张村在讲《能源开发概论》课程

从2009年在采矿工程专业课堂上与煤炭结缘到第一次下井测试，从发表第一篇SCI检索论文（科学引文索引所收录的期刊刊登的论文）到独立主持科研项目，从研究煤矿瓦斯抽采到煤矿矿井水利用，张村说：“这15年，每一个与煤炭打交道的日子，都亦如初见。”

从瓦斯到地下水，我院（北京）能源与矿业学院副教授、博士生导师张村的研究对象皆是煤岩体里的流体，他在这片煤海逐浪，不断探寻行业前沿知识技术。

初入煤海，做功夫到家的采矿人

2013年，张村第一次下井，是在大四做毕业设计时。虽已学了四年采矿工程专业课，对综采一线生产环境有一定的心理准备，但真正到了井下，昏暗的工作面、顶板掉落的煤块……还是让张村紧张得心里直打鼓。安装完传感器后匆匆升井，张村结束了第一次煤矿实地调研。

研究生阶段，张村在学习中遇到越来越多的问题，推着他去煤矿一线寻找答案。他说：“只有结合一线实际问题做出来的学问，才有生命力。”

张村和师兄到山西大同金庄煤矿采集数据，在煤矿一待就是2个月。有一次，为了得到矿山压力数据，需到在井下安装钻孔应力计。安装地点是回风大巷，煤尘浓度高，可见度低。为了加快安装进度，他们早上八点下井，一直忙到第二天早上八点才升井。

升井时，两人浑身煤尘，只剩下牙齿雪白、眼睛闪亮。这2个月的一线学习，让张村直观、系统地了解了煤矿的整个生产系统，并据此发表了第一篇EI检索论文（工程技术索引所收录的期刊刊登的论文）。

张村博士阶段的研究方向是“高瓦斯煤层群的安全高效开采”。我国煤层瓦斯储量巨大，与天然气总量相当，但因为煤层渗透率普遍较低，国内煤矿的瓦斯抽采效率普遍偏低。

随着煤炭资源开采向深部发展，煤层瓦斯含量逐步升高，瓦斯灾害问题日益突出，直接制约矿井安全生产。如何实现高瓦斯煤层群煤与瓦斯共采，学术界提出了“卸压开采与瓦斯抽采相结合”的解决方案。但卸压开采参数的选择、开采工艺的优化等一系列关键问题，必须到煤矿生产一线要答案。

淮南矿区在国内矿井高瓦斯治理、卸压开采地面瓦斯抽采技术方面有着一整套完备的系统。张村主动请缨前往淮南。到达皖北煤电集团朱集煤矿的当天，放下行李他就迫不及待地跑到瓦斯科向技术人员请教。要现场资料，抄每天的瓦斯报表……他在繁复的资料搜集和整理工作中乐此不疲。前后近半年的忙碌，让他有了沉甸甸的收获，发表第一篇SCI检索论文。

张村的研究不仅在减少瓦斯事故发生、提高矿井生产效率、提高瓦斯抽采效率等方面取得显著成果，还构建了高瓦斯煤层卸压增透高效开采技术体系，对推动我国高瓦斯煤层开采技术发展具有重要作用。他的研究成果除在两淮矿区应用，还被推广至贵州、新疆、山西等地高瓦斯矿区，创造了巨大的经济效益。

依托该项目研究成果，张村整理的研究资料累计发表SCI、EI检索论文20余篇，授权发明专利5项，获贵州省自然科学二等奖1项、安徽省科技进步二等奖1项。他的博士论文《高瓦斯煤层群应力—裂隙—渗流耦合作用机理及其对卸压抽采的影响》获中国岩石力学与工程学会优秀博士学位论文奖（2018年）。

张村在井下

逐浪煤海，做善解难题的答卷人

近年来，我国煤炭主产区由东部地区逐渐向西部转移，西部地区千万吨级、高强度开采矿井逐渐增多。但西部矿区气候干旱，平均蒸发量是降雨量的6倍左右。再加上西部矿区高强度的开采，对本已经脆弱的生态环境造成严重影响。

