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回忆煤与瓦斯突出机理研究
    时间:2016-2-5     点击率:19424

编者按:2016116日,是力学研究所成立60周年纪念日。在1956年的这一天,由陈毅副总理亲笔签署的国务院批复文件下达,中国科学院力学研究所正式成立,钱学森先生担任首届所长。在力学所走过的一甲子年间,力学人遵循钱学森的工程科学办所思想,为推进中国的近代力学事业、为推动中国的经济国防建设,做出了重要的贡献。力学所离退办和老科协力学分会向在力学所离退休同志征集回忆文章并编辑了纪念文集。老一辈力学人以国家需求为己任、艰苦创业和奋发拼搏的精神,是力学所60年奋斗史的精髓。本刊“情系科学”栏目将陆续推出这批作品,展示普通科技人员的风貌。

回忆煤与瓦斯突出机理研究

丁雁生

在迎接力学所建所六十周年的时候,回忆自己在力学所的科研经历,印象最深的是研究煤与瓦斯突出机理。

    1962年,我在中国科学技术大学近代力学系读三年级,分到爆炸力学专业,从玉泉路搬中关村,走进力学所大院。1964年夏毕业,走出力学所大院,到北京工业学院丁忄敬 先生名下做爆炸物理研究生,由此进入军工科研部门。1981年夏,种种机缘使我走回力学所大院,有幸跟随敬仰多年的老师郑哲敏先生在二室研究爆炸力学。一晃眼走过了34年,其中33年都和煤与瓦斯突出机理研究有关。

(一)

19827月的一天,当时的二室副主任、科大时的老师谈庆明通知我,替郑先生去四川天池参加煤炭部召开的关于煤与瓦斯突出机理和监测预报的会议并做报告,马上就要出发。这是我第一次听到“煤与瓦斯突出”,不知道“突出”是什么意思,心里直打鼓。谈老师提供了他记录的郑先生在力学学会理事会上报告瓦斯突出问题的几页笔记,还有一本煤炭部关于瓦斯突出的资料,鼓励我出发。就这样,我惴惴不安地上了火车。

在火车上,我抓紧时间阅读那本资料和谈老师的笔记,初步了解“瓦斯突出”,尽力理解郑先生的想法。赶到会场,我聚精会神听报告,捕捉关于采煤、通风、防突、煤田地质方面第一次听到的一堆生词,紧张地领会含意。到晚上我才告诉会务组,郑哲敏先生委托我做一个报告,当晚把报告提纲用毛笔写成大字报。那次会上多数报告是照稿子宣读,有点沉闷。我没有稿子,第二天在会上讲了几十分钟,收到难以想象的热烈反映,使我一下子结识了十来位到会代表,很快就成为研究瓦斯突出的“圈里人”。后来知道,他们都是国内煤矿安全领域顶尖的专家,并在此后研究瓦斯突出的长期过程中得到他们倾心帮助。

可以说,这是一鸣惊人。为什么能这样?

瓦斯突出是一个严重威胁矿工生命的井工采煤灾害。突出发生时,瞬间抛出几百吨甚至成千上万吨的煤,堵塞了巷道,其中大量煤粉化,还会被喷流的瓦斯吹到巷道远处。突出地点的矿工被掩埋或窒息而死。事发突然,亲历者没活的,研究者只能灾后考察现场,限于技术水平看不到灾害过程,导致一百多年来国内外煤炭界对瓦斯突出认识不清,众说纷纭,甚至有些不沾边的猜测。郑先生研究煤炭部提供的资料,提出了四个基本问题:(1)煤与瓦斯突出是怎样启动的?(2)瞬间抛掷这么多煤并使它破碎成细粉的能量来自何处?(3)为什么突出的瓦斯远多于突出煤所含的瓦斯?(4)煤与瓦斯突出如何中止?郑先生不仅指出这些问题要从力学角度探索,而且给出了有根有据的估计,还初步做了量纲分析,令人耳目一新。著名瓦斯专家王佑安在会议讨论时兴奋地告诉我,“这才像是瓦斯突出机理!”郑先生的观点,为王佑安在会上报告的一组瓦斯突出经验判据提供了理论解释。若干年后,这组经验判据纳入了《煤矿安全规程》。

