張錦旺在講解礦井主要生產(chǎn)系統(tǒng)
拎一個電腦包，穿一身防風(fēng)服，中國科協(xié)第七屆青年人才托舉工程入選者、32歲的中國礦業(yè)大學(xué)（北京）副教授張錦旺朝記者走來。
“我先去買杯咖啡，咱們邊喝邊聊?！睆堝\旺提議。天色漸晚，在一片開闊場地的小圓桌旁，張錦旺緩緩打開了話匣子。
選擇科研工作，貼合行業(yè)發(fā)展需求
張錦旺是山西人。成長于煤炭大省山西，張錦旺自小對煤炭行業(yè)了解得比較多?？紤]到工科就業(yè)面廣，2008年，張錦旺考入重慶大學(xué)，選擇了采礦專業(yè)。
本科階段，張錦旺經(jīng)常去礦山學(xué)習(xí)?！爱?dāng)時，我們?nèi)ブ貞c能源投資集團(tuán)的一個礦井實習(xí)。那個礦井煤層比較薄，傾角比較大，瓦斯含量也比較高。井下濕度大，有些工人干活都光著膀子。而在工作面，甚至連腰都直不起來，感覺很辛苦，讓我感觸很深?！睆堝\旺回憶道。
大四時，有大型煤炭集團(tuán)到校園宣講，其中年產(chǎn)超千萬噸的補連塔煤礦引起了張錦旺的關(guān)注。不同于南方的薄煤層，這個在當(dāng)時號稱“世界第一井工礦”的礦井煤層厚、地質(zhì)條件好，其科技發(fā)展給工作面帶來的變化，給張錦旺留下了深刻印象。
就業(yè)還是讀研？結(jié)合實習(xí)經(jīng)歷與見聞，張錦旺逐漸有了自己的判斷：“東部、南部的煤礦可能會越采越深，條件越來越復(fù)雜，這些地方對技術(shù)的依賴應(yīng)該會越來越強，科技含量也會越來越高。所以從長遠(yuǎn)看，貼合行業(yè)發(fā)展需求，多學(xué)點知識、多做些科研，應(yīng)該有助于未來發(fā)展?！?
2012年，張錦旺來到中國礦業(yè)大學(xué)（北京）求學(xué)，師從放頂煤開采領(lǐng)域知名專家王家臣教授，繼續(xù)鉆研采礦工程專業(yè)。
“我們這個專業(yè)有‘寬口徑、厚基礎(chǔ)’的說法。除了基礎(chǔ)理論外，專業(yè)底色其實更偏重工程技術(shù)。”張錦旺說。結(jié)合導(dǎo)師指定的厚煤層綜放開采煤矸運移規(guī)律方向，張錦旺開始接觸一些科研項目。通過不斷假設(shè)與求證、分析與總結(jié)，他逐漸摸索出了做科研的方法。
一本書一項發(fā)明，收獲成就感與意義
“采用放頂煤開采，如何優(yōu)化工藝、提高回收率？”在本科階段相關(guān)知識積累的基礎(chǔ)上，攻讀碩士和博士學(xué)位期間，張錦旺在放頂煤開采工藝方面做了一些試驗研究與理論分析。2018年，他與導(dǎo)師王家臣、師兄王兆會合著《放頂煤開采基礎(chǔ)理論與應(yīng)用》一書，由科學(xué)出版社出版。書中詳細(xì)闡述了頂煤破碎、放出等方面的基礎(chǔ)理論，并提出多種提高頂煤回收率的工藝方法。
2020年，一次偶然機會，張錦旺與一名煤礦生產(chǎn)一線的放煤技術(shù)工人聊天，得知對方專門買過這本書學(xué)習(xí)，并將其中的放煤工藝優(yōu)化方法應(yīng)用到現(xiàn)場生產(chǎn)中。工人給張錦旺看了一些應(yīng)用場景照片，并表示由于書里介紹得比較詳細(xì)，他們按照步驟，一步步進(jìn)行實踐應(yīng)用，提高了回收率。
“當(dāng)時聽到他說這些，我還是挺高興的。我們最早在2015年那會兒，就構(gòu)思了一些新工藝。醞釀了很久，終于寫了出來。能得到關(guān)注，特別是能應(yīng)用到生產(chǎn)一線，很有成就感?！睆堝\旺說。
工藝技術(shù)得到生產(chǎn)一線工人認(rèn)可，不僅驗證了理論的合理性，更激發(fā)了張錦旺投身科研的積極性。
綜放開采頂煤會產(chǎn)生損失，特別是工作面端頭頂煤損失量較大。盡可能地減少放煤過程中的頂煤損失量，一直是綜放開采領(lǐng)域面臨的重要技術(shù)難題。讀博期間，導(dǎo)師王家臣向張錦旺提出課題——如何提高綜放工作面端頭頂煤回收率。為了找到答案，張錦旺琢磨著如何將傳統(tǒng)工藝進(jìn)行優(yōu)化，有了想法后就去進(jìn)行理論分析。
“有一次做分析時，我突然想到，按照傳統(tǒng)工藝，如果從a點向b點放煤，則在b點處的頂煤損失較多；反之，則在a點處損失較多。能不能把兩種方向結(jié)合起來？我們先在接近b點處設(shè)置逆序段，從a點開始往b點放煤，到達(dá)逆序段位置時就反方向從b點向a點放煤，這樣就相當(dāng)于在下端頭能多回收一部分頂煤，減少損煤量?！睆堝\旺邊畫邊向記者解釋。
這種創(chuàng)新方法叫作端頭逆序。提出了想法，緊接著就要在實驗室驗證理論。研究過程中，張錦旺還總結(jié)出了經(jīng)驗：“凡是能從工藝上解決的方法，對企業(yè)來說，成本是最低的。如果不能從工藝上解決，就得改造設(shè)備，成本會比較高。”
今年2月，“一種減少綜放工作面端頭頂煤損失的放煤系統(tǒng)和方法”被授予國家發(fā)明專利。該項發(fā)明專利被評價為“優(yōu)化了傳統(tǒng)放煤工藝，能有效降低綜放開采頂煤損失量”。如今，端頭逆序放煤工藝在諸多煤礦進(jìn)行了推廣應(yīng)用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
“科學(xué)研究中，最關(guān)鍵的還是創(chuàng)新想法的提出。但想法不是一下子就能產(chǎn)生的，需要前期不斷的積累，進(jìn)行數(shù)值計算、理論分析等。有了這些鋪墊，再經(jīng)過深入思考，才會想到，我可不可以這樣或那樣嘗試一下。”張錦旺說，“雖然嘗試失敗時多、成功時少，但我們還是要不斷思考、模擬、分析、驗證，直到能夠說服自己?！?
