王双明:为百姓寻找“光明”的西部煤田探路者

王天洋 刘汇   2017-12-14 10:45    陕西日报    人气 ·     

     作为陕西地质勘查行业的一名老兵,我历经多年艰辛,领回了一个矿产资源大省应该拥有的学术荣誉。今后我将利用中国工程院的学术平台,以更加高远的站位服务全省国土资源事业。
 
——王双明
 
     出生在宝鸡岐山,求学在古都西安,奋斗在广袤田野,成就在煤田探索。以普罗米修斯般的坚毅,穷毕生之力为西部百姓寻找“光明”,他就是2017年新当选的中国工程院能源与矿业工程学部院士王双明。
 
     作为矿产资源大省,陕西既肩负着为中国经济社会发展发掘矿产资源的重任,又面临着矿产资源开发过程中生态环境保护的艰巨任务。30多年来,王双明全身心致力于鄂尔多斯盆地煤炭地质勘查与研究,成为陕西乃至我国西部煤田的探路者,在我国西部煤炭资源勘查和生态环境保护领域作出了卓越贡献。
 
     找煤:为煤炭工业战略西移提供科学依据
 
     面对来之不易的荣誉,王双明平静地说:“从初期找煤到中期探煤再到后期采煤,我们经历了无数的艰辛,攻克了一道道难关。但是,为了我国的煤炭事业,我和我的同事们乐在其中,因为这是我们的使命和责任。”
 
     改革开放以后,我国东部煤炭资源面临枯竭,煤炭工业西移战略成为保障国家能源安全的重大举措。调查发现,鄂尔多斯盆地具有承东启西的地理优势,但生态环境脆弱、煤炭资源总量不清等因素严重制约煤炭工业西移战略的部署和规划。上世纪80年代初,刚刚从中国地质大学读完研究生的王双明和他的团队临危受命,踏上了漫长的找煤之路。
 
     野外工作困难重重,王双明的团队把帐篷搭在黄土峁上,一住就是十天半月,当时生活用水也成了奢侈品。“我们把顺帐篷流下的雨水收集起来,只够饮用和刷牙。一段时间后,人人都成了‘泥人’。”回忆往事,王双明感慨万千。
 
     就是在这样的环境里,经过长期的野外勘查,通过对1456个钻孔及102处实测剖面进行研究,王双明发现了电阻率、密度、放射性组合标志和垂直层序横向变化规律,建立了等时地层格架和含煤地层综合层序,确定了主要可采煤层的沉积类型和分布范围。将上述特征与成煤盆地演化过程进行综合分析后,他提出了大地构造背景转换过程控制成煤期,沉积体系转换部位控制成煤区的学术观点,丰富和发展了煤地质学理论。
 
     根据这一理论,鄂尔多斯盆地是世界级大煤田、是中国最大含煤盆地的资源地位正式确立。“按照现在的开采技术和消费水平,可满足全国人民80年以上的用煤需求。目前,盆地内已规划部署6处大型煤炭生产基地,煤炭产量约占全国40%以上。”王双明自豪地说。
 
     这项研究成果揭示了鄂尔多斯盆地煤炭资源分布特征和总量,为我国煤炭工业西移战略提供了科学依据和资源保障,1997年获国家科技进步二等奖。
 
     探煤:引领地质勘查到高效高精度新阶段
 
     鄂尔多斯盆地适合建设大型机械化矿井,地质勘查时必须精确探明煤层分岔位置、冲刷缺失范围和自燃边界,这样才能保障安全高效开采。传统钻探技术受技术规范和勘查成本制约,无法实现煤层高精度勘查。
 
     针对这一难题,王双明组织了多项研究和试验,他和团队成员栉风沐雨,风餐露宿。“印象比较深的一次,下着大雨,车辆坏在了路上,我们在漆黑的夜里步行20多公里才到达府谷县城。”王双明说。
 
     经过无数次艰难跋涉,在取得大量一手勘查资料并详细研究后,王双明发现煤层厚度1米左右能产生有效反射波,煤层自燃后会形成磁异常。他据此建立了用地震探测煤层厚度,用磁法测定煤层自燃边界,用少量钻孔采集测试样品的综合勘查技术体系,把煤层自燃边界探测精度由375米提高到了25米以内,分岔位置及冲刷范围提高到了50米以内。由于实现了高精度的煤层勘查,探明了相对精确的煤层分布,煤炭后期开采中的勘查费用降低70%,施工周期缩短60%,减少植被损毁约100公顷。
 
     这一研究成果根据煤层地球物理特点,将煤炭地质勘查引领到了高效高精度勘查新阶段,2010年获国家科技进步二等奖。
 
     采煤:为绿色开采提供理论基础和技术支撑
 
     鄂尔多斯盆地北部生态环境脆弱,具有供水和生态价值的含水层位于煤层之上且距地表很近。从上世纪90年代初煤炭大规模开采以来,榆林市地表水体由869个减少为79个,神木市41500公顷农田变为荒地,黄河一级支流窟野河出现断流,矿区生态环境保护被省政府列为重大问题进行研究。
 
     王双明研究了地表植被与地下水位之间的依从关系,揭示了安全生态水位为1.5米至5米,发现了煤层上覆岩层的隔水性是维系生态水位的重要地质条件,煤炭开采对上覆岩层的损害高度约为20倍至30倍开采高度,保护生态水位的前提是煤层上覆岩层厚度大于采动损害发育高度。基于上述发现,他提出了以煤层上覆岩层隔水性损害分区为基础,以保护生态水位为核心的生态环境保护新技术:煤层上覆岩层厚度小于20倍开采高度为隔水性损害区,必须禁止开采或充填开采;20倍至30倍为隔水性变化区,必须限定开采高度,避免对隔水性造成损害;大于30倍为隔水性稳定区,鼓励大规模开采。
 
     这项以生态水位保护为核心的矿区生态环境保护新技术,在陕北能源化工基地规划建设中起到了重要的指导作用,避免了生态水位明显下降,2011年获国家科技进步二等奖。
 
     2015年以来,王双明围绕中西部煤矿区生态文明建设需求,揭示了采煤塌陷对植被和土壤质量的损害特点;提出了在大地构造运动界面之上寻找沉积体系转换区域,这成为战略性找煤的有效途径。
 
     王双明长期工作在煤炭地质勘查一线,为保障国家能源安全作出了突出贡献。一分耕耘一分收获,他1992年起享受国务院特殊津贴,1998年成为国家有突出贡献专家,2005年获李四光地质科学奖,成为我国煤炭地质工作领域的时代楷模。
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