邓雪杰:我与矿业工程的“三二一”
2024-11-17 10:52 来源:  北京号
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邓雪杰,中国矿业大学(北京)能源与矿业学院副教授,博士生导师,长期从事煤炭绿色开采与固废充填利用方面的教学科研工作。从他选择矿业工程作为自己的专业开始,他一直把“好学力行”的矿大精神作为自己的指引并且传递给他的学生们。

邓雪杰认为,老师不是逼着学生成为什么样的人,也不是引导学生成为什么样的人,而是帮助学生成为他自己想成为的人。从与一线煤矿工人一起的“三班倒”到发给清华大学的“第二封邮件”再到走上讲台讲给学生的“一些诤言”,邓雪杰愿意继续为矿山绿色开采和矿业人才培养贡献自己的力量。

让我们一起跟随邓雪杰的脚步,探索矿业工程的奥秘,感受那份对知识的热爱和对教育的执着。

与工人一起的“三班倒”

我国富煤少油缺气的能源资源禀赋特点,决定了今后相当长一段时间内,煤炭仍是能源安全稳定供应的“压舱石”、支撑能源结构调整和转型发展的“稳定器”。

煤炭地下垮落法开采会带来一系列的环境问题,因此充填开采作为一种绿色开采技术被广泛应用。然而,传统长壁充填开采面临系统工艺复杂、工作面推进速度慢、提高充实率困难等问题。特别是针对特厚煤层、较薄煤层、边角煤等特殊条件的煤炭资源,这些问题更加突出。

从2010年读硕士开始,邓雪杰投身充填开采研究,针对上述问题进行了全面探索,十五年的时间里,在山东、河北、山西、内蒙、安徽等地的矿井,都留下他的身影。

读博期间,导师张吉雄教授团队在经过对现场的细致调研与深入思考后,提出了长壁逐巷胶结充填开采方法,可以实现特殊地质条件下煤层的高充实率、低成本充填开采,并有效控制覆岩移动及地表变形。

但这一方法是否行得通还得向一线要答案。邓雪杰主动要求到内蒙古的西拉沐沦公格营子煤矿去验证工程应用效果。

邓雪杰回忆当时在一线的场景说,“要想看技术的实际效果怎么样,就需要深入一线去,跟工人们在一起,充分地实践,他们三班倒,我们也三班倒。”最终,经过三个多月的井下奋战,克服了地质条件复杂、设备技术匹配度低、填充材料性能不稳定等问题。

在项目结束时,实现了工作面“巷式出煤,巷内充填”循环作业的胶结充填开采技术。完成了煤矿高采出率、高充实率和低成本的安全高效充填开采,同时实现了20米以上特厚煤层的安全绿色开采 ,真正实现了循环经济、节能减排、绿色环保的绿色矿山建设目标。公格营子煤矿可采储量增加了820万吨,矿井服务年限延长27年以上,可增加产值约32亿元,减排利用固体废弃物达1123多万吨,减少固废物占地2.2万亩, 减排地下水资源1.19亿立方米。

邓雪杰也根据相关的项目内容与自己的思考发表了第一篇长壁逐巷胶结充填相关的论文。目前,该技术及其衍生技术已经在山东、陕西、山西等全国范围内的中小型矿井取得成功应用,均取得了良好的经济与社会效益。

发给清华的“第二封邮件”

我国在2020年9月中国在第75届联合国大会上提出力争在2030年前达到碳排放峰值,并努力在2060年前实现碳中和。实现“双碳”目标不仅是应对气候变化、保护环境的重要举措,也是推动经济结构转型升级、促进可持续发展的关键步骤。通过绿色发展,可以倒逼产业转型升级,减少对环境的破坏,提升人民生活质量,同时展现我国作为负责任大国的国际形象。

但是,作为绿色开采技术手段的充填开采面临如何降低胶结料高耗能高碳排放的问题。邓雪杰在公派加拿大留学期间了解到了微生物诱导碳酸钙沉积技术。他结合自己的工程经验,敏锐认识到这项技术可以运用到充填开采,以而减少高碳排放胶结料的应用,实现低碳充填。但此时,还没有人将这项技术成功运用到煤矿开采领域。