傳承知識與探索精神，保護(hù)學(xué)生的積極性
張錦旺（右三）帶領(lǐng)學(xué)生在靈新煤礦實習(xí)
做博士后期間，張錦旺開始承擔(dān)一些授課工作。如今，張錦旺已成為副教授，講授能源開發(fā)概論、專業(yè)外語等課程。在人才培養(yǎng)方面，他也有自己的思考。
2020年，一些本科生課下找到張錦旺，說想報名參加采礦工程專業(yè)學(xué)生實踐作品大賽，請張錦旺擔(dān)任指導(dǎo)教師。張錦旺很支持，并表示可以隨時溝通討論。學(xué)生的參賽內(nèi)容是關(guān)于智能化綜放開采過程中如何有效識別煤與矸石。6名學(xué)生中，產(chǎn)生了2種方案，但參賽只能提交一個作品。僵持不下，學(xué)生提議把模型做成上下兩層，分別用上不同的方案。
能行嗎？張錦旺心里打了鼓。但考慮到學(xué)生的積極性，他覺得可以試一試。學(xué)生加班加點做完模型后，結(jié)果在校內(nèi)第一輪評審中遭到了否定。
“當(dāng)時有學(xué)生來找我，心情非常低落。但我想著既然大家都已經(jīng)做出來了，就應(yīng)該鼓勵學(xué)生繼續(xù)參賽。所以我跟他們說，不管別的老師怎么說，你們的作品在我這兒是認(rèn)可的。我們按照建議和意見，該修改修改，該參賽參賽?！睆堝\旺說。
他們誰也沒有想到，“綜放開采煤矸動態(tài)識別物理模型”作品，獲得了第十屆全國高校采礦工程專業(yè)學(xué)生實踐作品大賽一等獎，并且是當(dāng)年全校唯一的一等獎。“學(xué)生們特別高興，都感慨幸好當(dāng)時堅持了下來。這對于他們來說是很大的激勵，我們做教師的，要保護(hù)好學(xué)生的興趣與探索精神。”張錦旺說。
這件事讓他覺得很欣慰：“可能你的一句話，就能影響學(xué)生很久。我剛來礦大時，也是什么都不懂，是我的導(dǎo)師帶我接觸科研，慢慢學(xué)、慢慢改?；叵肫饋?，現(xiàn)在能有一點成績，離不開導(dǎo)師的指導(dǎo)和團(tuán)隊的支持?！?
入選中國科協(xié)青年人才托舉工程后，張錦旺思考了很多?！昂螢橥信e？就是你要攀登到一個更高的地方，光靠自己上不去，需要別人來幫你一把。像我的導(dǎo)師王家臣教授、其他一些前輩，不管學(xué)業(yè)上的幫助，還是科研上的指導(dǎo)，都是托舉。國家用政策手段、激勵方式幫助你，支持你做更多的創(chuàng)新與突破，也是托舉?！?
在張錦旺眼里，自己比較“中規(guī)中矩”，默默做著自己的事，而科研與教學(xué)成果的產(chǎn)出，就像夜空中星星發(fā)出的光，總是要在很久后才能被看見。默默無聞、厚積薄發(fā)，是他對科研的態(tài)度。
“我們學(xué)校的錢高鳴院士，快90歲了，但他在上世紀(jì)70年代提出的砌體梁理論模型，至今還在影響業(yè)界，還能產(chǎn)生巨大的效益?！睆堝\旺說，“所以，畢業(yè)后我沒有選擇企業(yè)，而是選擇留在學(xué)校，一方面想通過科研工作對行業(yè)產(chǎn)生一些影響；另一方面，通過與學(xué)生的接觸，發(fā)揚礦大的傳承精神，影響更多的人?！?
對張錦旺來說，待了10年的中國礦業(yè)大學(xué)（北京），就是自己的家。如今，學(xué)校開設(shè)了智能采礦工程、新能源科學(xué)與工程等新專業(yè)，張錦旺正在為新課程準(zhǔn)備新內(nèi)容。
“科學(xué)研究就是嘗試著把知識的邊界再拓展一點點。我只要向前推動一點點，正確也好、錯誤也罷，都是在積累知識。但只要做了，產(chǎn)生的意義可能不止于此。”張錦旺說。