如何实现煤炭开发与水资源保护相协调，是煤炭科学开发的重大难题之一，也是矿区生态文明建设的核心内容之一。

此外，随着我国经济社会的发展和煤炭资源的持续开发，部分矿井资源枯竭，部分落后产能矿井面临关闭或者已经关闭，形成大量关闭或废弃矿井。简单封井处置，会造成地下固定资产废弃和浪费，间接破坏地质和矿业遗址。同时，因为封井导致的地下水位上升，还将造成地下水系污染，威胁水源地与矿区生态安全。如何合理开发利用矿井采空区的储滤水能力，确保矿区生态安全，改善矿区水资源匮乏？

科研是为了服务生产、服务社会。在院士专家研究的基础上，张村敏锐地捕捉到这一重大科学难题，并展开研究。结合国内外工程案例，以顾大钊院士为首的专家学者提出了矿井地下水库储净水技术，因地制宜实现矿井地下水井下高效处理。煤矿地下水库技术涉及水源预测、煤柱坝体与人工坝体稳定性控制、地下水库水质演化、安全保障技术等多个基础理论和技术难题。

从研究瓦斯到研究矿井地下水，离开熟悉的研究领域，意味着张村需要重新再积累。但张村只有一句话：他愿意做一个解决一线工程难题的答卷人。帮助一线企业创造更大的经济价值与生态环境价值，是科研的意义所在。

评估煤矿采动损伤是矿井水保护利用的第一步，煤矿开采引起的地表沉陷开裂直接影响地表水赋存和生态修复。由于井下采动影响，矿山测量不仅讲究快，更要准。张村和他的研究团队在烈日直射的矿山上，一遍遍地校准、核对数据，确保采集的数据符合要求。

矿山上没有路，需要张村和研究团队找路，往往在没有一点阴凉的山顶，一待就是一天。张村说：“之前一直觉得在井下比较辛苦，从事矿山测量后才发现，这项工作更辛苦。”

一分努力一分收获。多年来，张村主持国家重点研发计划子课题1项、国家自然科学基金项目3项、教育部外专项目1项、北京市自然科学基金项目2项；获省部级科技进步二等奖4项、三等奖1项，行业协会教学成果一等奖1项；累计发表论文180余篇，出版专著4部，以第一发明人授权发明专利10余项。

张村在查阅资料

扎根煤海，做消除误区的引路人

近年来，煤矿智能开采、精准开采、绿色开采、保水开采等一系列变革性新技术、新成果在我国煤炭领域推广应用，推动煤矿机械化、自动化开采程度大幅提升，让矿山旧貌换新颜。然而，由于人们对煤炭产业的固有印象，导致大家对煤炭的认识依然停留在粗放开采、燃烧利用上。加之缺乏对煤矿智能化开采技术和煤炭清洁高效利用技术的有效科普及宣传，导致人们“谈煤色变”，煤炭也因此成为很多人眼中的夕阳产业、落后产业、不清洁产业。

科普从娃娃抓起，科研工作者更要成为科普的主力军。2017年，在赵毅鑫教授的带领下，张村参与构建矿山智能开发的5G全景直播和回播体系，形成矿山智能开发全景视频“科普—教学”素材库，并创建矿山智能化开采作业和灾害孕育的AR（增强现实）-VR（虚拟现实）人机交互系统，实现整个矿井漫游与人机互动。

这个系统首先应用于我院（北京）的本科生教学。如果用于中小学科普，是不是也会产生较高的社会价值？挺膺担当、躬身入局，张村立马着手实施中小学科普工作。

在赵毅鑫教授的带领下，张村和他的科普团队最终形成“国重（国家重大项目工程）开放日+科普进校园+线上科普+本科暑期实践+大学生支教团”的科普模式，先后在北京市101中学矿大校区、八一小学和国家科普展组织科普活动。相关活动被中央广播电视总台、《人民日报》、《科技时报》报道。

张村说：“科普展上，我们的摊位前一直有人在排队，不停有人来找我们聊煤矿现在的样子，效果非常好。我可以自信地说，你们看到的VR场景，都是矿井下的工程实拍，是不是跟之前的印象不一样？”2023年，张村申报的“煤矿智能开采”科普活动被评为中国科协全国优秀科普活动。