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大师风采

生当灿若乌金——记采矿专家、中国工程院院士范维唐

范维唐,湖北省鄂城人,1935年7月生于北京,原煤炭工业部副部长、党组成员,采矿工程技术专家。1952年9月考入北京钢铁工业学院采矿系;1959年10月被选送到苏联莫斯科矿业学院攻读研究生,获苏联技术科学副博士学位;1963年回国后历任煤炭科学研究总院技术员、工程师、研究室主任、总工程师、副院长、院长;1986—1988年任煤炭工业部总工程师、技术委员会主任;1988—1993年,任中国统配煤矿总公司副总经理;1993—1995年,任煤炭工业部副部长、党组成员;1995—1998年,任煤炭工业部党组成员;2001年当选为中国煤炭工业协会会长;2007年被聘任为中国煤炭学会第六届理事会名誉理事长。我国煤炭科技战线的杰出领导者和实践者,曾组织若干国家和部级重大科研项目,是我国煤矿综合机械化开采技术的主要开拓者和奠基人。组织并参与了攻克坚硬顶板条件下的综采技术难关。主持制定了“煤炭工业技术政策”,组织提出了“中国采煤机械化合理技术途径”、“煤炭工业科技、教育发展规划纲要”和“洁净煤技术发展规划”、“煤炭资源开发战略”等,提出了“炮采三项新技术”、“菱形网技术”、“三小光爆锚喷技术”等量大面广、适用性强的推广应用项目,取得了显著经济效益;组织提出了“煤炭工业的质量振兴纲要”,初步建立了我国煤炭工业的质量标准化体系。1994年当选为中国工程院院士。

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煤炭被称作“乌金”,极言其对人类文明及社会进步的贡献。范维唐先生也如同乌金孕育的价值一般,外表修饰放在其次,内在能量呼之欲出,燃烧出一片夺目的灿烂。

出身名门,灿若星辰

范维唐1935年出生于北京的一个书香门第,深厚的教育背景和文化底蕴让他从小就在教育世家的书海中感受着知识的魅力。

“范家书香门”

范家是一个名副其实的教育世家。祖父范鸿泰曾留学日本,学识宽广,才能出众,曾担任黎元洪时期的民国湖北省教育厅厅长,与北洋名臣张之洞私交甚好。虽然官位很高,但是范鸿泰对待家中的仆人十分宽厚。一次,他乘坐的黄包车在风雨里途经陡坡,范鸿泰老先生不顾泥泞湿滑和全身淋雨,下车帮车夫一起推车,此事感动全家。

新中国成立后,范鸿泰受到资本家的牵连,被政府一并审查,范家很可能因此而败落,不想“宽仁”的家风救了范家。原来,范鸿泰的车夫是一名地下党员,新中国成立后心念范鸿泰的“宽仁”之情,力保他政治可靠,没有参加过镇压学生活动,范家因此幸免通过审查。范家车夫深受范鸿泰影响,为人正直而宽厚,后来一度担任新中国的中共武汉市委书记。此后,范家更行“宽仁”之风,家道越发兴盛。

范维唐的父亲范治纶是新中国著名水利学家,我国早期水利教育的先驱。范治纶在良好家风的培养下,自小学习刻苦,曾在美国密歇根大学和康奈尔大学留学,回国后在唐山交通大学任教,与茅以升先生关系甚好。在唐山交大期间,范治纶曾讲授水力学、水文学等课程,其深厚的学术功底让学生们敬佩不已,后来卓有成就的水利专家林秉南、谭靖夷、王三一等都出自范治纶的门下。此外,范治纶著述颇丰,其编著的《工程水力学简明教程》和《水力学》曾长期作为我国高等学校的水力学教材,影响了几代水利学子。

先辈的言传身教让范家子孙皆领受“宽仁”二字的要义:为学,秉承传统,勤勉踏实;为人,位高不倨,功成不居。

“兄弟皆院士”

