专家信息:
张金昌,男,汉族,中共党员,河北唐县人,1959年1月生,教授级高级工程师,中国地质大学(北京)兼职教授,中国地质科学院研究生院硕士生导师。现任中国地质科学院勘探技术研究所所长,党委书记,兼任中国地质科学院勘探技术研究所学术委员会委员。
教育及工作经历:
1976年3月--1978年2月在河北唐县石门高中任教。
1981年毕业于河北地质学院探矿工程专业获学士学位。
1984年毕业于中国地质大学(北京)探矿工程专业获硕士学位。
1985年1月分配到勘探所钻机三室从事科研工作。
1987年7月任工程师专业技术职务。
1987年6月---1991年12月在勘探所从事科研工作,任研究室副主任。
1992年1月---1994年8月在勘探所从事科研工作。
1992年12月被评聘为高级工程师。
1994年9月---1995年9月到美国进修学习。
1995年10月---2000年3月在勘探所设备工程室从事科研工作。
1996年7月--2000年3 月任研究室主任(正处级),并担任党支部书记。
2000年4月至2009年1月,任勘探所副所长(副司局级)、党委委员,分管所科研管理工作。
2001年12月被评聘为探矿工程专业教授级高级工程师。
2006年5月---2006年7月在国家行政学院参加第七期国土资源厅局长培训班。
2009年1月--2010年11月任勘探技术研究所党委委员、副所长(主持工作)。
2010年11月--2012年9月任勘探技术研究所所长、党委副书记。
2012年9月起任勘探技术研究所所长、党委书记。
学术兼职:
1、2003年7月起任全国标准化技术委员会委员。
2、2006年8月起任科技部国际合作重点及重大项目评审专家。
3、2006年至今,任第八届~九届中国地质学会探矿工程专业委员会常务副主任委员。
4、2001年1月---2005年12月任第七届中国地质学会探矿工程专业委员会副主任委员。
5、2006年12月被廊坊市委、市政府聘为廊坊市第三届专家咨询服务委员会委员。
6、2010年9月至今,任中国地质大学(北京)兼职教授。
7、中国地质科学院勘探技术研究所学术委员会主任委员。
8、2000年9月至2013年9月,任《探矿工程(岩土钻掘工程)》杂志编辑委员会委员。
9、2013年10月至今,任《探矿工程(岩土钻掘工程)》杂志编辑委员会主任委员。
10、2001年10月至今,任勘探所第五届至第七届学术委员会主任委员。
科学研究:
研究方向:
从事地质岩心钻探、科学钻探、水文水井和工程施工设备设计、工艺研究以及科研管理工作。
承担的科研情况:
主持或参与完成的科研项目达19项,其中:国家863及部级课题14项, 先后参加并完成了以下项目:
1、“兀型钻架(桅杆)静动载及稳定性研究”;
2、“SPC-150型水文水井钻机”;
3、“SHB140/100气举反循环双壁钻具”;
4、“SPJC-300型水文水井钻机”;
5、“水文水井气举钻探新技术研究”;
6、“SJ-1500型水文水井钻机”;
7、“CG1900型全套管冲抓成孔设备及施工工艺研究”;
8、“高压旋喷注浆技术研究与开发”;
9、“863”重点项目:“2000m地质岩心钻探关键技术与装备”;
10、“2000m以内地质钻探技术研究和应用示范”;
11、地质调查科研计划项目:2000m以内地质钻探技术研究和应用示范负责人;
12、深部探测技术与实验研究专项课题12000—15000m“科学超深井钻探技术方案预研究”负责人 ;
13、松辽盆地深部科学钻探工程(松科2井);
14、“863”重大项目课题:“4000m地质岩心钻探成套技术与装备”。
科研成果:
作为主要成员先后参加或主持完成了部、院、所及横向市场科研项目19项,其中获国家科技进步奖二等奖一项、部科技成果三等奖一项、二等奖三项、一等奖二项。参与完成的“水文水井气举钻探新技术”研究成果推广应用到全国30个省、市、区,并广泛应用于国外水井钻进工程中,产生经济效益数十亿元,1993年度获得原地质矿产部科技成果一等奖(排名第六);主持完成的“CG1900型全套管冲抓成孔设备、器具及施工工艺研究”项目,是原地质矿产部“九五”地勘高新技术研究开发项目,已于2001年通过部级鉴定。该项研究成果是我国自行设计制造的第一台大口径全套管冲抓施工设备,成果总体水平达到了国际同类技术先进水平,已广泛应用于国内外桩基施工中。2005年“CG型全套管冲抓成孔设备”入选国家重点新产品。2006年以来,又研制成功四种型号的旋挖搓管机,并出口俄罗斯、乌克兰等国,2011年又成功进入北美市场。
