1987年9月，郭文兵第一次來到焦作，邁進焦作礦業(yè)學院（現(xiàn)河南理工大學）的校門，在時任采礦工程系主任柴一言老師一句“未來的總工程師、礦長們”中，開始了大學生活?！耙郧皬膩頉]見過總工程師、礦長長啥樣，但入學教育時，柴老師那句開場，讓我覺得有朝一日我也能成為總工程師或礦長?！彼貞浀?。

從1994年碩士畢業(yè)留校至今，郭文兵在河南理工大學走到了第30個年頭。他沒有成為“總工程師、礦長”，而是成了母校的二級教授，行教書育人職責。他始終堅持在教學科研第一線，從事煤礦“三下”采煤、采動損害與保護方面的教學科研工作，為煤炭行業(yè)培養(yǎng)出學者、高級工程師、總經(jīng)理和礦長等人才。這些年來，他帶領(lǐng)團隊走遍了河南、河北、山西、內(nèi)蒙古、青海、新疆等我國主要產(chǎn)煤?。▍^(qū)），立足礦區(qū)技術(shù)需求進行探索，取得了一系列有特色的成果，為煤礦綠色開采和綠色礦山建設(shè)作出了貢獻。

“鑿開混沌得烏金，藏蓄陽和意最深?！弊怨乓詠恚禾烤陀小盀踅稹泵雷u。作為世界上最廣泛使用的能源之一，煤炭在電力、熱力、化工等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，至今仍在我國能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導地位。隨著“雙碳”目標的提出，煤礦綠色智能開采已成為煤炭工業(yè)的發(fā)展方向。郭文兵帶領(lǐng)學院師生將“采礦精神”匯聚成了新時代的“烏金品質(zhì)”，為實現(xiàn)“烏金”綠色智能高效開采而奮斗，書寫著獨屬于他們的“烏金人生”。

溯采動損害之源

20世紀90年代初，河南新密、登封等地小煤窯很多，煤礦與煤礦之間，以及煤礦與附近村民之間經(jīng)常發(fā)生糾紛。這些糾紛多是由采動損害造成的。

地下煤炭開采破壞周圍巖體原有的應力平衡，引起巖層與地表移動，從而出現(xiàn)采動損害問題，如建（構(gòu)）筑物破壞甚至倒塌、農(nóng)田開裂與下沉?！拔覀兏悴傻V，挖煤過程的安全性當然要保證，但開采后造成的地表沉陷等問題，也要想辦法控制，以避免或減輕采動損害，這是我們應該做的?！惫谋f。在他看來，鉆研采動損害與保護技術(shù)，既是為了最大限度地開采煤炭資源、提高礦井經(jīng)濟效益，也是減輕采動損害、保護礦區(qū)生態(tài)環(huán)境?！斑@是實現(xiàn)綠色開采的主要途徑?！?994年留校后，他跟隨導師柴一言奔走在不同的礦區(qū)，開展了不少煤礦“三下”壓煤開采及采動損害技術(shù)鑒定等工作。

“我對采煤地表沉陷規(guī)律的一些認識，也是在這期間慢慢積累起來的。”郭文兵表示，隨著經(jīng)驗的積累，他越發(fā)感覺到在這一領(lǐng)域，尚有廣袤的未知等著他去挑戰(zhàn)。為此，2001年，他考入中國礦業(yè)大學大地測量學與測量工程專業(yè)，師從鄧喀中教授，希望能換一個視角去考量地表沉陷問題?！耙郧拔揖褪亲鲆恍┖唵蔚募夹g(shù)鑒定項目，讀博之后，科研能力有了顯著的提升?！惫谋谋憩F(xiàn)也得到了母校的認可。2005年，他開始擔任河南理工大學能源科學與工程學院副院長。2009年，“采動影響下高壓輸電線路協(xié)同變形理論及應用研究”項目獲批，這也是他事業(yè)生涯中第一個國家自然科學基金項目。