在祖、父的影响下,维唐、维澄兄弟二人读书刻苦,后来成为“兄弟院士”,被传为美谈。

范维唐小时就在书香之门的耳濡目染下聪慧过人,小学时跳过级,而且还在学习之余主动思考一些自然科学问题,对万物都有揭示其“奥秘”的好奇心。幼年时的范维唐身体较弱,进入中学后,开始重视体育锻炼,成为一名“运动健将”,曾经获得唐山市中学生游泳比赛冠军。直到在煤炭工业部工作后,范维唐的游泳技艺依旧十分出众,北戴河的水面上让好几个年轻小伙子都追赶不及。

范维唐的弟弟范维澄小兄长8岁,自小也刻苦学习,考入中国科学技术大学近代力学系,后来当选为中国工程院院士,成为火灾科学与安全工程领域的顶级专家,是我国该学科的开拓者之一。而范家“兄弟院士”的传奇经历也被传为美谈。

除了“兄弟院士”,范维唐的表兄涂光炽是我国著名的地质学家、矿床学家和地球化学家,是一名中国科学院院士,良好的家风铸就了“院士家庭”的传奇。

“钢院求学路”

范维唐虽从小生活在书香门第,但华夏大地承受的苦痛和日寇的残暴侵略深深刺痛了他。饱读诗书的范维唐自小就萌生了“工业救国”的远大理想。1952年9月,怀揣梦想的范维唐报考了刚刚成立的北京钢铁工业学院采矿系,开始了“矿业兴邦”的人生。

钢铁学院是新中国为振兴钢铁工业建立的高等学府,前身为北洋大学、唐山交通大学等6所名校的矿冶系,因此其“实事求是”的严谨学风和实践传统对范维唐影响深刻。建校伊始,因为校舍建设原因,钢院借住清华大学办公、教学,清华园中八大学院“比学赶帮超”的学习氛围让刚刚进入大学的范维唐全心投入专业课程的学习,脑中只有“矿业兴邦”的远大志向。待到大学第二年,范维唐和同学们回到刚刚竣工的钢院校园,虽然条件十分艰苦,但是抵挡不住他们高涨的学习热情。为了心中的远大理想,范维唐和同学们每日“朝六晚十”,没有课桌就自造“课板”,没有电灯就自备“洋蜡”,没有教材就自编“讲义”,用忘我的学习热情将采矿学的精华和要义牢牢掌握住。此外,钢院建校伊始就将“实践教学”作为重要的教学环节,范维唐和同学们跟随老师到全国各地的采矿工地进行现场教学,向实践学习,向工人师傅学习,在生产现场夯实了所学的理论知识,为后来的工作奠定了坚实的基础。

钢铁学院的体育传统对范维唐影响甚大。钢铁学院借住清华园时,每日实行“强迫运动”,范维唐和同学们一起出来跑步、打球。酷爱游泳的范维唐还经常约上几名好友于课余时间在泳池比拼,劈波斩浪的他总能拔得头筹。在范维唐的记忆里,体育精神也自钢院得到启蒙,在清华园时学校曾经请马约翰为全校学生作报告,坐在台下的范维唐深刻地记下了马先生对于体育精神的理解,“体育的功效,最重要在培养人格,补充教育的不足,教你们怎样保护身体,照顾自己,培养一种‘干!干!干!’的精神,强调一种‘坚持到底,决不放弃’的精神。”在马先生的引领下,范维唐此后一直坚持体育锻炼,同时还将马先生“干!干!干!”的体育精神要义带入到工作中,坚持到底,永不放弃,成就了一番事业。

大学毕业后,范维唐又进行了外语及业务的进修,于1959年10月被选送到苏联莫斯科矿业学院进修。

奠基矿业,灿烂炳焕

20世纪60—80年代,范维唐从技术员做起,历经工程师、课题组长、室主任、总工程师等岗位变迁,始终扎根采矿行业一线,为我国采矿机械化发展做出了卓越的贡献。

扎根“采矿场”

