生命之水维系着，包括地表的草本植被、乔木灌木的生长，除此之外，工农业用水也靠它，实际上没有这层水，此地区的整个生命系统都不存在了，所以这层水非常重要，但是这层水刚好在煤层上面，煤层开采就会产生损坏，主要表现是地表开裂、塌陷和水位下降。煤炭大规模开采后矿区水位下降了8~12米，一下降问题出来了，植被枯死、农民缺水，农民的房屋开裂以后就不能住了，社会问题很严重，最后陕西省人民政府就针对陕北的煤炭开发提出了10个陕北能源化工基地重大研究项目，其中就有‘采煤保水’。”关乎民生，刻不容缓。谈到民生问题，谈到农民生活因为煤矿的开采而受到了严重影响，回忆至此，王双明院士心情十分沉重，他当年亲自走访了当地农户，也亲眼见证了他们的艰难。煤矿开采几乎影响了当地农户的生存，虽然他们可以用补贴实现在县城买房，但是离开了故土也就离开了根，只有房子过不了生活，很多农户不愿意搬迁，所以他们在缺水的条件下继续生活着，水是生命之源，没有水，基本的生活保障就难以维持。王双明出身于一个普通的农民家庭，对于知识的渴望使他走出家乡，这是他成功的开端，但是在探寻科研的路上，王双明始终没有忘记凭借自己的努力改善家乡父老乡亲的生活。他常年奋斗在第一线，习惯了默默地承受一切艰难的生活环境，可是当他目睹了这种情况发生在农民身上时，他感到心痛不已，王双明因此陷入了深刻的反思，重新投入到科研事业中去，最终，他用科学的力量改变了现状，在完成煤炭资源开采的同时，还能保住当地农民的美好生活！此时此刻，他不仅是一个科学家，一个煤炭开采者，更是一个农民的儿子，一个势必力挽狂澜的壮士！记者非常好奇王双明院士当时到底用了什么办法力挽狂澜的，就此问题，王双明对记者详细解释了他的研究内容及经过，“当时确实压力很大，我们实际上还是从地质条件的研究做起，研究在这种地质条件下如何既能保水又能采煤，后来通过大量工作以后发现这个地方尽管地表条件比较复杂，水很缺，但是地质条件还有它的独特之处，地表的地形是西北高、东南低，地下水是从西北向东南流。含煤岩层是东南高西北低，在含水层跟煤层之间有一套隔水岩层，这套隔水岩层是东南高，西北低，与含水层相反。上面是水，下面是煤，中间隔水岩层厚度由东南向西北增厚的变化规律被我们发现了。后来我们又研究发现了煤炭开采对隔水层的损害规律——主要与它的开采高度有关，开采高度越大，对煤层上面隔水层的损坏高度就越大，如果隔水层损害了，隔水性就丧失了，地下水就漏掉了。因此，可以按照隔水层厚度和煤层开采高度划分出隔水性稳定区、变化区和损害区3种类型，鼓励开采稳定区、限高开采变化区，限制开采损害区，通过分类开采的话，就能起到既开采煤炭资源，又保护地下水的作用。” 听完王双明的原始讲解，记者明白了，王双明院士在理想与现实之间选择了最难的一种——两者兼顾，却也通过自身不懈的努力完成了一切的不可完成，过程是艰辛的，成果却是充满惊喜的，此时此刻，王双明院士的形象在我们眼里变得更加伟岸崇高了。
2012年麟游北部找煤区在一线研究含煤地层
在记者与王双明院士的采访中，我们被他的事迹所感动，被他的成绩所震撼，更被他的风采所折服。是的，听罢他的个人经历后，我们深刻了解到，王双明的确是一位扎根生产科研一线，围绕国家煤炭工业发展重大地质需求默默贡献的院士。与此同时，他耐心细致地回答着记者的提问，深入浅出地解释着复杂的科研成果，又使人不得不承认这是一位好老师。王双明院士先后于1996、2010、2011年三次获得国家科学技术进步二等奖，多次获得省部级科学技术一、二等奖，主编出版《鄂尔多斯盆地聚煤规律及煤炭资源评价》《生态脆弱区煤炭开发与生态水位保护》等专著3本，在《地学前缘》《煤炭学报》等期刊发表论文50余篇，其中1篇入选F5000，1篇获评中国煤炭学会成立50年具有影响力的学术论文，1991年被中宣部、国家教委授予80年代优秀大学毕业生称号，1992年享受国务院政府特殊津贴，1998年评为国家有突出贡献中青年专家，2005年获得李四光地质科学奖。他长期工作在煤炭地质勘查一线，学风严谨，善于理论联系实际，富于创新和团队精神。主持完成国家、陕西省重大地质研究和勘查项目，组建了煤炭绿色开采地质保障技术创新团队。在繁忙的工作之余，他还亲自培养了6位博士研究生，9位教授级高工。王双明院士为我国煤炭研究人才的培育作出了突出贡献，他接人待物平易近人，对待科学又谦虚谨慎，这些优良的品格成就了他的辉煌成就，也成了他坚守科研第一线的信念，他愿意将此传承下去，他认为，应该给更多的年轻人施展才华的机会，更应该培育煤炭科研人才。几十年过去了，在我国能源事业形势有创新，政策有革新的情形下，在“十九大”精神引领的新面貌中，煤炭行业依然是最艰苦的，煤炭科研人才依然是最缺乏的，他愿意贡献自己的全部力量，为我国的煤炭事业的未来建设，培养更多的优秀人才，为我国的煤炭科研事业，注入更多的新生力量！
王双明院士接受本刊记者采访
（记 者： 郭明明 朱晓莉 于小川）