    调到力学所之前,我就听说郑先生在开题时就能对课题做出深刻的预计,二室以及一些与二室联系密切的人都非常珍惜听先生这种报告的机会。根据原煤炭工业部的请求,先生在1982年春节期间着手分析瓦斯突出,5月在中国力学学会理事会上做报告。我当然无缘听这个报告。但是,代替先生去开会,使我有机会从煤炭界专家的赞誉,领略先生挑战新领域的洞察力。这一经历给我留下极深印象。

    在这以后,郑先生在《力学与生产建设》上整理发表了他对煤与瓦斯突出机理的数量级估计和量纲分析。文中提到,重庆煤研所和中梁山煤矿合作进行的一次揭石门突出实际观测(至今仍是中国唯一的一次现场实时观测),其中有两个瓦斯压力探头测到了数据。先生注意到这两个位置不同的探头数据存在时差,提示瓦斯突出时孔隙压力下降以某个速度传播。这个速度远大于渗流影响区的扩展速度,又远小于煤中弹性波速。他质疑这个传播着的压力下降是什么?寻找这个问题的答案,后来成为我们多年探索的方向并取得漂亮的学术突破。

(二)

天池会议之后,郑先生开始研究瓦斯突出的渗流问题。他针对粉碎的煤颗粒,提出一维球对称渗流模型;针对大量瓦斯涌出,提出双重渗透介质一维平面模型;还考虑游离瓦斯与吸附瓦斯对渗流的贡献。先生指导我做了数值模拟,为深入研究煤与瓦斯突出机理做渗流方面的准备。

1985年,在科技体制改革的号角声中,郑先生申请到刚刚设立的首批国家自然科学基金。根据郑先生和谈老师的安排,五位二室的40后(俞善炳、寇绍全、杨业敏、叶东英和我)成立了课题组。郑先生的博士生丁晓良(50后)、科大推荐的硕士生陆菁、陈力,还有科大少年班毕业的李红军(他们是60后)也先后进来,后来又有其他一些人加入这个课题组。从而形成了郑先生(20后)主要指导、谈老师(30后)参加指导的老中青结合的瓦斯突出研究团队。

这是一个团结奋斗的、有较强科研能力的团队,自1986年开始做自然科学基金项目,延续至今,在煤与瓦斯突出基本机理上获得突破。

首先是郑先生和谈老师指导的博士生丁晓良,在课题组其他老师支持下建立了瓦斯突出模拟实验装置,观察到突出煤呈薄片状逐层剥落抛出,用振子示波器记录到突出时孔隙压力陡降并以某一速度向深部传播,而且压降传播与加速度计记录的煤体加速运动同步。经反复观测,发现在较高的孔隙压力下压降传播速度趋向一个稳定值。由此,丁晓良得出结论:突出煤的破坏以拉伸破裂为主;煤体破坏的传播受渗流控制,在较高孔隙压力下其传播趋向常速。随后,郑先生和我指导的硕士生陈力,改进一维瓦斯突出模拟实验,研制双破膜装置,自制应变式孔隙压力传感器,采用当时刚传入国内的A/D变换器和PC机记录压降波形,得到比丁晓良更加准确的大量实验结果,进一步证实突出时存在恒稳推进的破坏阵面,并且阵面推进速度随孔隙压力提高而增大。此后,孟祥跃、陈力等在二维瓦斯突出模拟实验中观察到:二维的破坏阵面推进呈圆弧状扩展,其推进速度逐渐衰减直到终止;破坏阵面扩展的范围远大于抛出煤的范围。另一方面,课题组借用土力学组的先进仪器做有围压含气煤样的三轴压缩实验,研究含气煤样的应力-应变关系。郑先生分析实验数据后指出,对于突出煤(软煤),有效应力系数可以近似取为1,使得我们用有效应力原理做理论分析时得以充分简化。寇绍全、叶东英等分析归纳实验数据,建立了含瓦斯煤受压缩的本构关系。

