“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。”37年来,李树刚教授在教学、科研及管理等方面孜孜不倦、辛勤耕耘,取得了许多令人瞩目的成绩。这些都得益于他的勤奋、博学和慎思,更得益于他勇于创新、追求真谛的胆识和魄力。为西安科技大学安全科学与工程学科获批国家重点学科、获评全国A类学科做出了自己的贡献。

——题记

李树刚,中共党员,二级教授,博导,“百千万人才工程”国家级人选,国家有突出贡献中青年专家,国务院政府特殊津贴获得者。现为世界矿山通风大会执行委员会主席、大中华区执委,安全技术及工程国家级教学团队带头人,国家重点学科学术带头人,获评陕西省“特支计划”教学名师,陕西省教学名师奖,陕西省师德标兵等荣誉称号。从教37年来,始终坚持教学一线、坚持立德树人,传递着党员教师率先垂范、奋勇担当的正能量,在安全科学与工程及矿业工程领域的学科建设理论、专业发展思路、人才培养模式、课程教材体系等方面积极开展研究与教学实践。

坚持做一名合格的老师,既教书又育人

“如果学生不爱听我的课,我就不是一个合格的老师。”他总是这样严格要求自己,时刻铭记教师的责任,深深感悟到要给学生“一杯水”,自己必须要有“一桶水”,甚至“一池水”。为了上好每一堂课,他总要在课前查阅大量新近文献资料,搜集多种事故案例,并时刻对教案进行修订。上过他课的学生对他的评价都异口同声说: “李老师的课堂内容十分丰富,我们每次上课都如沐春风。”“李老师上课生动有趣,他会给我们讲许多矿上的例子,理论与实践相结合,我们都十分喜欢上他的课。”

他非常注重现代教育技术的科学、合理和有效使用,能熟练运用现场教学、多媒体教学和网络教学手段,自主研制开发多媒体课件,精心组织讲授内容,突出教学重点,分解教学难度,讲、练、训结合,引导提高学生自主学习的积极性,提高学生动手能力。他给学生提供大量技术资料,提供与安全工程专业有关的网站和论坛,使学生积极主动的通过网络资源解决问题,培养了学生独立处理问题的能力。

在研究生的教育中,他注重培养学生的创新精神,他所提出的“三自方针”(自我为主、自成体系、自圆其说)已成为判定课题组论文撰写优差的标准之一。他对学生倾注了大量心血,从选题、确定研究内容、确定实验方案,到具体实验的进行和现场实践和最后论文的撰写与答辩,均给予研究生悉心指导,在潜移默化中使学生具备了严谨的治学态度和精益求精的工作作风。他的研究生常说,“李老师的严谨细致常常让我们十分敬佩,每次把论文拿给李老师看之前都要自己先检查好几遍,避免被发现细微的错误,这样的锻炼让我们让养成了严谨认真的好习惯。”

李树刚还十分关心青年教师的成长,他抓住每一个机会锻炼提拔青年教师。他要求青年教师做到一本好教材、一本好教案、一口普通话、一副好板书的“四个一”方针,并且从教学要求、备课方法到讲授习题、指导实验等都进行了细心指导。此外,李树刚还注重培养青年教师的综合素质及团队协作精神,他的学生中继续从事高等教育工作的青年教师曾说:“李老师给予我的帮助和教导是一生的,无论是作为一名学生,还是作为一名教师,我都能从李老师身上学到很多。”

李树刚指导青年学者学术论坛

坚持与学生并肩奋战,科技竞赛硕果累累

随着一声“请进”,办公室的门缓缓打开,映入眼帘的是时而盯着电脑,时而批注论文,时而查阅手边资料,如慈父一般的大学教授,虽然头发已经花白大半,但依然为围坐在他周围的几位脸上略带青涩的同学们,指导这刚刚交过来的课外科技竞赛作品申报书。

近些年,在李树刚的带领和指导下,安全工程专业的研究生及本科生,斩获了研究生科技成果大赛、本科生课外科技作品大赛、全国安全工程设计大赛等数十项奖励,为安全工程专业被评为首批国家特色专业、国家一流专业建设做出了重要的贡献。

2010年10月,李树刚作为指导教师,带领着安全工程专业本科生及安全科学与工程学科硕士研究生组成的参赛队伍,在国家自然科学基金项目的支持下,利用自行研制的固-气两相相似模拟实验台,对采动影响下覆岩裂隙演化与瓦斯渗流规律进行了实验研究。该作品的研究结果为采动过程中瓦斯在覆岩中的渗流规律进一步研究提供了基础,为现场瓦斯抽采提供了技术支持。2011年3月,该团队带着题为《采动覆岩裂隙演化与卸压瓦斯渗流相似材料模拟实验研究》的作品,参加了第八届西安高新“挑战杯”陕西省大学生课外学术科技作品大赛,斩获陕西省三等奖。

