聂百胜——中国矿业大学（北京）教授

安全是矿山恒久的明灯

 ——记中国矿业大学（北京）教授聂百胜

2015-10-29

飞旋的电钻、高耸的井架，撼动了沉睡亿万年的岩层。在地下幽深的巷道里，人类摸索到了煤炭，触发了奔腾的现代文明。

然而，开启宝藏常常要付出代价，遵化矿难、平顶山矿难、曲靖矿难……水、火、瓦斯时时有可能吞噬矿井中鲜活的生命。在中国矿业大学（北京）教授聂百胜看来，矿山安全与瓦斯防治技术的研究，必须要像矿灯的光束一样，时刻撑起矿工眼中的希望与光明。 

矿井里的博士生 

1998年，聂百胜以优异的成绩考入中国矿业大学矿业工程学院安全工程系，攻读博士学位。半年之后，他背上设备去了矿井现场，开始下井测试。矿工中有很多人和聂百胜年龄相仿，他们很快成为朋友，一起工作，一起吃面……三年的博士学习，有接近一半时间，聂百胜都是这样度过的。

多年之后向记者提起这段经历，聂百胜感慨道，“产生了两个影响。第一，让我对矿井现场做到了心中有数，煤矿的细节我都非常清楚；第二，无论做项目还是培养团队，我都会要求先下井，地面上了解的都是宏观的东西，但只有到了现场才能发现问题。工程实践，就是要接触一线采煤工作才能解决问题。”

还有一点他自己没有总结，那就是，经过了那些肝胆相照的日日夜夜，他成为了矿工们的“自家人”。矿山安全，不再只是实验室里的一个宏大命题，而是关系到兄弟们生死命脉的事件。十多年来，每当恶性矿难发生，聂百胜都感同身受。

我国是世界上瓦斯灾害最严重的国家，自建国以来，全国煤矿发生一次死亡百人以上的特大恶性事故20多起，其中绝大多数都是瓦斯爆炸引起的，3000多人因此丧生。尽管近年来瓦斯防治工作取得了一些进展，事故和死亡人数逐年下降，但煤矿事故依旧多发，尤其是瓦斯突出危害最大。

2007年，贵州某煤矿发生瓦斯突出后，聂百胜作为事故调查小组成员赶到现场。看到突出点附近巷道基本被全部填满，稍远的巷道中也覆盖了大量的煤，有些粉煤甚至被突出风流带到了400米以外，有些工作人员来不及逃生，被就地埋进煤岩，他几乎不能控制自己的悲伤情绪。

使命感和责任感，对聂百胜的专业执着度添加了一份沉甸甸的重量，他坚信，我们一定能找到防治煤矿瓦斯灾害的有效路径。 

应用价值决定科研价值 

瓦斯又称煤层气，也是一种天然气资源。从煤层气赋存状况上看，原国有重点煤矿中，超过50%为高瓦斯突出矿井。煤与瓦斯突出、冲击地压等突发性煤岩动力灾害是非常复杂的动力现象，影响因素众多、机理复杂，还会诱导瓦斯爆炸等次生灾害，是煤矿中最难预防的灾害，随开采深度和强度加大，煤岩动力灾害日趋严重。

多年以来，聂教授围绕煤矿煤岩瓦斯动力灾害预防理论和技术问题，开展了系统深入的研究：在含瓦斯煤体介质属性及瓦斯储运方面，定量研究了煤体吸附瓦斯的微观机理，阐明了瓦斯在煤体中扩散的微观机制，建立了边界考虑浓度梯度的第三类边界条件下的煤粒瓦斯扩散模型；揭示了含瓦斯煤体受载及煤体吸附瓦斯过程内部的动态细观变形规律，提出了利用质点追踪手段对细观变形的定量计算方法。

在煤岩瓦斯动力灾害预测与防治方面，建立了受载煤岩力电耦合模型，模拟分析了煤岩电磁辐射场及接收天线特征，提出了煤与瓦斯突出、冲击矿压等煤岩动力灾害的三级预警准则；揭示了煤与瓦斯突出、冲击地压发生后瓦斯运动规律及其诱发的瓦斯爆炸致灾规律和抑爆方法；提出了利用高压脉动注水防治突出的技术原理，开发了配套装备。