1959年,范维唐踏上了苏联留学的道路。在莫斯科矿业学院,范维唐看到了世界上先进的采矿理论,更加投入地汲取营养,力争早日学成归国,为国效力。有了理论的指导,范维唐深入苏联各地的采矿现场考察、学习,积累矿场开发的宝贵经验,认真思考采矿学的实践应用和工业指导。三年时间,范维唐就学有所成,他将自己对于采矿工艺的学习成果发表于论文《论主要水平巷道的稳定性及支架与围岩的相互作用》中,文章阐明了巷道的稳定性及巷道支护与围岩相互作用的规律,这个规律后来被苏联顿巴斯等矿区的生产实践所证实,取得了可观的经济价值和广阔的应用前景。1963年4月,范维唐获得苏联技术科学副博士学位。

1963年9月,回国的范维唐走进北京煤炭科学研究院开采所,从一名技术员做起,正式开启了自己的“采矿生涯”。20世纪60年代中期,作为一名工程技术人员,他经常深入现场,每年在煤矿一线的时间达10个月之久。他在阜新矿区等煤矿现场主要从事缓倾斜特厚煤层及近距煤层条件下底板巷道受采动影响规律的研究,着重分析了缓倾斜特厚煤层全部冒落分层下行开采法、水砂充填上行分层开采法等,在国内首次进行了碹体巷道矿压显现的实测,提出了底板岩石巷道的合理布置方法,对生产实践具有指导意义。同时他还参加了采煤工作面矿压的研究工作,在对采煤工作面矿压显现参数进行实测的基础上,取得了我国主要矿区矿压显现规律的认识。

扎根“采矿场”的这段经历,使得范维唐的业务能力得到了提高,从而逐渐走上了工程师、课题组长等技术领导工作的岗位。

开拓“机械化”

20世纪70—80年代中期,正值我国大力发展采煤机械化的时期。此时已走上煤科总院领导岗位的范维唐,作为采煤机械化科技攻关的技术总负责人,为采煤机械化立足于自主开发并进一步发展奠定了坚实的基础,有力地推动了我国采煤机械化的快速发展。

20世纪70年代初,我国煤炭工业基本处于笨重、原始的手工作业水平。技术装备十分落后,效率极其低下,安全性差,极大地制约着煤炭工业的发展。煤炭工业的根本出路在于机械化,经过可行性论证和反复讨论,燃化部领导下定决心要走采煤机械化的道路,这个艰巨的任务降临到了刚刚担任煤科总院总工程师的范维唐肩上。

身担千钧重任的范维唐深知“机械化”是一场“必须打赢的硬仗”,于是广泛借鉴发达产煤国家的经验,结合我国的具体情况,与广大科技人员共同研究。经过充分的研讨和论证,他们提出了以综合机械化作为采煤机械化技术主攻方向的思路,同时以液压支架为综采技术的突破口,拉开了我国采煤“机械化”的大幕。

1972年初,在康世恩、贺秉章等老同志的领导下,范维唐和他的团队开展了大规模的采煤综合机械化的攻关会战。作为攻关会战的技术负责人,他与有关科研、高校、煤矿、机械制造厂等近百个单位的科技人员和职工通力合作,经过几年艰苦努力,突破了液压支架的技术难关,而后又相继组织了与液压支架相配套的采煤机、运输机、可伸缩皮带机及防爆电器设备的技术攻关,并逐步使之标准化、系列化,实现了综采设备的国产化,产生了巨大的效益。随着生产、技术的发展,1999年我国国有重点煤矿已有241个综采工作面,产煤量近2亿吨,占国有重点煤矿产量的51.7%,工效为炮采的5—6倍,基本解决了安全事故,并有71个综采队年产逾百万吨,最高年产500万吨以上,达到世界先进水平,其中液压支架等设备已出口到美国、俄罗斯、土耳其、印度等国。

另外,范维唐领导的技术团队根据支架与顶底板相互作用关系,在分析研究国际发展趋势的基础上,提出应以“掩护式”作为我国液压支架的基本型式,并组织研制开发了掩护式支架,经不断改进提高,已大面积推广使用。目前在籍的200多套液压支架中,80%以上为掩护式液压支架。实践证明,此种架型的各种力学性能与结构特征能适应我国大多数综采工作面高产高效的要求。

