周世寧 -中國工程院院士、中國礦業大學教授

周世寧

中國工程院院士、中國礦業大學教授
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周世寧,我國著名礦井瓦斯防治專家,中國煤礦瓦斯學科的開拓者和主要奠基人之一,中國工程院院士中國礦業大學教授、博士生導師。首次提出煤礦瓦斯地質的八項基本因素;建立了"煤層瓦斯流動理論"體系;提出了"煤層瓦斯應力場"的概念,首次提出煤層是由煤粒和裂隙組成;創造性地提出了"煤和瓦斯突出的流變假說";發明的"膠圈-壓力黏液封孔測定煤層瓦斯壓力的裝置",結束了全世界因漏氣測定瓦斯壓力不準的歷史,1999年當選中國工程院院士。同名周世寧的有中國航空汽車工業有限公司副總裁等。

  • 中文名稱
    周世寧
  • 出生地
    江蘇揚州市
  • 出生日期
    1934.01.12
  • 職業
    著名礦井瓦斯防治專家
  • 畢業院校
    復旦大學、中國礦業學院(天津)
  • 學術任職
    中國礦業大學教授、博士生導師
  • 1999當選
    中國工程院院士
  • 個人座右銘
    “學而優則用,學而優則創”

​簡歷

周世寧,男,中國礦業大學教授,華北科技學院安全工程學院名譽院長,著名礦井瓦斯防治專家。

周世寧 院士周世寧 院士

教授,博士生導師,中國工程院院士

1934年1月12日,出生于江蘇省揚州市左衛街。

1950-1953年,1950年在復旦大學化學系學習,後轉入天津的中國礦業學院學習。

1953年,畢業後留校任教,在中國礦業大學工作至今。

1999年12月,當選中國工程院院士。

現任:中國工程院院士,中國礦業大學安全工程學院教授、博士生導師,華北科技學院安全工程學院院長。

學術兼職

中國煤炭工業技術委員會常務委員;

全國高等學校地礦學科第一屆教學指導委員會主任;

澳大利亞新南威爾士大學客座教授;

澳大利亞Wollongong大學客座教授。

學術成果

座 右 銘

周世寧以"學而優則用,學而優則創"(著名數學家華羅庚的這句題詞至今仍在礦大的校園內)作為自己一直以來的座右銘。

周世寧 院士周世寧 院士

學科方向

安全工程,長期從事礦井瓦斯防治的科學研究工作。

科研成就

長期從事礦井瓦斯防治的科學研究工作,在瓦斯流動理論、煤層瓦斯壓力和透氣系數等參數測定技術、實驗研究和生產套用等方面都有許多發明和創造。

發明的"膠圈-壓力粘液封孔測定煤層瓦斯壓力技術及裝置"獲1986年國家發明獎三等獎。

他建立了以Darcy定律為基礎的對煤層有強吸附作用的瓦斯流動微分方程。

在實驗室進行瓦斯流動的物理模擬試驗,並套用相似理論將實驗結果以相似準數的形式導出通用的單向、徑向和球向不穩定流動瓦斯涌出量計算公式,獲1993年國家自然科學獎四等獎。

"煤層透氣系數測定方法"和"預抽煤層瓦斯防止突出"兩項技術,均獲1983年原煤炭工業部科技進步獎一等獎。

開創性地建立了我國煤層瓦斯地質、流動理論、瓦斯預測和抽放以及煤和瓦斯突出防治的學科體系,他是該理論體系的奠基人。

建立的煤層瓦斯流動理論體系,從本質上闡明了煤礦中的瓦斯來源及賦存條件,他將瓦斯流動理論推進到了固、氣耦合的新階段。

發明的"膠圈-壓力粘液封孔測定煤層瓦斯壓力技術及裝置"獲1986年國家發明獎三等獎。

他長期在瓦斯災害嚴重的礦井中從事瓦斯防治工程,為減少瓦斯災害做出了重大貢獻。

瓦斯事故

瓦斯事故是煤礦中最嚴重的災害,全世界又以中國最為嚴重,為獲取瓦斯研究中所需要的第一手資料,周世寧先後到撫順、北票、陽泉、焦作等煤礦,深入現場,進行了詳細而系統的研究。終于在1963年首先提出了影響煤層原始瓦斯含量的八項地質因素,這成為瓦斯地質科學的基礎。