事業(yè)有條不紊地向前邁進，郭文兵卻不忘初心。這些年來，在教書育人的同時，他憑借扎實的專業(yè)理論和豐富的實踐經(jīng)驗，在河南、山西等各地礦區(qū)進行企業(yè)廠房、村莊民房等建（構(gòu)）筑物采動損害技術(shù)（司法）鑒定數(shù)十項?！拔覀儽局焦嵤虑笫堑膽B(tài)度，通過調(diào)研、實測和資料分析，去追溯造成采動損害的源頭、分析建筑物破壞的原因，鑒定采煤活動對建（構(gòu)）筑物的影響范圍、程度，明確主體責任，維護雙方的合法權(quán)益，這是很有意義的?！痹谒磥?，這是利用自己的專業(yè)技術(shù)服務社會，都是應盡的責任。

“有時感覺自己就像警官或法醫(yī)，通過專業(yè)技術(shù)科學判斷造成地表建筑物損害的原因，損害范圍有多大、損害程度如何等，為地方政府或法院解決采動損害賠償問題提供技術(shù)依據(jù)?！惫谋f。

治采動損害之“病”

2023年12月，廣西南寧，煤炭行業(yè)科技創(chuàng)新成果總結(jié)與新技術(shù)交流會上，郭文兵主持的“高聳構(gòu)筑物采動變形理論與保護關(guān)鍵技術(shù)及應用”項目被授予中國煤炭工業(yè)協(xié)會科學技術(shù)獎一等獎。

這一項目以高壓線鐵塔類高聳構(gòu)筑物下安全采煤為主線。隨著煤炭重心戰(zhàn)略西移，我國中東部礦區(qū)煤炭資源日益枯竭，建（構(gòu)）筑物下壓煤安全開采成為中東部礦區(qū)實現(xiàn)綠色開采及可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。然而，不同類型建（構(gòu)）筑物受煤礦采動影響的響應特征具有明顯差異性，尤其是具有連續(xù)、耦合結(jié)構(gòu)體的高聳構(gòu)筑物。因此，研究高聳構(gòu)筑物采動變形理論與保護關(guān)鍵技術(shù)對保護地表構(gòu)筑物安全運行具有重要意義?！?009年拿到第一個國家自然科學基金項目時，我們就在解決高壓線鐵塔受采動影響的問題。”郭文兵說。

經(jīng)過十余年的產(chǎn)學研用聯(lián)合攻關(guān)，郭文兵團隊分析了采動影響下高聳構(gòu)筑物變形特征，對鐵塔類等高聳構(gòu)筑物與地基、基礎(chǔ)及結(jié)構(gòu)協(xié)同變形理論、高聳構(gòu)筑物下壓煤開采技術(shù)方案、高聳構(gòu)筑物采動變形三維激光掃描監(jiān)測方法等進行了系統(tǒng)研究，創(chuàng)立了采動高聳構(gòu)筑物“地基-基礎(chǔ)-結(jié)構(gòu)”協(xié)同變形理論，構(gòu)建了“地基注漿-基礎(chǔ)調(diào)斜-井下減損”的井上下立體協(xié)同保護技術(shù)體系，突破了高聳構(gòu)筑物下采煤安全保護的技術(shù)瓶頸，豐富和發(fā)展了煤礦特殊開采理論與技術(shù)。

“跟醫(yī)生治病類似?！惫谋f。為了方便理解，他將整套井上下立體協(xié)同保護技術(shù)體系比作病人個性化診療。“簡單說，一個人生了病，吃藥能治好的，就不用打針輸液；打針輸液能治好，就不必動手術(shù)。針對不同的體質(zhì)、不同的癥狀，有不同的治療方案。放到我們的工作中，可以通過井下開采方案優(yōu)化減輕采動損害，如果效果不好，可以采用地基注漿增強抗變形能力或覆巖離層注漿減沉技術(shù)。如果注漿后，地表構(gòu)筑物還是有變形，怎么辦？那就得采用動態(tài)調(diào)斜對其進行糾偏。其中，注漿類似打針輸液，動態(tài)糾偏就相當于動手術(shù)，到底如何處理要具體問題具體分析?！鄙硖幤渲?，郭文兵仿佛也變成了“醫(yī)生”，治療采動損害之“病”，為煤炭企業(yè)解決生產(chǎn)技術(shù)難題。