聂教授介绍道“煤矿灾害发生肯定是有各方面原因的，有的是管理，有的是技术，也有的是科学问题。在研究过程中，我们比较注重学科交叉的研究方法，比如，力学方面包括固体力学和流体力学，煤炭本身就是固体力学，瓦斯和水都是流体力学；热力学问题，有高温方面的理论和知识；还有咱们说机械的问题，要研究设备、电缆……这些相关知识需要借鉴其他学科的或者国外的先进技术去解决。”为此，他也开始积极推进国际学术交流活动。他在美国弗吉尼亚理工大学做访问学者期间也十分活跃，目前矿大的资源与安全学院安全工程系已经与美国弗吉尼亚理工大学、加拿大麦吉尔大学、澳大利亚联邦科学组织和科廷大学、印度燃料研究所都建立了合作关系。研究团队的成员广泛活跃于与俄罗斯、日本、荷兰、加拿大、美国、澳大利亚等国家的知名教育机构的交流活动中。

目前，项目研究团队的工作主要是围绕煤岩动力灾害预防理论、技术和工程展开，基础要研究的是吸附、扩散、渗流的问题，还有含瓦斯煤的力学问题等等。在聂教授看来，核心是首先要甄别“哪些是科学问题”“怎么用科学的方式去解决”，最后建立科学合理的理论，围绕核心研发新技术、新设备，最终达到安全高效生产的目的。

这些应用基础研究领域所取得的研究成果，已用来解决了煤矿煤岩动力灾害等方面的若干关键技术问题，在承担的多项科技部科技支撑项目及20多个煤矿企业得到了应用。聂教授的研究成果已发表在J Hazard Mater，Safety Science，Eng Fail Anal，Int J Therm Sci，Int J Rock Mech Min等国内外高水平学术期刊上，其中SCI论文23篇，EI论文87篇，合作出版学术专著2部，被他引1990次，其中SCI他引60次。授权国家发明专利9项，获国家科技进步奖二等奖1项、高校自然科学奖二等奖1项、高校技术发明奖二等奖1项、省部级一、二等科技进步奖6项，并多次应邀在国际会议上作大会报告和分会场报告。

“最近我们做了一些新的技术方法的实验室研究，就是利用低频高压脉动注水来防止瓦斯突出。另一个成果就是利用高压的电脉冲、功率声波，在水里面放电，产生高温高压，作用于这个煤体，让里面的瓦斯更容易抽出来，提高扩散和渗流的过程，这是借助其他学科知识做的。此外，我们利用热的原理研究了一种热管技术，考虑能源的消耗，想利用井下的余热，比如井下变电站，温度能达到七八十度，我们把热管这个东西放到这里面吸热，吸完热以后我们放到这个煤层里的抽放孔中，把这个热利用了，而且又促进瓦斯的抽采……”说起项目组的进展，聂教授自豪感溢于言表，“围绕每一项技术，个人的力量是有限的，但是我们每一个成员都把自己的能力施展出来，才取得了快速的进展。我们的研究是立足于现场实践的，解决的都是现场发现的问题，研究完以后，可以大力开展后期的技术开发、设备开发、真正给现场提供一套解决方案，而绝非无法应用的成果”。

在实际应用中有所突破，是聂教授一贯坚持的科研理念，他常常对自己带的研究生说“无论是在应用基础上有用，还是在应用技术有用，或者装备上有用，都是值得研究的。但如果课题没有应用价值，咱们就不要去下太多心思。不然，往大说，是浪费国家资源，往小说，是浪费自己的时间精力。” 

为师，我仍坚持“过程管理” 

古语说“教也者，长善而救其失者也。” 聂教授的教育理念与这句话十分契合。在他看来，如果在功利之风浸染之下“育人”被空壳化，教师对学生不加管束、一味应付，就会有一批既娇惯又骄傲的学生成为牺牲品，他们经不起挫折，容易走极端，很难适应激烈的社会竞争。教育，就是要发展学生的优点、指正学生的过失。