周世寧 院士周世寧 院士

20世紀50年代初期,對煤層瓦斯流動理論全世界還沒有這方面的著作,隻有地下水力學對水、石油、天然氣在砂岩地層中的流動有系統的論述。

與瓦斯在煤層中的流動相比,水、石油和天然氣等流體與通過的孔隙介質無關。而瓦斯對煤層有很強的吸附性,1t煤中可含數十立方米的瓦斯,其中百分之九十以上處于吸附狀態,吸附瓦斯是以固體狀態存在于煤的孔隙表面,能造成煤體膨脹影響煤層的內應力和滲透性,因此要想將地下水力學套用到煤層瓦斯流動理論,必須將煤對瓦斯的吸附性導入滲流理論的達西定律,這也是周世寧的創新之處。

科研詳細經歷

周世寧在實驗室中建立了單向和徑向流動的模型,其中充滿煤粉,預先用穩定流動測出其透氣系數。然後在充入一定壓力的瓦斯後突然開啟,測定流動場內瓦斯壓力和流量隨時間的變化。這種物理模擬的實驗方法隻能測出在某一特定條件下的流動狀況,而不能得到一般的普遍規律.周世寧又借助于相似理論,從微分方程中導出瓦斯壓力、流量和流動時間的相似準數,再將測定的實驗結果代入到各個準數中,將各準數的關系畫成曲線,再將曲線分段用代數方程表達。由于相似準數是無因次的,這樣就從一個具體的瓦斯流動實驗資料中抽象出通用的瓦斯流動普遍規律,這是瓦斯學科建設中的重大進展。

對煤層瓦斯流動方程的建立,實驗室的物理模擬試驗以及實驗資料的處理,在全世界都是首次,這一系列工作是在1963年以前完成的,它奠定了煤層瓦斯流動理論體系的基礎。

20世紀70年代周世寧在四川天府煤礦從事遠距離解放層解放效果的考察,在實測中發現煤層抽瓦斯後,煤體存在明顯的收縮效應,使煤體內裂隙增加,應力降低,煤層透氣系數增大,煤質變硬,強度增大。這是一個很重要的發現,它破除了瓦斯壓力、地應力、透氣系數、煤強度,這四者是相互無關的傳統概念。

在實驗室詳細測定了彼此的關系之後,再補充到原有的瓦斯流動方程中,這樣就將煤層瓦斯流動理論推進到固氣耦合的新階段。目前這一認識已為全世界瓦斯學者所認可,這是瓦斯流動理論的重大進展,也是周世寧從事瓦斯學科研究工作以來最重要的發現。

周世寧與何學秋博士在實驗室對含瓦斯煤的流變性進行了長時間的考察,在全世界首次測得含瓦斯煤的流變性能曲線,得到了許多新的認識,煤礦中存在的最危險的延期突出現象,就是煤體流變性的一種表現。根據實驗結果,提出了"煤和瓦斯突出的流變假說",為煤和瓦斯突出的防治提供了新的思路,屬世界的首創。

測定煤層瓦斯參數

在煤層瓦斯流動場中,透氣系數相當于電阻,瓦斯壓力相當與電壓,它的測定也是非常重要的。然而全世界多年來都沿用水文地質界對岩樣的測定方法,從煤層中取出煤芯,在實驗室的滲透儀上進行測定。周世寧發明的單孔流量測定煤層透氣系數法,1978年被煤炭部定為部頒標準方法,由于該方法簡單易行,受到了國內外有關學者的好評。

註重創新思維的訓練

周世寧在長期的科研實踐中認識到,最重要的是具有創新思維方法。他認為一個人的能力應當是知識水準、分析能力、經驗和實際套用技巧的綜合,絕不是多念幾年書就能代表的。創新是人的潛能,大多數人都能在不同的崗位上做出創新的成績。而激發人的創新潛能,就需要進行創新教育,培養創新貭素。

他認為創新人才的貭素應當具有下列六個方面:堅定的自信;深厚的理論基礎和廣博的知識面;強烈的創新願望;良好的分析能力和實踐技能;掌握正確的研究方法;健全的體魄和堅強的心理承受能力。

