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葛兆龙,教授,博士生导师,重庆大学资源与安全学院党委书记,国家级高层次青年人才,中国煤炭青年科技奖、国家一流本科课程负责人、全国高校采矿工程专业青年教师讲课比赛一等奖、宝钢教育奖获得者。主持国家科技重大专项课题1项、子课题2项,国家自然科学基金重点、面上、青年4项,主持中国平煤神马集团、沈煤集团等大型煤炭企业横向课题12项。发表学术论文154篇,出版专著2部,行业规划教材2部,授权发明专利52项,制定国家行业标准2项。获得省部级科技进步奖一等奖7项。
在重庆大学资源与安全学院的实验室里,一束超高压水射流正以每秒400米的速度切割岩石样本。
“高压水射流是一项小而重、小而精、小而美的技术,能够解决一些常规技术和方法无法解决的难题。”重庆大学资源与安全学院党委书记葛兆龙教授说道。作为国家级高层次青年人才,他长期致力于攻克国家能源安全领域难题。
在重庆大学读书期间,他曾以优异的学业成绩获得宝钢奖学金,如今他再次以青年教师身份获得宝钢优秀教师奖荣誉。他既是深地资源开发领域的攻坚者,更是躬耕教坛的“筑梦人”。
矿井深处悟真知
在本科阶段,葛兆龙凭借卓越的专业成绩和早期的科研实践,在众多硕士生、博士生的竞争者中脱颖而出,斩获宝钢奖学金。与此同时,葛兆龙获得进入实验室参与课题研究的机会。2005年,在卢义玉教授指导下首次接触到高压水射流技术,他便被其“小而重、小而精、小而美”的特质吸引。大三、大四时他频繁地参与实验室工作,在实验结束后积极与卢义玉教授进行交流,这段经历成为他科研生涯的起点。葛兆龙从懵懂认知开始,慢慢确立了研究方向,立志为守护国家能源安全奋斗。此后,他继续在重庆大学攻读硕士、博士研究生,持续深耕采矿工程领域,服务国家战略需求,在冷门领域开辟出新赛道,逐步建立起以水射流为核心的瓦斯灾害防治与非常规天然气开发技术体系,为保障国家能源安全打造坚实技术基础。看似柔弱的水流,在高压作用下却有意想不到的“妙用”——高压水射流既能避免机械工具的缺憾,又可完成复杂的切割程序。
当时这项技术还停留在工业清洗阶段,在采矿领域尚属冷门。我国煤炭资源占能源消费总量的53.2%,煤炭资源起到“压舱石”的作用。随着资源开采逐渐迈向深部,深部复杂地质条件导致瓦斯灾害严重、煤炭开采效率普遍偏低,传统机械钻头难以拐弯并在狭窄空间灵活作业,而高压水射流能够在极短的半径内拐弯且精准切割岩层,为瓦斯抽采与绿色开采带来全新可能。正是这项被葛兆龙称为“小而美”的前沿技术,为破解能源安全领域难题提供了新的解决方案。他创新性地将高压水射流技术应用于低渗煤层改造,通过构建树状分支网络结构破解了增透难题。其团队研发的树状钻孔高效抽采瓦斯技术首次应用在平煤神马集团中,实现工程效率提升30%、工程量缩减60%,相关成果先后获得河南省科技进步奖一等奖、重庆市科技进步奖一等奖等省部级奖项,开创了树状钻孔新范式,真正“把论文写在祖国大地上”。
现场淬炼真问题
“真问题一定来自工程现场。”葛兆龙认为,做科研既要追求前沿理论,更要注重现场实践。2011年,刚留校任教的葛兆龙主动请缨借调重 庆 松藻 煤电公司,在工程现场探寻困扰 企业的真问题。