2017年底,邓雪杰了解到清华大学的程晓辉老师是这方面的顶级专家,他尝试着发了一封邮件说明了自己的设想与合作的想法。但是,第一封邮件却迟迟没有得到回应。邓雪杰没有放弃,又写了第二封邮件表达了自己对知识的渴望。

这份坚持等来了程晓辉老师的回复,他说由于工作原因没有看到第一封邮件,并且邀请邓雪杰去清华当面交流。交流结束后,程晓辉十分看好微生物诱导碳酸钙沉积技术应用在矿业方面的前景,并且为邓雪杰提供了宝贵的实验条件。

通过五年的潜心研究,邓雪杰团队研发了微生物低碳胶结充填材料,证明了巴氏芽孢杆菌和矿化菌用于固化充填材料的可行性,测试了温度、pH、初始菌液浓度、配比等影响下材料的流变与力学性能,揭示了微生物胶结充填材料的固化机理。引入生命周期评价方法,以碳排放和能耗作为评价指标,对微生物胶结充填材料的生命周期环境效应进行了科学客观的评价。

在课堂上的“一些诤言”

从首次站上讲台开始,邓雪杰立志讲好每一门课,为祖国的矿业培养出一流人才,做好煤炭行业的守望者。

邓雪杰说,“我享受上课的过程,每节课都会认真备课,并且对学生非常严格,我反对躺平主义,希望学生能够在我的课堂上有所收获。”

在从教七年的时间里,邓雪杰负责本科生课程4门,年均课堂授课96课时,面对新时代背景下煤炭行业人才的新需求,课程讲授方向与内容也在随着行业人才的需求不断变化。

为深入贯彻国家的绿色低碳发展战略,邓雪杰开设《充填采矿理论与技术》课程,讲授绿色开采技术,并不断将自己的科研成果引入课堂,与时俱进地更新教学内容,教学过程受到了学生的广泛好评。

科研任务经常出差,但从未因特殊情况耽误教学。他觉得教学是一个老师的本分,也是把自己的价值观传递给学生最好的方式。他常常给学生自豪地说,“在矿大(北京)学习采矿工程是一件值得骄傲的事情,我们的学科底蕴深厚,支撑了中国能源科技的发展,一定能把大家培养成一流的能源科技人才。”

对于学生的培养,邓雪杰给予高度的自主探索和自主科研空间,他对育人的理解是,老师不是逼着学生成为什么样的人,也不是引导学生成为什么样的人,而是帮助学生成为他自己想成为的人。

在担任博士、硕士生导师的五年时间里,邓雪杰共指导27名硕士生,3名博士生。其中,3名研究生获得研究生国家奖学金和北京市优秀毕业生的荣誉称号,在他的言传身教下,目前,所有毕业研究生12人,全部投身矿业事业,为推动煤炭行业高质量发展贡献青春力量。

邓雪杰的家乡是遍地“黑色金子”的山西大同,他从选择采矿工程这个专业开始,便立志扎根矿业。作为煤炭行业的科教工作者,他始终坚守初心,把解决绿色开采的重难点问题作为追求,把专业人才培养作为事业,为中国煤炭事业奉献自己的一份力量。

个人简介

邓雪杰,中国矿业大学(北京)能源与矿业学院副教授,博士生导师,长期从事煤炭绿色开采与固废充填利用方面的教学科研工作。主持国家自然科学基金3项,中国博士后科学基金特别资助1项,面上资助1项,出版资助1项,发表学术论文50余篇,授权发明专利12件,出版专著1部、教材1部,参与制定国家能源行业标准2项。研究成果获教育部、中国煤炭工业协会等省部级及行业协会一等奖1项,二等奖4项。

获得煤炭青年科技奖、全国高校矿业石油与安全工程领域优秀青年科技人才提名奖、龙软科技教师贡献奖、中国矿业大学(北京)“越崎”青年学者等学术荣誉称号,入选全球前2%顶尖科学家榜单(2023)。兼任中国-土耳其厚煤层开采研究中心副主任、矿大学报中青年编委、矿业科学学报青年编委等。


文  字/张鸣原


作者:

中国矿业大学北京


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