“以前在学生培养方面，我们注重结果导向，后来发现会产生很多问题，因此现在主要进行过程管理。每两周我们要开一次学术交流会，针对现在年轻学生，引导他步步深入科研体系。交流会上，首先要阐述自己的科研观点，由大家提问题，然后再进入自由发言讨论环节。得到了这样的锻炼，学生以后参加会议，或者走上工作岗位进行汇报心里就不慌了，学术水平也能快速的提高。”

聂教授是个非常严谨的人，学生发表的文章，除了绝对不能抄袭做假之外，每一篇都要经过他的修改。“做最基层的教育工作，我认为最重要的就是要有奉献精神，有为大家服务的理念才行。有时候我会提一个研究提纲，让学生完善，之后我来提修改意见，反反复复很多遍，就是为了锻炼他的写作能力。培养学生，最重要的是培养他研究的思路和方法，培养他的创新能力，比如直接让他参与项目，独立承担一部分任务，给他发挥自由的空间，通过参与实验，理论跟实践结合，达到整体提升的目的。然后就是调动他们的积极性，除了学校的奖学金以外，我们也设立了一套细化的奖励方案，鼓励学生根据自己的贡献领取补助。社会在变化，科研也要有变化，培养学生的方法也要提高，即使说不上与时俱进，最起码跟上思想的变化。”

学科带头人的使命感，在多年的工作中给了他极大的压力，他说“我常想，我们在三年期间或者两年期间，能不能顺利完成学生从校园到社会的过渡。如果我们没有做好，耽误了时间，学生成长慢，进入工作岗位之后无法独立工作。企业会不会反问‘你这个导师怎么教学的？学生学什么了？’在学校培养人才，我们可以允许同学犯错误，但多大错误我都要给你指出来，无论是学术研究，还是做人做事。做人，你够不够诚信，有没有道德，这是第一位的；做科研，你有没有交叉学科理论基础，有没有数据处理的方法，这是第二位的；第三个，在生活上也要严格要求自己。原来也有学生在实验室里穿着背心拖鞋十分懒散，我给直接指出来，这是一种习惯，养成良好的学术习惯、生活习惯、做事习惯，是会影响人一辈子的。”

“学生的父母把孩子交到学校，我们就有责任和义务。如果学生不能成为一棵健康的树苗，那么就是对国家资源的浪费，也对不起孩子的父母。三年期间，学生表现好我当然会鼓励、会夸奖，但更多的是要指出你的缺点，列举出你的问题。你要经常来反思哪些提高了？哪些修正了？以后你在社会上没有多少人再给你提这个意见了，如果我不提就把你推到社会上，我就是极不负责任的老师。而如果在学校期间，通过自我调整，学生提高了，就可以更好地在社会上立足。” 

荣誉，需要加倍的回报 

从昨天的北京市科技新星、孙越崎青年科技奖、新世纪优秀人才，到今天的中青年领军人才、中国青年科技奖、高校技术发明奖二等奖、国家科技进步奖二等奖，聂教授的研究成果得到了广泛的认可。鲜花与掌声纷至沓来，他却冷静地说“获奖，最有价值的是一个凝炼的过程。”

“可能以前，我并没有去系统地梳理过这段研究过程。写了很多文章，做了研究报告，但是都是相对琐碎的。现在评奖，给了我们一个机会，通过梳理可以更加明确我们的研究是沿着一条线走的。总结完了你会发现，可能有些问题还没有去解决，那我下一步的方向就有了。”

“我所拿到的这些奖，都是在申报过程中凝炼下一步的研究方向。荣誉是大家对我的肯定，也可以给自己一个鼓励，但其实更多的是压力和动力。这么多人看着你，这么多的专家、老师支持你、提携你。你走错了路他们会指出来，你遇到困难他们会帮助你。要不辜负这些老先生，就要给大家一个回报，也要给到现场的一线工人一个回报。如果能促进咱们煤炭行业，灾害越来越轻，形势越来越好，就是我认为最好的回报。”

像阿拉伯故事里的阿里巴巴一样，开启宝藏时，我们常常既有欣喜，也有惶恐。唯一不同的是，征服矿藏不仅需要勇气，更需一盏科技的明灯。

聂百胜与其他矿山安全的研究者们，一路守卫，照亮了时代发展的恢宏前程。

 来源：科学中国人 2015年第10期