由这些实验,我们得到两个基本认识:第一,瓦斯突出是含高压瓦斯煤的物理爆炸,瞬间把煤破碎成粉末。所谓高压,就是孔隙气压要显著大于煤的抗拉强度。这种爆炸可以形象地比喻为“爆米花”。我小时候常看见小贩挑着一个葫芦状的轴对称铁罐和炉子,把大米、玉米粒等放进罐里,盖紧罐口,火烧铁罐并转动铁罐,到一定时候打开罐口,“嘣”的一声巨响,米花就蹦到事先套在罐口的麻袋里,然后孩子们就兴奋地吃起米花。现在已经看不到这个场景,米花改用现代设备生产,不用捂耳朵听巨响就能吃到了。第二,瓦斯突出与常见的炸药爆炸有类似的波动现象。炸药爆炸时存在爆轰波扩展过程,瓦斯突出时存在破坏阵面扩展过程。爆轰波的扩展极快,每秒几公里,堪比人造卫星的运行速度,而瓦斯突出阵面扩展慢得多,只有每秒几米到几十米。并且如先生在1982年就指出的那样,瓦斯突出阵面扩展比煤中瓦斯渗流的扩展快得多;破坏阵面向煤体深部扩展,破碎的煤与瓦斯成为稠密固相的气-固两相流涌向巷道,少部分煤粉与瓦斯沿巷道喷出;大部分煤粉和煤块壅塞成拱,形成倒梨状突出孔洞;破坏区中的瓦斯透过煤拱继续涌进巷道,成为抛煤停止后持续涌出的大量瓦斯。

这两点基本认识,揭露了突出时产生大量细粉、涌出大量超过抛掷煤含量的瓦斯的秘密,消除了多年来的疑惑。这两点基本认识,启发了俞善炳提出描写煤与瓦斯突出的一维偏微分方程组,并用间断分析方法给出了破坏阵面一维恒稳推进的理论依据。郑先生认可俞善炳提出的方程,在恒稳情况下把偏微分方程组转化成常微分方程组,用达西定律刻画气-固间相互作用,假设气相等温膨胀、前驱激波服从声学近似,得到了破坏阵面恒稳推进的近似解,完整地描写了一维恒稳推进的煤与瓦斯突出。陈力实现了该近似解的数值计算,计算结果与模拟实验令人满意地一致。随后,俞善炳假设突出煤的粉化过程可用混相等温膨胀和强间断描写,我和陈力引用俞善炳的混相膨胀强间断假设,以及郑先生的一维气-固两相流、前驱波声学近似等假设,得到一组更简洁的解,与模拟实验结果同样令人满意地一致。

由上述分析,可以得到两个代数表达式

式中是破裂点处的瓦斯压力,是破坏阵面处的瓦斯压力,是煤层的原始瓦斯压力,是煤层抗拉强度,破坏阵面距破裂点的距离为(这里动坐标原点O取在破坏阵面上,为负),为侧向阻力,是破裂点处的渗流速度,是破坏阵面的推进速度。是孔隙率,是渗透率,是气体粘性系数,是煤的剪切强度,是横断面积,是围绕横断面的周长。第一个式子明确告诉我们,由破裂点到破坏阵面O间的瓦斯压力差,恰好等于煤层抗拉强度与侧向阻力之和。第二个式子给出了煤层深部原始瓦斯压力到破坏阵面O及到破裂点间的压降比的变化规律。另外,破裂点处的渗流速度表达式可以改写成无量纲关系,它表明瓦斯突出时破裂点处的渗流压力梯度恰好等于阻力梯度。这些关系式十分简明地揭示了与破坏阵面的推进速度之间的关系,提炼出一个无量纲量,易于理解,显示出一种科学美,并且可以用于实际工程。

    上世纪九十年代中期,我们一方面严格控制一维模拟实验煤样的制作,使试样性质严格一致;另一方面严格实验操作和测试技术,做成了较低孔隙压力下煤样的破坏实验,发现煤样低压层裂破坏。从预报煤与瓦斯突出角度看,研究层裂破坏比研究恒稳突出更为重要。郑先生、谈老师和俞善炳相继指导几个研究生做了这方面的理论分析,发表了一批论文。