在此基础上,这支技术团队还根据我国煤矿大量采煤矿山压力显现的特点,特别是没有明显周期来压威胁的特征,考虑到现有生产矿井平均生产能力在60万吨左右的情况,于20世纪80年代初提出并主持开发了具有我国特色的经济型综采设备。这套设备生产能力适中、可靠性高、重量轻、操作方便、总体性能好、成本比一般设备便宜近40%。目前已推广应用30套,除在北方一些煤矿应用外,成为我国南方煤矿采用的主要综采型式。

为适应煤矿不同的生产地质条件和对技术装备不同层次的要求,范维唐团队从70年代中期还组织开发了以单体液压支柱为主配套的经济实惠的采煤机械化技术与装备,即“高档普采”,现已广泛推广应用,1999年产煤达7436万吨,占国有重点煤矿产量的19.27%,工效比普采提高50%,目前正作为主要的技术装备改造地方国有煤矿。

范维唐的贡献还在于关键技术难关的攻克。长久以来,我国大同等矿区由于煤层顶板十分坚硬,开采中顶板大面积悬而不冒,初期来压和周期来压剧烈,严重威胁安全生产,长期得不到解决。过去采用刀柱采煤法,资源回收率和效率很低,劳动强度大。20世纪70年代,根据坚硬顶板矿山压力的显现特点,范维唐与大同矿务局一起组织改刀柱采煤法为长壁采煤法的工业性试验,用强制冒落顶板(强制爆破及注水软化)和强力支护(支架高支护能力、抗冲击大流量安全阀)的技术途径控制坚硬顶板的来压。经过无数次的试验,终于攻克了这一难关,实现了坚硬顶板条件下的综采,使大同矿务局的生产面貌发生了根本性的变化,目前综合机械化采煤程度已达到94%。

另外,范维唐在采煤机械化技术攻关中提出并坚持了“先元部件后整机、先实验室后现场、先地上后井下”的研究开发程序,始终把基础工作放在首位,不断提高自主开发能力。为此,他主持建立了液压支架、采煤机、运输机等10个现代化的测试系统和由29个试验室组成的采煤机械化测试中心,使我国成为当时世界著名采煤机械化测试中心(德国、英国、苏联、中国)之一,为今后采煤机械化的进一步发展奠定了开发与创新的基础。

范维唐团队的艰苦努力彻底改变了中国煤炭生产技术的落后面貌,他也由此成为我国煤矿综合机械化开采技术的开拓者之一。

谋划战略,灿若图绣

20世纪80年代开始,范维唐先后担任煤炭工业部总工程师兼技术咨询委员会主任、煤炭工业部副部长、中国煤炭学会理事长、中国煤炭协会会长等职务,在更大的平台上谋划能源发展战略,助推国民经济发展。

抓科技力量

1988年,范维唐调部工作后将工作重点转移到煤炭行业的宏观科技管理上,但仍极为重视包括采煤机械化在内的一系列重大课题的研究开发、中试、推广工作,经常为协调、解决重大科技问题奔走于科研院所、大专院校和矿山企业。

科学技术是第一生产力。在发展社会主义市场经济的新形势下,如何建立适应市场经济的煤炭科技进步运行机制?如何深化科研改革,推动科技与经济建设紧密结合,促进煤炭企业更好更快地发展?这些问题成为摆在范维唐面前的又一个挑战。范维唐认为,煤炭工业的发展必须依靠科技进步的力量:“科技进步是煤炭工业发展的必由之路,特别是在当前煤炭企业刚刚走向市场,许多煤矿面临重重困难的情况下,我们绝不可动摇依靠科技进步的决心和信心。越是困难时期,越要紧紧抓住科技第一生产力,向科技进步要生存、求发展,依靠科技进步提高产品质量,提高竞争能力。”