在潮湿闷热的矿井巷道里,这位初出茅庐的青年学者经历了认知重构——实验室的精准数据,在情况复杂的井下遭遇“水土不服”,必须在现场发现问题关键所在,带回实验室,理论结合实际才能寻找到答案。
面对低透气性煤层瓦斯抽采这一行业痛点,葛兆龙带领团队研发出煤矿井下割缝复合水力压裂关键技术及配套装备。这项突破性成果入选国家重大科技成果转化项目,被应急管理部列为“四个一批”重点推广技术,在煤层气储存条件极复杂的重庆松藻典型矿区建立了示范工程,在全国发挥引领和示范作用。
脚踏实地做科研
在葛兆龙眼中,教育不仅是知识的传递,更是精神的传承。他常回忆起科研启蒙时期,鲜学福院士、李晓红院士、卢义玉教授等前辈学者手把手悉心指导学生,通过学术沙龙的自由讨论培育创新的种子。如今,葛兆龙也像他的老师们一样,关心关爱学生,团队如春笋般生长起来。
他制定《课题组学生手册》,明确科研规范、制度与团队文化。团队管理上,他倡导“学生自治”,从实验制度到团建活动,均由学生自主讨论制定。“真正的团队生命力,在于自发形成的价值认同。”葛兆龙说。开放包容的育人态度,科研规范与人文关怀交织的团队文化,让毕业多年的学生仍会对课题组充满感情。
从实验室的理论推演到矿井下的实践验证,葛兆龙脚踏实地,以身作则。“我认为教育家精神在于引导学生先学会做人,再论实事求是地做事。”宝钢奖的荣誉不仅肯定了他在学术领域的贡献,也映射出他多年坚守的教育理念。面对求知若渴的年轻学子,葛兆龙常言:“必须吃苦耐劳,脚踏实地做事。”当下学术研究迎来数字化挑战,他认为做科研应尊重科学规律,敢于追求前沿,敢于挑战,不能浮躁地追求短期快速成果,不做“体检式”科研。
他犀利地指出“体检式”科研的病灶:“如同医院看病一般,说不出为什么做实验,也说不出所做实验的创新性,这是很要命的。”葛兆龙认为,科研切忌局限于简单的实验报告堆砌,而是要明确问题、了解国内外研究现状,并设计实验解决问题。
真正的科学素养是在研究实践过程中逐渐形成的,他引导学生敏锐捕捉行业问题和国家战略需求,要像医生问诊,先找准“病因”,再设计“治疗方案”,而不仅仅做“体检式”的科研。
科研报国解难题
“要坚持做服务国家需求和解决行业难题的研究。”葛兆龙说。面对实现“双碳”目标与能源安全这一时代命题,科研报国的信念始终熔铸于葛兆龙的团队建设和教学育人实践中。他始终扮演着“能源破壁者”的角色,带领团队以创新服务国家需求,不断突破技术瓶颈,力求在关键领域构筑起能源安全网的经纬线。
葛兆龙和团队前瞻性地开展二氧化碳增渗技术研究,让传统煤层“变身”能源储备库。该技术通过注入超临界二氧化碳,利用其对煤层的强结合能力,实现煤层气高效释放,尤其适合缺水和低渗煤层。它具有无水化、高效增透和环境友好的特点。此外,该技术可应用于难以直接开采的煤炭区域,通过开采煤层气替代直接开采煤炭,实现煤层气有效开采,确保煤炭开采的安全和效率。这项革新性成果利用超临界二氧化碳与煤层结合效应,在保障采煤安全的同时,开创了煤层气绿色开发新范式。
如今,在葛兆龙的带领下,从团队走出的“能源破壁者”们,心怀敢向深地进军的勇气,奔赴全国各地工作一线。从实验室的精密数据到矿井深处的实践足迹,以学术诚信为经,以创新勇气为纬,以家国情怀为轴,葛兆龙在学术征途中打磨着学生的精神维度。“脚踏实地,科研报国”这是他对学生的期许,也是自身科研生涯的写照。
(党委宣传部 张婧 李宗憶)