2014年8月,李树刚带领着安全科学与工程学科两位博士研究生、一位硕士研究生组成的队伍,带着作品“便携式井下解吸/粉碎解吸一体化装置”,参加了在西北大学举行的陕西省首届研究生创新成果展。当时陕西省所有高校悉数参加,其中有王牌劲旅西安交通大学、西北工业大学、西安电子科技大学等。面对如此强大的阵容,研究生们的压力之大溢于言表,李树刚察觉到了坚定地说:“在长期深入煤矿生产一线,解决煤矿中各种灾害的研究道路上,我们学校的安全专业已经形成了独具特色的研究方向与科技成果,尤其对于煤矿瓦斯,这个威胁着煤矿安全的第一杀手,我们更是做了很深入的研究,形成了你们手中的便携式井下解吸/粉碎解吸一体化装置,你们要有信心,不要惧怕,不要有压力,勇往直前,角逐强敌,创造辉煌。”就这样,在李树刚的指导和鼓励下,参加比赛的作品,一路披荆斩棘,与强劲对手同台竞技,最终斩获了陕西省首届研究生创新成果展一等奖。

2020年8月,李树刚指导了一组完全由安全工程专业本科学生组成的参赛队伍,角逐在南京工业大学举办的第六届全国高校安全科学与工程大学生实践与创新作品大赛。由于本科生在专业知识方面的欠缺,参加大型比赛经验不足,李树刚和参赛学生一起,经过数十个日日夜夜的反复思考,数十次的反复讨论,最终确定了以矿井瓦斯智能化防治为方向,这无疑是对参赛者的极大挑战,也是对学生的深度信任。西安科技大学实行两地办学,本科生平时在临潼校区有课,无法找到整块的时间对参赛作品的实体进行研发及性能的测试。李树刚就抽出周末休息时间,与学生一起研发作品、多次进行性能测试,经过6个月的不懈努力,终于在参加比赛前,完成了“瓦斯抽采钻孔参数精准智能调控系统”的沙盘模型与软件系统的研发。该作品斩获第六届全国高校安全科学与工程大学生实践与创新作品大赛全国一等奖。

李树刚就是这样一位心系学生的大学教授。现在,他培养的大部分学生已经成为了煤炭行业技术人才的中坚力量,成为永攀科研高峰孜孜不倦的科技工作者,成为心系家国各方面安全的卓越工程师。而他,依然耕耘着自己的教学土壤,培育着一批又一批的本科生、研究生,孜孜不倦的履行着一位教育工作者教书育人的责任和义务。

李树刚为毕业生拨穗正冠

坚持深入煤矿生产一线,带领团队攻坚克难

现场实践是科研教学的基础与保证。李树刚一直秉承学以致用的原则,坚持将科研与现场实践相结合,将解决现场的实际问题作为科研的最终目标。他常常强调知识就是要深入学习,融会贯通,以一持万,学以致用。多年来,李树刚带领团队长期深入到煤矿生产一线,指导陕西、山西、新疆、山东、贵州等20余个高瓦斯或煤与瓦斯突出矿井的瓦斯防治工程实践。

2020年7月,兖矿新疆硫磺沟煤矿(9-15)08工作面在回采过程中,因瓦斯超限导致该面停产;面对突如其来的瓦斯超限问题,通风区技术员也束手无策。就在这危急的时刻,他们区长突然想到曾经给他们培训瓦斯治理技术的李树刚教授,于是赶紧打电话寻求治理措施。李树刚仔细询问了硫磺沟煤矿的瓦斯情况后,首先在电话里提出了几套紧急方案,防止瓦斯继续超限造成瓦斯事故和经济损失;然后马上放下手里的工作,召集团队的老师召开临时工作会议,就兖矿新疆硫磺沟煤矿(9-15)08工作面瓦斯超限情况制定解决方案。

那段时间,乌鲁木齐新冠肺炎疫情再次出现险情,出疆的所有通道被切断,李树刚不顾个人安危,毅然决然带领团队老师和学生奔赴现场指导瓦斯治理工作。刚到矿上,李树刚在技术员的带领下来到通风区,在充分熟悉了当前采用的防治措施及治理情况之后,在矿长及总工的陪同下进行现场指导。

