2020-12-01 19:50 來源:澎湃新聞·澎湃號·政務
鹽,是人類賴以生存的不可替代的重要資源。鹽有海鹽、湖鹽、礦鹽等種類,被人們熟知的鹽主要是海鹽和湖鹽,礦鹽對很多人而言比較陌生。事實上,礦鹽源遠流長,據文獻記載和專家考證,享譽世界的四川省遂寧市大英縣卓筒井(鹽井)創始於北宋慶曆年間,被稱為「中國古代第五大發明」。
礦鹽是一種汙染小、純度高的鹽類,除去食用外,還是化學工業最基本的原料之一,被譽為「化學工業之母」。礦鹽開採後形成的地下鹽腔,可以用來儲存石油和天然氣等介質,歐美一些國家最早將這一設想實現並投入生產。然而,我國的地質條件與國外相比存在許多不同,這就需要我國的科學家主動去探索和研究,形成一套適合國內地質條件的採滷造腔方法。
為此,重慶大學資源與安全學院陳結教授,在十多年的科研工作中,將自己的研究重心一直放在鹽礦資源開採及地下空間的綜合利用,帶領團隊從鹽巖的結構特徵、力學性能、鹽礦的分布規律與腔體的穩定安全性等方向出發,通過自主研發新型實驗裝置和創新研究方法,探究了鹽巖的非線性蠕變損傷及間隔疲勞損傷演化規律,闡明了基於晶體生長理論的鹽巖損傷自癒合機理,建立了考慮多因素的腔體安全性評價方法,為鹽礦綠色開採及採空區安全利用提供了重要的理論與技術支撐,解決了鹽礦開採利用中的多個重要問題。
截至目前,陳結共發表SCI/EI論文98篇,其中,3篇SCI論文入選2019年度ESI高被引論文(均為通訊作者),1篇代表作入選當年前1‰的ESI熱點論文(截止到2020年3月),榮獲重慶市科協首屆自然科學優秀科技論文獎。授權發明專利27項、軟體著作權5項、出版專著2部,榮獲「中國巖石力學與工程學會青年科技獎」、「全國高等學校礦業石油安全領域優秀青年人才」等榮譽。
重慶大學採礦工程專業歷史悠久,早在上個世紀六七十年代,我校鮮學福院士就開始著眼礦產資源開採與地下空間綜合利用的研究。目前,我校採礦工程在國家礦山資源開發領域有著突出的貢獻和成績。學校建有煤礦災害動力學與控制國家重點實驗室,複雜煤氣層瓦斯抽採國家地方聯合工程實驗室等科研實驗平臺。此外,在2020年6月29日正式發布的2020軟科世界一流學科榜單中,重慶大學礦業工程學科排名17位。
「礦產資源的開採與利用,不管是在當下還是未來都有重要意義。」陳結說,對於今後的採礦業來說,如何利用好礦產資源開採後留下的巨大空間,是十分重要且急需解決的問題,將是「傳統採礦工程領域的一場技術革命」。如果處理得好,不僅可以避免地面沉降等造成的生態破壞,還可以將巨大的地下空間利用起來,儲存石油與天然氣等資源。近年來,陳結教授的研究方向,不僅要考慮到注水採滷後鹽礦的巖石力學的關鍵技術問題,還要為國家能源戰略儲備做出積極貢獻。
陳結說:「科研是一個需要長期積累的過程,是一個需要不斷發現和創新的工作,不可能一帆風順,有時候實驗嘗試很多次,都不一定能獲得自己想要的結果。」在探索的過程中,他閱讀了大量的文獻,到實地進行考察調研。他的學生打趣道:「陳老師讀過的文獻可以裝滿一個鹽穴」。為了達到預期的效果,在正式試驗前,陳結總會在腦海裡先做一次,設想所有可能出現的結果,再進行正式的試驗。過程中若出現一點問題,他都會認認真真梳理做過的每一個環節,直到分析出根本原因為止。
回憶起剛投身採礦領域時,陳結表示,「開始的那段時間非常的辛苦,我國鹽礦分布比較廣泛,不同地區鹽巖的力學性質可能存在著較大的差異性,得出的無數試驗結果往往不盡人意,因此甚至一度懷疑過自己,可當沉下心來,經過腳踏實地慢慢積累,做出來的成果一點點被企業採用,新的學術觀點和思路被行業逐漸認可時,他似乎找到了一生的熱愛和歸屬。」
如果說投身科研是陳結的畢生理想,那麼導師姜德義教授給予的教導和學術引領,就是照亮他科研人生的那一盞「明燈」。在導師的幫助下,他在迷茫中找到了自己的興趣,堅定不移地走上了科研的道路。也正因如此,當他帶著這樣的初心走上講臺時,也堅定向自己的導師學習,成為學生心中的「引路人」,鼓勵學生在教師的引領下找到自己的方向和追求。
在陳結的眼中,教學與科研相輔相成、相互促進、相得益彰,這要比純粹的知識傳授更有利於學生的成長。「傳統的教育方式中,老師作為知識的傳播者,將書本裡的知識傳授學生,這固然能讓學生有所收穫,但終究是管窺蠡測。而將科研融入教學中,不僅能夠更新和充實教學內容,還可以讓學生們了解到行業前沿的知識,讓課堂更加貼近時代,擴大了學生科學研究視野更加充滿新鮮與活力,做到真正的學以致用,促進創新人才高層次人才的培養。」
此外,在科研和教學中,陳結特別注重跨學科交流。在他看來,在第四次工業革命的今天,重大科學研究離不開各個學科的交叉融合,綜合型人才的培養更是必不可少的。近些年,「新工科」概念被提出並在國家的大力支持下逐步推進和發展,這是工科的迭代升級,就是要逐漸實現學科融合和共同發展。他認為礦業學科和其它學科的交融結合有著巨大的發展潛力和應用前景,可以為未來的行業發展提供更多的可能性。為此,他多年來始終堅持「多樣化發展、跨學科研究」,不僅要求自己還鼓勵學生多與其它學科老師溝通交流,進行多學科的知識探索,大膽地擁抱變化,擁抱差異性。
作為國家優秀青年科學基金獲得者、重慶市學術技術後備人才、重慶市青年拔尖人才的陳結,認為所謂「人才」並沒有固化的標準,為「國家、社會作貢獻」是關鍵,無論往哪個方向發展,回報社會、報效國家才是根本。面對採礦工程與礦山安全面臨的問題,陳結表示,「以礦業工程為根本,推進新理論、新材料、新技術、新工藝的探索,服務於國家資源綠色智能開發。重慶大學擁有的機械、電氣、自動化等優勢學科,與採礦工程息息相關,只有強化與這些領域交流和融合,才能讓傳統『採礦』工程學科,抓住智能與現代化的發展機遇,攻關更多的科研難題,實現重要的技術突破,為國家發展作出應有的貢獻。」
也許,未來正如陳結所說的一樣,「採礦」領域創新發展,地下空間將得到更深度地合理利用,甚至會成為科幻電影的地下城市:廢棄的礦山成為旅遊景點或博物館,人造光源可以照耀地下綠植生長,人們在地下城中往來穿梭、生活和工作……
原標題:《堅守與傳承:這位重慶大學80後教授為礦業工程帶「鹽」!》
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