    当时做自然科学基金研究,人均每年两千多元经费,不含工资奖金之类劳务报酬。微薄的经费,使我们不能买设备,传感器和测试仪器都要尽可能自己制作,也发不了奖金。周围做其他项目和承担爆破工程的课题组则经费多、奖金也多。在这个组工作必须耐得住清苦。作为组长,我能做到的就是让每个成员都能发表文章,获得学术荣誉。不管哪部分工作遇到困难,我都冲上去和负责那部分的同事一起克服。发表论文时,我的名字一定排在后边。

    经历艰难探索,弄清楚了瓦斯突出的基本机理,令我们欣慰。

(三)

    回顾研究煤与瓦斯突出的经历,一群群人像总在我脑海萦回。没有他们,怎么会有我33年的坚持?

    第一个难忘的人是我结发妻子(2003年病逝)的三伯父,我叫他三大爷。他不识字,终身未娶,年轻时扛活吃饭,老了一直生活在我岳父家。因为我妻子和儿子都是京郊农村户口,我调回北京到机关工作,只算单身职工,没资格分配公家的房子,有一段时间就住在岳父家一间小偏房里。休息日常见三大爷从炉灰里拣煤核,当时习以为常从不在意。自调到力学所参加煤与瓦斯突出的研究以后,我忽然注意到三大爷佝偻着身躯,手有点哆嗦,又在用捅煤炉的钩子扒拉炉灰,不禁问他:干嘛这么费劲拣煤核?他慢慢抬起头,望着我说,“这都是拿命换来的!下煤窑可不是好营生,要死人的。”老人嗓音嘶哑,平日里听惯了,这次却深深印到我心里。他用钩子扒拉出一个煤核,接着说:“这东西可不能糟贱了!”

    没想到,老人了解采煤伤人,不知他是亲身经历过,还是亲眼目睹过遇难者的惨状。原以为老人拣煤核只是勤俭,是贫寒养成的习惯,这时才知道老人还有这样的阅历。由此联想到今天的矿工,他们大多出身农民,冒着生命危险采煤,支撑着共和国大厦,为我们这些京城大院里的人提供光和热。我们确实应当为他们消灾除祸!三大爷去世后,每当想起他,我就会想起“拿命换来”的话,就会感到一份沉重的担子压在肩上。

    第二个难忘的是一群我不知姓名的北票煤矿的矿工。上世纪八十年代,我又在辽宁省北票煤矿调研,有一天矿上的总工临时有事,安排瓦斯队的几位工友陪我下井。出井后矿上安排我到招待所食堂吃饭,破例让这几位工友陪我吃饭。我们走进餐厅,一张圆餐桌上已经上了十几盘菜,荤多素少,摆得满满的。不料师傅们突然提出不吃这里的饭,非要拉我去饭馆。我拧不过只好跟他们走,拐了几个弯走进了一家小饭馆,场面显然不如矿上的招待所。点了菜和酒之后,师傅们才说,“你是北京来的专家,一路下井看得起我们,我们要自己掏钱请你喝酒!”看着这些师傅,我一时不知说什么。招待所的餐桌上也有酒,品牌可能比师傅点的还硬,但是师傅们就是要自己掏钱,掏心窝地敬你!挖煤时上边的岩石叫“顶板”,下边的岩石叫“底板”,下井好比两块石头夹一块肉。一起挖过煤,经历过采煤艰辛甚至矿难的工友,有一份同生共死的交情。我听说过这种情感,就像一起打过仗的战友情,这一天亲身体验到了。他们敬我酒,明说让我随意,自己总是一饮而尽。下井好几次了,每次都有总工陪同,他们说不上话。今天没有总工陪同,我有问题都向他们请教。感觉得到,他们对北京来的中国科学院的科学家,格外的尊重,格外的期待。豪爽的师傅们说:请你喝我们自己掏钱买的酒,味道不一样!是的,我喝出了这酒里的滋味。为了这些情感质朴炙热的矿工,你能不尽心尽力地研究瓦斯突出、保护工人性命吗?!

