張鐵崗 安全技術及工程專家,河南理工大學教授,博士生導師,中國工程院院士。
翻開中國工程院院士、河南理工大學教授張鐵崗的筆記本,“永遠前進”四個大字赫然入目,那是2005年新年的第一天,溫家寶總理專門給他的題詞!斑@是鼓勵,更是鞭策。”張鐵崗激動地說。
作為任教于母校河南理工大學的“礦山驕子”、第一個從煤海中走出的院士,張鐵崗用他43年的激情歲月和堅持不懈的探索精神,在百里煤海譜就了一曲充滿激情奉獻的生命贊歌。
百里煤海挺起“礦山的脊梁”
“我國的能源問題主要是煤炭發(fā)展問題,煤炭占全國一次性能源結構的70%;煤炭發(fā)展的主要問題是煤礦安全問題,一半以上的礦井處于高瓦斯區(qū)或瓦斯突出區(qū),近年80%以上的事故由瓦斯爆炸引起;而煤礦安全的根本出路則在于科技進步!睆堣F崗的話語擲地有聲,“我國已有相當數(shù)量的礦井開采到了-600米水平標高以下的高瓦斯和瓦斯突出區(qū),還有很多礦超過了千米之深,而每向下開掘垂深100米,作業(yè)面溫度就會升高3~4攝氏度,瓦斯的相對涌出量呈線性增長,瓦斯災害就容易發(fā)生。”在呵護煤礦安全生產(chǎn)的漫漫征途中,張鐵崗致力于煤礦工程與安全領域的科學技術研究,解決了一系列煤礦生產(chǎn)與安全領域的重大技術問題,并曾多次臨危受命,親臨礦難現(xiàn)場,分析事故原因,制定搶救方案,解救被困礦工,為破解瓦斯治理這一世界難題作出了突出貢獻,被盛贊為“礦山的脊梁”。迄今為止,他已參加礦山重大事故搶險指揮30余次,救出568人,其中從死亡線上救活159人,為國家和企業(yè)挽回了不可估量的損失,多次受到國家、省、市嘉獎。
對張鐵崗來說,險情就是命令。1999年8月24日,寶豐縣韓莊二礦瓦斯爆炸,張鐵崗組織搶救,硬是從死亡線上拉回了26條生命。2002年的一個夜晚,張鐵崗受國家安全監(jiān)察局的委托,在家用兩部電話成功遙控指揮吉林省南山礦瓦斯爆炸搶險工作,12人獲救,一時傳為佳話。
2004年10月23日,張鐵崗連夜從平頂山趕到了鄭煤集團大平礦“10·20”事故現(xiàn)場。當他得知井下尚有87名遇難者時,張鐵崗第一時間就沖到了搶險陣地最前沿。看圖紙、查數(shù)據(jù),了解案情、分析原因……“這是一起因瓦斯突出引起的特大爆炸事故!睉{著多年的工作經(jīng)驗,張鐵崗迅速推斷出爆源點和人員傷亡位置。僅半個小時,張鐵崗就拿出了一個全新的搶險搜救方案。排放瓦斯、恢復通風……12名遇難者找到了。此時的井下依然危險重重,冒頂、瓦斯突出、再次爆炸……隨時都可能發(fā)生,然而他不假思索,親自到井下實地勘察搶險路線,同救護隊員一起,又找到了60多名遇難者。
生產(chǎn)路上鍛就“瓦斯克星”
“瓦斯存在于采礦活動始終,既有靜態(tài)特征,更具有千鈞一發(fā)的動態(tài)特征。瓦斯、煤與礦工‘同處一室’的現(xiàn)狀及工人身處‘與魔共舞’的險境十分令人擔憂……”與煤礦打了40多年交道的張鐵崗,深深體會到安全是煤炭企業(yè)的“天字第一號”大事,而那些不安全因素中,最突出的就是瓦斯。隨著開采深度的延伸,傳統(tǒng)的防治措施已遠遠滯后于安全工作的需要。