工作中,范维唐高度重视技术与经济的紧密结合,强调要把各项有广泛应用前景的科技成果进行移植和二次开发,使之成龙配套,形成规模效益,如炮采新工艺、菱形网技术、“三小”光爆锚喷技术、矿车轮对等的推广应用,使煤炭企业取得了很大经济效益,推动了煤炭工业的技术进步和企业竞争能力的提高。

除此之外,作为工程技术专家和煤炭工业部副部长,范维唐的工作紧张而多样:主持制定了“六五”至“九五”煤炭科技发展规划,为煤炭科技发展明确了目标,提出了方向;在担任煤炭工业技术咨询委员会主任期间,主持了“煤炭工业技术政策”等重大项目的咨询研究,被亚洲开发银行聘为亚行注册咨询专家、波兰科学院名誉院士;在百忙的工作中,兼任中国煤炭学会理事长、中国科协工程学会联合会主席、世界采矿大会副主席等职;在国内外一些主要矿业技术刊物上及国际国内重要技术会议上发表论文,并主持了一些国际技术会议。

谋能源战略

近年来,范维唐从中国国情出发,提出了要实施中国可持续发展能源战略,必须要提倡科学引导能源的需求与消费,切实把节能放到更加突出的地位,引导国民经济走上资源节约型道路,做到需求合理,消费适度,大幅度减少能源需求总量;必须优化经济结构,引导国民经济走上质量效益型发展道路,大幅度降低能源强度(单位产值能耗);必须开发和采用先进的能源技术,提高能效、优化能源结构,搞好一次能源转化,保障能源安全和保护环境。他组织参加了“中国可持续发展能源战略研究”、“先进能源技术产业化研究”、“中国后续能源研究”以及“减排SO2合理技术经济途径及其综合效益评估”等项目,提出的许多意见,受到有关政府部门的重视和采纳。

范维唐还积极倡导发展洁净煤技术,并从中国国情出发,阐述了洁净煤技术在中国的特殊重要性。他说,世界上用煤最多的发达国家是美国,但美国环境很好,这表明,并不是煤炭在利用中注定要造成严重污染,而是人们没有科学地用煤。他强调,从储量上讲,煤炭是最可靠的能源,从经济上讲,煤炭是最廉价的能源,从环境上讲,煤炭是可以洁净利用的能源。他还提出,中国洁净煤技术计划应覆盖煤炭开发、利用的全过程,包括煤的洗选、加工技术、高效洁净煤技术、转化技术及污染控制技术等。他主持了第一次全国洁净煤技术研讨会,促进了洁净煤技术发展纲要的起草及实施,并主持了由中国主办的国际洁净煤技术研讨会。他认为发展高效、洁净的燃煤发电技术,发展煤炭液化、气化是优化终端能源结构和解决能源安全问题的有效途径。范维唐说,未来半个世纪内,中国不能没有煤炭,中国煤炭工业不是夕阳工业,洁净煤技术是通向未来能源洁净、高效、永续利用的桥梁。

回忆起自己的矿业人生,范维唐如细数家常:“三十多年前大同矿务局曾发生过坚硬顶板大面积垮落,强大的冲击波造成了矿工的巨大伤亡。部长要我去调查研究,提出解决的技术措施。我清楚地意识到,只有彻底改变刀柱采煤方法,才能解决问题。为此,必须采用大吨位、抗冲击的液压支架和采取强制爆破及顶板软化的技术措施。广大职工迫切的需要和期盼,使我意识到自己的责任。”他深情地说,“三十多年过去了,过去的需求和期盼已经实现。但是,需求永无止境,科技进步永不会停顿,需求就是给我们下达的命令,也是鞭策我们努力拼搏、创新和奉献的动力。”