以鄭煤集團白坪煤業(yè)公司為例，某工作面區(qū)域內(nèi)有一座電視信號鐵塔。工作面巷道已經(jīng)準備好了，不開采的話，礦上損失非常大且面臨停產(chǎn)；但電視信號鐵塔是衛(wèi)星廣播站的重要設(shè)施，對地表變形很敏感，一旦傾覆，也會造成嚴重的安全隱患和不良影響。當?shù)赜嘘P(guān)部門對此心存疑慮，礦方“尋醫(yī)問藥”找到了郭文兵，希望能有一個兩全其美的方案。郭文兵和團隊經(jīng)過調(diào)研分析監(jiān)測論證，憑借過硬的技術(shù)實力和可靠的數(shù)據(jù)，說服了有關(guān)部門，使其相信能夠確保鐵塔下采煤的安全，提出并實施了電視信號鐵塔動態(tài)調(diào)斜保護技術(shù)和地基注漿加固技術(shù)等保護方案，使開采后的塔基傾斜度小于采動極限傾斜變形值，確保了電視信號鐵塔的安全運行，實現(xiàn)了其下壓煤資源的順利開采?！斑@個工作面共采出了200多萬噸煤，經(jīng)濟效益巨大?！惫谋f。

這只是眾多應用案例中的一個縮影。郭文兵團隊接觸過高壓/特高壓/超高壓鐵塔、通信信號鐵塔、煙囪、煤倉等各種形式的高聳構(gòu)筑物。用郭文兵的話說，很多煤礦并不會面對高聳構(gòu)筑物壓煤問題，但“少見病也要有人治”。正是憑借這一手，“高聳構(gòu)筑物”相關(guān)研究成了郭文兵團隊的重要特色之一，在行業(yè)內(nèi)產(chǎn)生了較大的影響。多年來，他們接受了來自河南鄭煤集團、焦煤集團及山西晉煤集團等的委托，相關(guān)成果在其麾下的部分煤礦成功進行了推廣應用，經(jīng)濟社會效益十分顯著。

研綠色開采之術(shù)

“實際上，高聳構(gòu)筑物只是我研究工作的一部分。說到底，還是在研究由煤礦開采造成的上覆巖層移動與地表沉陷?！惫谋f。在他看來，煤炭是我國國民經(jīng)濟的重要支柱，也是我國能源安全保障的基礎(chǔ)。隨著“雙碳”目標的提出，郭文兵認為提高煤炭資源利用率、研究推動綠色開采是他們的使命。這些年來，他帶領(lǐng)“煤礦采動損害與保護”河南省科技創(chuàng)新團隊聚焦地表沉陷規(guī)律、綠色開采技術(shù)、“三下”壓煤開采等問題，針對密集村莊建筑物下、水體（水庫、河流等）下、鐵路公路下、高壓線鐵塔下等采煤技術(shù)及覆巖離層注漿減沉技術(shù)等持續(xù)攻關(guān)，取得了豐碩的成果。

“山西、內(nèi)蒙古、新疆等煤炭大省、自治區(qū)，資源豐富；但在河南、山東、安徽等省份，煤炭相對稀缺?？紤]運輸成本問題，我們還是會盡量把煤炭開采出來，這時候，科學提高采出率就變得很重要?！苯?jīng)過多年的努力，郭文兵團隊提出了建筑物下條帶式旺格維利減沉控損高效采煤關(guān)鍵技術(shù)，有效控制了礦區(qū)地表沉陷；揭示了水體下厚煤層開采“覆巖破壞-致災機制-地表響應”鏈式驅(qū)動機理，構(gòu)建了水體下厚煤層安全開采源頭防控技術(shù)體系，有效遏制了采煤對水體及生態(tài)的破壞，實現(xiàn)了煤礦安全生產(chǎn)與水資源保護。他們還建立起了清潔能源綜合利用與礦區(qū)生態(tài)保護的“安全+綠色+智能”礦山建設(shè)新模式，實現(xiàn)了松軟厚煤層智能開采與綠色低碳生產(chǎn)的協(xié)調(diào)發(fā)展。從2019年起，團隊在綠色開采技術(shù)方面獲得河南省科學技術(shù)進步獎二等獎4項。

