【人物特写】从一句“加强支护”开始——记中国恩菲岩土工程师张杰

2026年09月01日 10:22 1748次浏览 来源:   分类: 稀有稀土   作者:

张杰,2023年于北京科技大学获得博士学位后,入职中国恩菲工程技术有限公司(以下简称“中国恩菲”)。三载躬耕矿山岩土工程一线,他先后参与沙坪沟钼矿、槐树坪金矿、西鞍山铁矿等多项矿山设计项目,在高应力围岩控制、采场结构优化、采动灾害预警等关键技术领域持续积累、不断成长。从博士后课题研究到五矿青年基金项目,他始终瞄准深部矿山岩体力学前沿难题,坚持以工程现场为科研的第一阵地,在一次次建模、计算与复核中锤炼专业功底,以沉心钻研的笃定姿态,践行着新时代青年科技工作者的责任与担当。

很多科研故事,并非始于实验室里的灵光一现。对张杰而言,最早让他真切感受到“科研就在工程现场”的,是一份矿山工程资料中一句极为寻常的话:“碎裂异常区,建议加强支护”。

科研是在工程中“钻牛角尖”

那是他入职不久后,参与西鞍山铁矿项目时遇到的情形。2023年2月,张杰进入中国有色博士后科研工作站,同时入职中国恩菲,成为一名岩土工程师。初到岗位,他便跟随团队投入重要矿山项目,图纸、地质资料、岩体参数、支护方案,一份份资料摆在他面前。

对矿山工程人员而言,“加强支护”并不陌生,岩体破碎、风险增大,设计上自然要采取更稳妥的支护措施。但真正落到工程设计中,“加强”并非一个可直接执行的参数,而是需具体化为锚杆间距、锚固长度、支护组合、施工条件和成本控制等要素。若仅简单地将参数取大,表面上看更为安全,实际却可能造成过度设计;若判断不充分,又可能给后续施工和运营埋下隐患。张杰意识到,这句话背后隐藏着诸多尚待澄清的问题。他没有急于下结论,而是将疑问带回计算模型中。

那段时间,白天他与项目组同事一起梳理现场踏勘资料、核对图纸、讨论方案;夜晚,当办公室安静下来,他仍常坐在电脑前,与FLAC3D软件的计算模型“较劲”。屏幕上是被不断拆分、赋值、计算的矿山空间,桌面上则摊着地质报告、参数表和修改记录。建模虽是相对明确的软件操作,但真正的难点在于如何将复杂的现场条件转化为一个相对可信的工程模型。

岩体参数不能凭感觉选取,碎裂异常区也不能简单圈定。边界条件如何设置,支护构件怎样模拟,不同参数组合下结果为何变化——这些问题都需要反复核对。有时一个参数的微调,就会引起围岩位移和塑性区范围的明显改变;有时计算结果看似合理,回到现场施工条件中却未必适用。遇到此类情况,张杰只能不断回归原始资料和项目约束,重新校核模型,再次核实参数。

在团队确定的总体思路下,他反复试算了多种支护方案,将不同锚杆间距、不同锚固长度以及不同支护形式的组合,逐一放入模型中比较。计算结果不仅是报告中的云图和曲线,更对应着现场支护方案能否有效控制围岩变形、是否便于施工、是否存在不必要的保守设计。最终,相关技术分析成果为项目支护参数优化提供了依据。

正是这次经历,让他对科研与工程之间的关系有了更切身的理解。数值仿真并非为了多生成几张图,也不是为了让报告显得更复杂,而是帮助工程人员将原本模糊的判断逐步转化为清晰的认识。

在项目和模型间“穿针引线”

此后,张杰在项目中越来越多地围绕仿真技术开展工作。他在不同项目和学习过程中持续接触、消化并应用各类软件。工具掌握得越来越多,但他做事的内核却愈发简明——真正重要的不是学会多少种软件,而是如何将工具用到具体工程问题上,如何通过模型回答项目真正关切的问题。

在参与安徽金沙钼业有限公司沙坪沟钼矿项目时,他面对的是超大规模地下采场稳定性问题。采场尺度大,开采条件复杂,不同开采顺序下围岩应力如何调整、哪些部位可能出现集中变形、支护与采矿方案如何协调,均需通过计算分析加以判断。一个模型从建立到可用于分析,中间要经历资料整理、几何简化、参数选取、工况设置、计算校核和结果解释等多个环节。而模型跑出的结果,也只是工作的一部分,更关键的是判断这些结果是否符合工程逻辑,能否转化为项目可用的技术依据。