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其中人的自信作為貭素的首要品質,從某種意義上講,創新是個人行為,能不能成功,要看實踐的結果,這裏充滿風險和困難,創新者必須對自己的選擇和決定具有堅定的信心,才能開始進行研究工作。同時創新者必須要有強烈的創新願望,時刻註意周圍的新技術、新工藝和新事物,千方百計把它套用到工作中來。所以,要勤奮學習,善于思考,勇于實踐。創新的想法必須建立在科學的基礎上,特別是原始創新是建立在深厚的基本理論之上的,所以深入學習很重要,要做到學深學透,一旦真正掌握了理論,它就會顯示出強大的力量,取得事先難于想像的好結果。他認為,好的學習方法是:第一,恭恭敬敬地聽講、看書,努力弄懂理論的由來和立論的依據以及它的適用條件;第二,千方百計地找毛病,來推翻它,深化對它的理解和認識;第三,在不能否定它之後,就堅定地相信它,在任何情況下都不動搖,並且在實踐中恭恭敬敬地套用。周世寧將這種學習方法總結為"R-S-R"學習方法,即From Respect to Suspect,From Suspect to Respect,從尊敬到質疑,從質疑到尊敬。

對創新者來說,強烈的創新願望是發現問題和提出問題的前提。創新人才的重要品質在于時刻關註周圍的新事物和技術進步。他們要不斷地學習、不斷地探索這些新事物和新技術,是否可以引用到自己的工作中來,或者把它用到另一個領域。創新的研究方法多種多樣,但思路基本上是相同的。首先,要明確創新研究的目標和要求,然後選擇技術途徑。其次,用極限判別法分析各個因素的地位和作用。確定技術關鍵和關鍵因素,及其解決方案。第三,進行簡單的定性試驗,看看設計思想是否對路,有沒有重大的錯誤。第四,進行小型的定量試驗,進一步審查設計中有沒有問題,然後加以總結。最後,完善現有的實驗方案和系統,再將成果套用于實際。再推廣研究成果,擴展其套用領域。

周世寧在繁忙的工作之餘,還在上海交通大學、南京航空航天大學、南京師範大學、中國礦業大學在內的20餘所大學進行了創新思維方法的講座。他的講座語言精彩、嚴密而詼諧,結合自己的科研歷程,深入淺出地講述在科學研究工作中創新思維的方法和原則,在聽眾中引起很大反響,推動了中國科技界的創新活動。2005年元旦期間,周世寧應邀參加由溫家寶總理在元旦晚上召開的煤礦安全生產工作座談會。在這次座談會上,周世寧集中把自己多年來對于煤礦瓦斯災害的研究成果和看法向總理作了詳細的匯報。2005年1月2日下午,在回京的專機上,溫總理特地約請周世寧院士等到總理座艙談話。周世寧院士又向溫總理匯報了煤礦安全和瓦斯災害的一些情況,特別談到中國礦業大學在辦學中存在的困難,以及這一領域人才匱乏的問題。溫總理細心地聽取了周世寧院士的匯報,勉勵礦大要辦出特色、提高水準,要精、要高。

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主要學術論著

1、周世寧,孫輯正.煤層瓦斯流動理論及套用,煤炭學報,1965,2(1):24-37;

2、周世寧.用線性相似材料模擬非線性穩定現象的方法,煤炭學報,1965,2(2);

3、周世寧.水力壓裂抽放瓦斯的理論分析,中國礦業學院學報,1979,(3):53-58;

4、周世寧.電子電腦在研究煤層瓦斯流動理論的套用,煤炭學報,1983,(2):30-35;

5、周世寧.煤層透氣系數的測定和計算,中國礦業學院學報,1980,(1):1-6;

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6、Zhou S. N. Some basic characteristics of mine ventilation networks. International Journal of Mining Engineering, 1984. 2. England;

7、Zhou S. N. Gas-coal dynamic phenomena in China, Queensland government mining journal, July 1985. Australia;

8、周世寧,何學秋.煤與瓦斯突出機理的流變假說,中國礦業大學學報,1990,19(2):1-7;

9、周世寧.瓦斯在煤層中的流動機理,煤炭學報1990,15(1):14-24;

10、周世寧,俞啓香,華安增,汪泰葵.煤和瓦斯突出的防治.北京:煤炭工業出版社,1979;

11、周世寧,林柏泉.煤層瓦斯賦存與流動理論.北京:煤炭工業出版社,1998。

榮譽稱號

1986年,獲得了全國優秀科技工作者稱號和全國"五一"勞動獎章;

1999年,當選為中國工程院院士;

1979年10月,在前南斯拉夫召開的第18屆國際採礦安全大會任執行副主席;

1998年9月,亞洲和太平洋煤炭開採技術國際討論會執行主席(日本東京)。

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