30余載砥礪前行，在團隊成員眼中，郭文兵是一名不折不扣的戰(zhàn)士——走遍礦區(qū)解決技術(shù)難題的是他，脖子上戴著充氣頸椎牽引器伏案工作的是他，從不因神經(jīng)衰弱耽誤教研進度的也是他。他的精氣神感染著身邊人，化為共同奮斗的動力。至今，作為全國煤炭教育先進工作者，他培養(yǎng)博士后、博士、碩士研究生80余人，指導的多名本科生、研究生獲得校級、省級優(yōu)秀畢業(yè)論文/設(shè)計，可謂桃李芬芳。培養(yǎng)的博士譚毅、白二虎等也在留校后成為團隊的新秀，譚毅已成為河南理工大學歷史上第一個國家“優(yōu)青”?！爸饕克麄冏约号?。”郭文兵謙遜地說。他主張“無為而治”，給團隊成員和學生最大的自由度，為他們創(chuàng)造優(yōu)良的創(chuàng)新和發(fā)展環(huán)境，充分發(fā)揮他們的創(chuàng)造性，成為他們最堅實的后盾?！懊旱V采動損害與保護”團隊已有30余人，形成了一支結(jié)構(gòu)合理、多學科交叉融合、專業(yè)知識扎實、科研水平高的省級創(chuàng)新型科研團隊。

過去30年，郭文兵腳踏實地、開拓創(chuàng)新，在煤礦采動損害與保護領(lǐng)域走出了一條特色鮮明、產(chǎn)學研用相結(jié)合的道路。這也令他堅定了搞一流學術(shù)研究，并將技術(shù)成果寫到祖國大地上的信心。近年來，他帶領(lǐng)團隊又獲得了國家自然科學基金聯(lián)合基金重點項目：中原礦糧復合區(qū)采煤沉陷規(guī)律及耕地損毀驅(qū)動機制。致力于解決耕地是如何因采動而損毀的、如何修復因采煤已損毀的耕地、如何減少損毀耕地的同時穩(wěn)定煤炭產(chǎn)能等這些新的科學問題?！耙郧叭鄙龠@方面的系統(tǒng)研究。河南屬于中部礦糧復合區(qū)，從這里著手，極具代表性?！惫谋f。站在新的起點上，除了做好教書育人工作，他也將直面新的挑戰(zhàn)，帶領(lǐng)團隊把道路越走越遼闊，他們的“烏金人生”也將煥發(fā)出更璀璨的光芒。

專家簡介

郭文兵，二級教授、博士生導師、國務院特殊津貼專家。現(xiàn)任河南理工大學能源科學與工程學院院長、河南省煤炭資源綠色智能開采重點實驗室主任、礦業(yè)工程河南省重點學科帶頭人、河南理工大學綠色開采研究院院長。兼任教育部礦業(yè)類專業(yè)教學指導委員會委員、中國煤炭學會煤礦開采損害技術(shù)鑒定委員會委員、中國煤炭學會礦山測量專業(yè)委員會委員、中國巖石力學與工程學會礦山采動損害與生態(tài)修復專委會副主任委員，《煤炭學報》《采礦與安全工程學報》《煤炭科學技術(shù)》《礦業(yè)科學學報》《綠色礦山》等期刊編委。長期從事煤礦綠色開采、“三下”采煤、采動損害與保護等方面研究與應用工作，主持國家自然科學基金聯(lián)合重點項目1項、面上項目3項，教育部博士點基金、中國博士后科學基金、中原科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才項目、河南省科技創(chuàng)新杰出人才項目等省部級項目十余項，獲省部級科技進步獎一等獎5項、二等獎16項。共發(fā)表論文200余篇，其中SCI/EI收錄120余篇；出版專著、譯著、國家級/省級規(guī)劃教材等共計12部?！伴_采損害與環(huán)境保護”國家級一流課程負責人，河南省煤礦采礦損害與保護科技創(chuàng)新團隊帶頭人。獲全國教材建設(shè)先進個人、河南省優(yōu)秀專家、中原科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才等稱號。