在河南槐树坪金矿项目中,张杰参与开展了地下开采对地表重要设施影响的分析。与巷道支护不同,此类问题尺度更大,关注点从地下围岩转向采动影响向地表的传递。沉降预测、安全边界和影响范围,均需在模型结果、地质条件和工程保护要求之间反复权衡。项目变了,问题变了,但张杰的工作方式未变,他先将现场问题拆解,再回到资料和模型中逐项校核,最后将计算结果转化为设计和论证可用的依据。

课题背后的“我再算一下”

知其然,亦要知其所以然。张杰将研发成果应用于工程,也深挖研发机理。遇到拿不准的问题,他常说的是“我再算一下”“这个参数我再核一遍”“这个结果还要和资料对一下”。这些话听起来平常,却很贴近科研一线工作的真实状态。多数时候,科研并非一个漂亮的概念,而是现实中一次次的参数复核、一张张重新生成的计算云图,以及一个个反复修改的模型版本。

2023—2024年,张杰开展博士后课题——高应力碎裂岩体支护理论及方法应用研究,探索的正是他在项目中反复遇到的问题。深部矿山中,高地应力与破碎岩体叠加后,巷道易出现大变形,支护结构也面临较复杂的受力状态。现场虽能判断何处支护困难,但为何困难、如何支护、参数如何确定,却往往难以说清。

在课题研究中,张杰尝试将工程现象进一步转化为科研问题。他围绕高应力碎裂岩体开挖后的变形破坏机制、围岩与支护结构的共同承载关系、支护参数定量化分析方法等内容,结合理论分析、数值模拟和工程案例开展研究。项目中的经验为课题提供了问题来源,课题中的研究又反过来帮助他更系统地理解工程现场。这样的积累日常而琐碎,却使他逐渐形成了自己的技术方向。

2023—2024年,张杰在站期间圆满完成博士后课题,出站考核获评“优秀”。两年间,他以第一作者或通讯作者发表SCI及核心期刊论文5篇,申请国家专利7项、已获授权3项,并作为主要参与者获得行业协会科技奖励。2026年初,张杰申报的关于“循环冲击荷载下节理岩体”的相关研究项目,获得中国五矿集团有限公司青年科技基金资助。该研究并非一次突然转向,而是前期工作过程中自然延伸出的新问题。

在以往的项目和博士后研究中,他更多关注高应力、碎裂岩体和支护问题。但矿山现场并不只有静态条件,开采过程中,岩体还会受到爆破、机械扰动等循环动力作用影响。对于节理裂隙发育的岩体而言,静载与动载叠加后的损伤演化更为复杂,也更接近真实生产条件。张杰希望在已有仿真分析和工程案例积累的基础上,继续深入挖掘这一问题。

中国五矿集团有限公司青年科技基金的资助,既是对他前期技术积累的认可,也意味着新任务的开始。张杰很清楚,基金项目不是一个成果标签,而是一份继续深耕的责任。前期项目让他看到了问题,博士后课题让他建立了研究框架,基金项目则要求他将问题进一步推进到更复杂的工况和更深层的机理分析中。

张杰的故事,并非一位青年科研人员单枪匹马解决重大难题的标杆式叙述。它更像许多科研一线人员共同经历的平凡日常:在重大项目中承担具体任务,在复杂问题前不放过任何细节,在工程需求和科学问题之间反复寻找链接。青年力量并不一定总以响亮的方式呈现,更多时候体现在一个年轻人面对工程资料时多追问一步,在项目进度紧张时仍坚持把依据算清楚,在一次次建模、计算、分析和复核中,将科研的根扎进工程现场。

从一句“加强支护”开始,张杰仍在继续往下钻研。他的收获,也在一座座矿山里继续生长。

责任编辑:任飞

二审:淮金

终审:孟庆科

如需了解更多信息,请登录中国有色网:www.cnmn.com.cn了解更多信息。

中国有色网声明:本网所有内容的版权均属于作者或页面内声明的版权人。
凡注明文章来源为“中国有色金属报”或 “中国有色网”的文章,均为中国有色网原创或者是合作机构授权同意发布的文章。
如需转载,转载方必须与中国有色网( 邮件:cnmn@cnmn.com.cn 或 电话:010-63971479)联系,签署授权协议,取得转载授权;
凡本网注明“来源:“XXX(非中国有色网或非中国有色金属报)”的文章,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不构成投资建议,仅供读者参考。
若据本文章操作,所有后果读者自负,中国有色网概不负任何责任。