“瓦斯不治,礦無寧日!睆堣F崗說,“瓦斯已成中國煤礦安全生產(chǎn)第一殺手,治理瓦斯是世界性難題!蓖渡砻汉!⒑兔号c瓦斯打了43年交道的張鐵崗,干過井下所有的活,采煤工、支架工、鎦子工、掘進工、放炮員、技術員……豐富的井下一線實踐經(jīng)驗,加上良好的理論修養(yǎng),使張鐵崗把自己鍛就成了遠近聞名的“瓦斯克星”。
為徹底解決瓦斯突出問題,1996年,張鐵崗擔任國家“九五”重點科技攻關項目“礦井瓦斯綜合治理示范工程配套技術的研究”并任課題組組長,負責組織全國科研院所的專家聯(lián)合攻關。翻閱大量國內(nèi)重大瓦斯爆炸事故資料,張鐵崗發(fā)現(xiàn),這些事故多發(fā)生在上隅角,這里瓦斯容易聚集,而且采面瓦斯超限常常發(fā)生在晚上。這里面有什么規(guī)律嗎?張鐵崗陷入了沉思。
靈感如閃電劃過。這年冬天的一個深夜,勞累了一天的張鐵崗剛進家門,突然想起了什么,馬上轉(zhuǎn)身就走。他頂著凜冽的寒風,帶上幾名技術人員,下到平頂山十礦采煤工作面上進行觀測。一小時、兩小時……餓了,啃塊饅頭,渴了,喝口涼水。十幾個小時過去了,他終于測算出60%的瓦斯來自上隅角,而且上隅角自下而上20多米長段涌出量呈非線性分布,涌出量與分段裝藥放炮的數(shù)量成正比,同放炮間隔時間長短成反比,同時與夜班工序上隅角支架經(jīng)常滯后也有關系。
準確的技術參數(shù)和理論依據(jù),為治理上隅角瓦斯指明了方向。掌握了瓦斯涌出規(guī)律后,下一步就是治理瓦斯的超限問題。以往不管是壓入還是抽出瓦斯,使用的是電動風機,容易產(chǎn)生火花,導致瓦斯爆炸。如何用一種不帶電的風機把瓦斯抽出來呢?帶著這些問題,張鐵崗設計出了“高壓水射流風機”、“小型壓風機”、“無火花風機”等,使上隅角的瓦斯治理獲得了成功。以此為突破口,張鐵崗逐漸摸索出一套制服瓦斯的有效方法,一次次地排除了瓦斯超限或突出等隱患事故。
1998年4月3日,在平頂山八礦的一個工作面,張鐵崗發(fā)現(xiàn)衡量瓦斯突出的一個重要參數(shù)與規(guī)定的臨界值相差甚遠,但從工作面發(fā)生的動力現(xiàn)象看卻有突出的危險。他命令放炮時工作人員都躲在1公里外的防突門外。隨后,果然發(fā)生了瓦斯突出,39名工人按照他的要求操作無一人傷亡。事故發(fā)生后,他冒著生命危險,再次進入事發(fā)區(qū)域進行觀測,并總結出了保證預測準確及時的新方法,還完成了《高突礦井瓦斯地質(zhì)圖》的繪制工作。鑒于此,對國家煤與瓦斯《防突細則》,張鐵崗大膽提出:規(guī)定指標只有參考價值,不同地區(qū)、不同煤層不能照搬。他的建議得到了國家煤炭部門的認同,并形成文件下發(fā)全國執(zhí)行。
收集數(shù)據(jù)、計算公式、積累經(jīng)驗、研究應用……張鐵崗在降伏瓦斯惡魔的征程上取得了一個個突破:KY-300鉆機、局部通風自動切換監(jiān)控器、煤層快速瓦斯測定儀……一批批先進技術設備研制出來了,并投入生產(chǎn);突出危險區(qū)、突出威脅區(qū)、無突出危險區(qū),新的突出煤層分級方法提出來了,被寫入新版《煤礦安全規(guī)程》。