为人至真,灿似云锦

范维唐业务精深,为中国矿业发展做出了卓越贡献。生活中的范维唐更是至真至善,堪当为人称颂的典范。

严于学术,宽以待人

生活中的范维唐爱好广泛,颇有情趣。除了在钢院磨炼出的健康体魄以外,范维唐爱好音乐,精通音律,歌喉十分了得,擅长演唱。

范维唐精通多门外语,尤其俄语、德语、英语的水平不凡,出国时从不需要带翻译,有时甚至可以给其他翻译“挑错”。范维唐在主管煤炭工业部科技情报研究所工作的时候,他熟练的俄语派上了大用场,帮助我国和俄罗斯、波兰、德国等国家建立联系,打开了煤炭业外联、合作的新局面。此外,中美建交前,两国煤炭上的贸易关系甚密,当年“乒乓外交”的促成也有“煤炭外交”的功劳,其中范维唐出众的英语水平发挥了重要作用。

范维唐对学术业务要求极为严苛。1996年1月19日,时任中共中央总书记江泽民带队考察煤炭工业发展情况,范维唐作为主汇报人出席,他的部下煤炭工业部科技情报研究所副所长孙茂远也陪同参加。会上,江总书记询问美国目前煤矿事故死亡率,孙茂远流利地报出1995年美国煤矿百万吨死亡率为0.0417%的精确数据,并分析对比了中美两国的煤炭发展情况,为中央决策提供了重要参考。之所以能在会上即刻报出准确数据,得益于范维唐的严格要求,孙茂远回忆:“范部长之前要求我们认真准备,一些具体数据必须信手拈来,甚至还多次检查我们的准备情况,所以我们才能对重要信息谙熟于心。”

范维唐的“宽仁”也让同事、朋友们广为称颂。担任领导职务后,范维唐对后辈竭力培养和提携,孙茂远对此十分难忘。1994年,孙茂远因为突出的工作成绩申请评选正教授,但是评审时有人质疑他的学历和资格,认为“工农兵学员”不具备申请的资格。之前和孙茂远没有任何个人交情的范维唐此时发表了意见:“评审教授不能唯学历论。例如跳高运动,两米是优秀的标准线,有个运动员他有能力跳过两米,但是你说他姿势不对,那他就不算是优秀的运动员了吗?我还是希望大家看材料,看候选人的实际成果,以能力和业绩决定一切。”在范维唐的秉公建议下,孙茂远凭借出色的工作业绩无可争议地当选为正教授,有机会在更大的平台上为煤炭行业贡献力量。

夫妻恩爱,教子有方

范维唐有一个美满幸福的家庭。她和爱人李硕在钢院结识,后来李硕一直在学校工作了19年,两个人一同见证了钢铁学院的成长和发展。年轻时候,范维唐和李硕都可谓一表人才,亲朋好友们都说他们俩“男才女貌”,他们当年的结婚照还用作中国照相馆的展览照片,一直在大橱窗里面展示。后来,李硕因患脑血栓而卧床,工作繁忙的范维唐坚持在爱人身边坚守、照顾,十六载光阴,他放弃了所有疗养和休假机会,耐心陪伴爱人,成为了众所周知、名副其实的“模范丈夫”。

夫妻的相敬如宾给孩子以无形的教育。在儿子范晓冲的印象中,“父亲的教育非常开明,要求我们好好读书,非常严厉,在我们参加工作后还要求我们不能打他的旗号,所以我的同事都不知道我的家庭情况。”他还说,“父亲对我们的关爱也无微不至,小时候每个周末都会带我们去公园爬山、划船,长大后也一直是我们的慈父,对我们自己的生活十分关心。”让范维唐欣慰的是,孩子们都小有所成,如今已成为社会的栋梁之才。

鄂城少杰,遍学中外;家门鼎盛,人才辈出;潜心矿业,孜孜不倦;宽宏待人,情深义重。范维唐先生为学,天资过人,勤勉刻苦;为研,著书立说,名扬中外;为人,朴实宽厚,心善为训。先生之学者气质,大家风范,润物于无声,感染代代人。

在范维唐的努力下,乌金为国民经济的发展燃烧放热、强力助推,而先生也如乌金一般于无华中孕育价值,绽放出灿烂夺目的光辉。