第三个难忘的是博士生王轩。他是重庆大学采矿专业毕业的,到煤矿工作两年后再回重大读硕士学位,然后到重庆煤研所工作,1989年考上郑先生的博士生。入学几个月后发现罹患白血病,按规定要做退学处理,但是他家境困难,地处川北偏僻农村,回家并不利他治疗,郑先生和所领导同意留所在京看病,北京人民医院收他住院治疗。王轩是一个勤奋的学生,可惜还没来得及展现才华就被病魔击倒。进病房前,为稳定他情绪,我们没告诉他得了什么病,但是病房里住的全是白血病患者,他很快就知道自己得了什么病。看见一些病人怨天恨地、悲观绝望,王轩告诉我,他不愿这样,而是希望抓紧做瓦斯突出的科研。我告诉他,所里期望他集中精力战胜病魔。按医学统计,同胞姐妹兄弟有25%的概率适合做骨髓移植,他兄弟姐妹共六人,成功率很大。从收他住院的北医大副校长到病房医生,都特别想拯救这个出身农村的年轻博士的生命,期望他做骨髓移植。他说骨髓移植花钱太多,我告诉他钱是所里和组里的事,不用他操心,他还是不同意。我想直接联系他的父母,他仍然不同意。

有一天,王轩突然现身办公室,我赶忙问是怎么回事。他说病床紧张,新病人进不来,医生问他能不能暂时让一下,需要时就可以返回病房。他求之不得,立即就出院了。他要求安排工作,我只能让他看书和资料,哪敢让他进实验室。有年轻人说王轩吃的可省了,经了解情况属实,他缺钱。很快,党委在党内募集一笔营养费给王轩。我那时正担任室主任兼党支部书记,找到食堂管理员,要师傅打菜时一定盯着王轩打好菜。另外,继续动员他做骨髓移植,并告诉他其实不是取供体的骨髓,而是采集和提取血液中的干细胞,对供体没有实质伤害,他还是执拗地不答应,坚持说花钱太多会影响所里老师们看病!

这个年轻人得白血病的事渐渐在所内传开了。

几个月后,王轩发烧了,再次住院。有一次我去看他,在登记领探视牌的窗口报出患者名字并告知我是老师,不料窗里抛出一个问题¾¾“他的女朋友怎么不来看他?”我不禁低头看,窗里是一位年轻的女护士。她接着说,“年轻人,老人,还有外国人都来看他。”我解释,外国人是教博士生英语的外教,至于女朋友在他来北京之前已经与他分手了。“王轩是真的精英,我能替他生这病就好了!”我震惊,赶紧说“谁的生命都是宝贵的。”白血病房在10层,领探视牌在1层。这位护士怎么会说出这样的话?回忆王轩住院的情况,在病房询问病情时我早已得知,护士们对这个清瘦而勤快、谦和而体谅医护困难、直面绝症不肯屈服的博士生,赞誉有加。送他回医院那天,住院部说没床位,我就直奔10层,白血病房的护士长听说王轩发烧,连医生都没问,立即安排床位让他回到病房,兑现了出院时的诺言。我想,王轩的事大概在医院也传开了,打动了这位护士的心弦。

    力学所院子里贴出研究生会为王轩治病募捐的告示,听说连数学所的博导陈景润先生都为王轩捐了款。二室的年轻人日夜轮班到医院照料王轩。一天,我正在煤炭部安监局商谈科研工作,突然接到力学所打到安监局的电话,告知王轩病逝了!安监局立即代力学所打电话通知重庆煤研所,我记得还请重庆煤研所设法转告王轩的家人。

王轩的父亲和妹妹来北京了。这时才知道,王轩的母亲¾¾一位乡村教师,不久前因肝病去世。王轩知道母亲病重,一直对家人瞒着自己病情。家里知道王轩生病,没告诉他母亲病逝。这时我才明白,为什么劝他做骨髓移植总是劝不通!今天写这段回忆,我依然心痛得热泪盈眶。