进入(9-15)08轨顺之后,李树刚首先检查了预抽钻孔的瓦斯抽采情况,并指出φ40mm的预抽钻孔不符合预抽的要求,需要换至φ74mm及以上的钻孔,以保证抽采效率。之后便来到了高位钻场,李树刚检查了高位钻场的布置参数及抽采浓度,提出高位钻场增加一个上隅角低位钻孔以降低上隅角的瓦斯浓度。之后在上隅角处提出,采用煤袋将上隅角、下隅角完全封堵,防止采空区的瓦斯大量涌入上隅角造成瓦斯超限。经过工作面时,李树刚带领团队老师和学生仔细观察工作面的割煤情况和放煤情况。针对该种放煤工艺,李树刚现场提出,放煤和割煤要匀速进行,避免赶工期造成绝对瓦斯涌出量增大;快速运煤,避免落煤瓦斯大量涌入工作面;并建议在放煤过程中,使用团队最新研发的瓦斯抑制剂减缓落煤的瓦斯解吸速率,延长瓦斯的解吸时间,在此过程快速运煤以防止落煤瓦斯涌入工作面。经过李树刚的现场指导,该工作面的瓦斯浓度逐渐得到控制,并保证在0.5%以内,实现了该工作面的安全高效回采。

李树刚在现场提出治理措施的同时,还不忘指导学生,鼓励学生将团队研究的成果,与现场的瓦斯治理相结合,在理论层面上提出有效的瓦斯防治方案,从根本上解决瓦斯超限问题。在这样的理念指导下,他先后为矿业安全领域培养了一批既能指导现场瓦斯防治技术又具备独立科研能力的研究生及服务现场的工程技术人员。

边疆出奇迹,巨厚煤层瓦斯防治见真章

新疆地处我国西部边陲,蕴藏着我国近40%的煤炭资源,是我国重要的亿吨级煤炭生产基地。煤炭工业是新疆自治区发展的支柱型产业,对促进新疆全域经济高质量发展、社会长治久安、民族团结安定起着举足轻重的作用。但新疆自治区境内煤层赋存条件复杂多样,以巨厚、高瓦斯、易自燃、大倾角闻名遐迩。瓦斯治理便成为制约高瓦斯巨厚煤层安全高效回采的关键。在新疆维吾尔自治区昌吉州西南方向,就坐落着这样一座典型的煤矿——兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿,该矿主采的9-15煤层几乎涵盖了新疆维吾尔自治区境内煤层的全部特点,极具代表性。

2018年3月24日,西科大安全学科煤与瓦斯安全共采创新团队带头人李树刚教授应邀,与兖矿集团、兖矿新疆能化有限公司、硫磺沟煤矿的相关领导及技术骨干,对硫磺沟煤矿31.5m大倾角坚硬巨厚高瓦斯易自然强冲击煤层综放一次采全高瓦斯治理问题开展讨论并把脉,签订了“硫磺沟煤矿巨厚煤层强冲击高瓦斯易自然煤层安全开采瓦斯治理与‘一通三防’关键技术研究”及“大倾角坚硬巨厚高瓦斯强冲击煤层综放开采‘一孔多用’关键技术研究”两个重大科技攻关项目,坚定不移地解决巨厚高瓦斯坚硬强冲击煤层综放一次采全高瓦斯治理的世界性难题。

“瓦斯不治、矿无宁日”,更何况这是在祖国边陲的新疆,面对着赋存条件空前复杂的煤层,一旦在回采期间出现任何安全事故,后果不堪设想。能否实现巨厚煤层回采期间杜绝瓦斯事故,不仅仅关乎到西安科技大学安全学科的学术声誉,更重要的是关乎民族团结、边疆稳定、社会久安,因此,李树刚教授及其团队所承受的责任与压力是巨大的。但是,当任务确定后,李树刚亲自带领团队,驻扎矿井一线,与矿井生产一线的技术人员,同吃同住同奋斗,常常在井下一待就是20多个小时,现场制定方案、确定措施、调整参数,熬上几个通宵都是常有的事。

由于9-15煤层除了高瓦斯、易自燃,还有极强的冲击危险性,加之煤层厚度大,若采用通常的高位瓦斯抽放巷,其布置层位极难确定,参数稍有不适,便会造成回采期间瓦斯抽不出来,给工作面酿成大祸,或在高位巷施工过程中,诱发冲击,破坏工作面回采条件,甚至伤人毁矿。正所谓艺高人胆大,经过反复思考、激烈争论,李树刚教授创新性地提出,采用目前最为先进的定向长钻孔代替高抽巷,在保证同等抽采效果的前提下,最大程度的确保抽采系统施工过程的安全性,最终形成了巨厚高瓦斯易自燃强冲击综放面,煤层瓦斯集“预抽先行、顶板走向长钻孔+高位全煤钻孔、上隅角埋管”于一体的时空立体分域联动抽采关键技术体系。截至目前,实现瓦斯日抽采量26000m3,保证工作面安全高效回采631m,安全绿色生产原煤360余万吨,被新疆自然资源厅及行业专家评价为“对新疆维吾尔自治区煤炭工业生产具有总要的引领和示范作用,为新疆社会稳定、民族团结、经济发展做出了巨大的贡献”。

责任编辑:张 言