王轩的妹妹回到四川后寄来一封感谢信。信中告知,在哥哥的箱底发现一张存款单,是哥哥同学凑的治病钱,存款单背面有一句王轩的留言:这笔钱留给更需要的同学。

    一年后,我受力学所党办的委托,借到重庆开会的机会绕道去王轩家,把病重期间所内外捐款剩下的几万元钱送到他家。坐火车、转汽车,我进到川北的大山里。王轩家在三个县的交界,下汽车还要沿山沟走几十几里路。在曲折的山道曾碰见一位邻县的警察,他说听到过王轩的名字,叹息这个博士娃病没了。山涧里溪水涟涟,那个清亮呀,溪底的卵石也看得清清楚楚。如果这山沟在北京,肯定就是什么旅游景点。但是,这里却是贫穷之地,是当年红四方面军闹革命的地方。上午从达县乘长途汽车出发,中午在山路上啃的干粮,走到他家已经是下午。我郑重地把钱送到王轩父亲手里,还去看了王轩的墓。王轩的父亲盛情留宿(我也没有别处能够住宿),晚饭时八仙桌上方挂的钨丝电灯发出暗淡的黄红色光,使我看不清楚碗里的菜蔬,显然是电压严重不足。

    王轩虽然没能在瓦斯突出科研上做工作,但是他的人品打动了许多人。他是大山的儿子,准备为治理瓦斯冲锋而壮志未酬,令人唏嘘不已。

    第四难忘的是煤炭系统研究瓦斯安全的专家们。他们是当年煤炭部安监局的总工卞伯绶、高工朱美丽、工程师付建华等;中国矿业大学的周世宁院士、俞启香教授,还有他们的老师黄元平老教授,以及一批博士研究生;抚顺煤研所的王佑安(留苏博士)、屠锡根等;重庆煤研所的宋世钊、陈锐、于不凡、华福明等,以及担当大任的后起之秀胡千庭、文光才等;阜新矿院的章梦涛教授等;还有北票的老总刘玄恭和工程师张玉功、英岗岭的老总刘少甫等。他们在力学所研究煤与瓦斯突出时给予支持、关心、帮助,令我没齿难忘。

这里只说英岗岭矿务局总工程师刘少甫。他1930年生,学园艺,山东解放时参加解放军,淮海战役时在修械所工作,淮海战役后奉命向俘获的日本藉工程师学习采煤,从此成为山东煤矿的工程师、高级工程师。文革期间被打成反动权威,发配到江西英岗岭煤矿。力学所根据煤炭部安监局的安排,到英岗岭矿务局研究煤与瓦斯突出监测预报,我因此与他相识。刘老总对我们的工作倾力支持,大开绿灯,使我们下矿工作就像在所里一样,要什么资料给什么资料,需要现场做什么就尽可能给予安排。他的故事感动我们。例如,有次我们组的年轻人到英岗岭出差,刘老总陪同下井,突然一辆矿车冲过来把老总撞飞了,我们的年轻人万幸没撞着,但真吓着了。没想到,刘老总翻身爬起来,试试胳臂腿,拍拍煤灰,说没事。还千嘱咐万嘱咐年轻人,不要说,不要告诉他老伴¾¾也是1949年前参加革命的刘大夫。在研究煤矿采掘工作面附近的声发射信号(其信号强者为煤炮)时,记录到信号却弄不明白是什么意思。这时他说话了:“煤炮(地音)是鸟语,听不明白。但是,你仔细听,听出感情来,就能听明白了。”他和我们一起坐下来,反复细听用光纤传到地面来的地音信号,再把数字化的地音信号,反复做统计分析,经历许多不眠之夜,我们终于用滑移平均法找到用地音信号(以及瓦斯数据)预报掘进工作面瓦斯突出的方法。只要回忆这段经历,我就会想起刘老总关于“鸟语”的比喻。几年间,我下过英岗岭矿务局所属的好几个矿井,钻过变形极严重的巷道。别的煤矿绝对不让我这样的“客人”钻这样的巷道,但是没有亲历,我怎能理解巷道变形是怎么回事呢?有一次去英岗岭,我有点发烧,下井后热情的矿领导还要我喝酒,说喝酒发热治感冒。没办法,我就跑到局里刘老总家要面条吃,不一会刘大夫就端了热乎乎的鸡蛋挂面递给我。面对计算机实时监测系统记录的巷道瓦斯浓度曲线,隐含了不同作业的大量瓦斯涌出信息,刘老总和我把它比作煤矿安全的“心电图”。为琢磨这类瓦斯曲线,我还向刘大夫借来关于心电图的医学教科书研读一番。刘老总是我几十年来在科研协作中结交最深的一位合作者,他把我当作煤矿自己的人。我们逐渐成为无话不谈的朋友,以致我结发妻子病故后,他把自己丧偶的妹妹介绍给我,令我安享晚年。所以我曾“戏言”:后老伴是我研究瓦斯突出的最大“成果”。

这些帮助过力学所研究瓦斯突出的老专家,除了当选院士的周世宁教授,都已经退休或离休了,有几位已经辞世,永远离开了。他们的音容笑貌、朴实真诚,时常会撞进我的思绪。而上世纪八、九十年代认识的一批博士生,现在已经成为教授,甚至是学者型高官,有机会遇到他们,亲切感会油然而生。

    第五难忘的是力学所方方面面的同事。过去,矿难不公开报道,改革开放以后,矿难(包括瓦斯突出)都公开报道了,引起公众注意。我们求助时,所内同事就会打听突出的事情并且尽可能给予帮助。

例如,所工厂的支持使我们难忘。突出研究工作的第一关是实验,首当其冲是加工。我们到所工厂,总是受到厂长、调度的关照,师傅们尽心尽意地加工,笑脸相待暖人心!在力学所,我不算“老”人,1981年才调进来,就是因为研究瓦斯突出,我和所工厂的领导和师傅们逐渐熟识,并且有了相互信赖的情分。后来,朱师傅、刘师傅、宋师傅等转到十一室的气动课题组干活,仍然热情地帮我们加工,而且是免费的。老钳工卜云来和工人技师向长美,退休后干脆到瓦斯突出课题组帮助做实验。他们把实验室当作自己的家,非常上心,根本不在乎待遇菲薄。做实验还要设计装置、研制仪器,所工厂的厂长钱大兴和技术组帮助我们修改图纸,俞鸿儒院士为我们研制煤激波管的破膜机构出主意,白蓉裳大姐退休后加入瓦斯突出课题组研制仪器。做煤样三轴压缩实验的大型仪器,我们是无力研制的,钱寿易先生和陆岳屏、楼志刚领导的土力学研究室就把当时刚从英国引进的三轴试验仪借给我们用,并且允许我们自编程序操控,管理仪器的唐辛庚等也给予了无私帮助,使我们顺利建立了含气突出煤试样的压缩本构。做实验需要气体,所技术条件处也尽力帮助解决。

    所里有些老同志,见到我就问瓦斯突出研究怎样了。关注的语言,期待的目光,表明他们的期待,希望力学所在保护矿工生命安全中做出贡献。

    力学所同事的无私帮助,已经融进我们研究煤与瓦斯突出机理的成果之中。是大家的帮助和关注,支撑着我们坚持研究瓦斯突出。

(四)

进入新世纪之后,我们有幸参加过关于瓦斯突出预警的国家支撑计划,研究描写煤与瓦斯突出的三维模型;近几年,我到五个煤矿做过关于瓦斯突出基本机理和防治的科普报告;最近又根据一个煤矿安全生产的需要,进一步研究地应力激发煤岩失稳的机理。

由于天时、地利、人和,力学所的瓦斯突出研究成果是显著的。但是,尽管我们弄清了瓦斯突出的基本机理,研究还是不够完备的,例如对地应力启动突出的机制认识尚不清晰。虽然我们在理论用于实际方面付出过艰辛努力,但是尚未完成对理论的实践检验。此外,在应用瓦斯突出理论解决监测预警方面还有较长的路要走。在瓦斯突出研究中,证实钱学森先生的工程科学路线是完全正确的,但是工程科学的研究目标还没有完全实现。总之,有进展,也有缺憾,尚须继续努力。

祝愿力学所欢度花甲之后,在创新和理论结合实际上再创辉煌!

关于作者——丁雁生

丁雁生,男,1941年生,研究员。1964年中国科学技术大学近代力学系毕业,1967年原北京工业学院研究生毕业。1968~1981年先后在兵器工业研究所和部机关工作,1981年调进中国科学院力学研究所,2001年返聘至今,一直从事爆炸力学研究。1982年开始,在郑哲敏院士领导的团队研究煤与瓦斯突出机理。