2001年5月,担任编委副主任编辑完成的《天然气水合物勘探与开发技术译文集》是我国第一部主要介绍天然气水合物勘探与开发技术的译文集,对我国天然气水合物的勘探开发研究工作起到了积极的推动作用。2008—2009年,在青海省木里海拔4200米的高原冻土区成功实施“祁连山冻土区天然气水合物DK-1—DK-4科学钻探实验孔”,在130-170米之间发现了3个天然气水合物层。在高原冻土地区钻获天然气水合物在世界上尚属首次,标志着我国天然气水合物调查研究和取样钻探技术达到国际先进水平。
2006—2007年开始担任863重点项目“2000m地质岩心钻探关键技术与装备”及地质调查计划项目“2000m以内地质钻探技术研究和应用示范”负责人。带领课题组,利用“2000米地质岩心钻探关键技术与装备”在山东乳山金青顶金矿区成功实施一倾角80度终孔深度达2212.8米的生产示范孔,标志着我国第一套具有自主知识产权的2000m深孔全液压动力头地质钻机系统研制成功,其中多项技术已走在世界前列,将大幅度提升我国深部岩心钻探装备设计、制造和配套实力,打破西方少数国家对深部地质岩心钻探装备市场的垄断。这两个项目的成功实施,使我国2000m以内全液压动力头钻机形成了系列化(300米—2000米),解决了长期制约我国地质岩心钻探效率提高的关键工艺技术问题,使我国地质岩心钻探技术和装备水平上了一个大台阶。成果获2014年度国土资源科学技术一等奖(排名第一),2015年获国家科技进步二等奖(排名第一)。参与完成中国大陆科学钻探工程设计负责钻探子工程之钻探工程部分的设计。负责的“深部探测技术与实验研究专项”课题13000m“科学超深井钻探技术方案预研究”,提出了13000米科学超深井钻探技术方案。负责组织实施的深部地质调查项目“松辽盆地资源与环境深部钻探示范”工程(2013-2018年),依托深部探测与实验研究专项研制的“地壳一号”钻机装备在松辽盆地实施完成的我国大陆科学钻井(简称松科二井)。2018年5月26日完钻,完钻深度7018米。填补了完整的、连续的白垩纪陆相沉积记录世界空白,为研究距今6500万年至1.45亿年间地球温室气候和环境变化奠定了坚实基础,建立起为建设“百年大庆”和基础地质服务的“金柱子”。同时,获取松辽盆地深达7018m的原位、连续地球物理参数,为松辽盆地及其相关类似盆地的地球物理勘探提供科学“标尺”。创造了四项钻井国际纪录,研发了五项深部钻井新技术。形成了具有自主知识产权的科学钻探技术和方法体系,使我国深部大陆科学钻探技术研发达到国际先进水平。牵头负责的“十二•五”863计划重大项目课题“4000米地质岩心钻探成套技术装备”于2018年4月12日通过验收,受到同行专家高度评价,目前正在深部能源资源勘探中发挥作用。牵头组织申报的“5000米智能地质岩心钻探技术装备研发与应用示范”已立项启动,正在按计划实施。同时,组织研发团队启动了“万米科学超深井钻探技术和装备研究”项目立项前期工作。公开发表论文30余篇,出版专著七部。
发明专利:
1 一种用于绳索取心钻具的连杆回收装置 许洁;王稳石;张恒春;闫家;曹龙龙;朱永宜;张金昌 中国地质科学院勘探技术研究所 中国专利 2017-07-18 2018-03-27
2 一种带有震荡机构的防堵取心钻具 闫家;王稳石;张恒春;曹龙龙;许洁;朱永宜;张金昌 中国地质科学院勘探技术研究所 中国专利 2017-05-24 2018-02-13
3 一种防止内总成跟动的取心钻具单动装置 张恒春;闫家;王稳石;曹龙龙;许洁;张金昌 中国地质科学院勘探技术研究所 中国专利 2017-02-21 2017-06-20
4 一种取心钻具单动装置 张恒春;闫家;王稳石;曹龙龙;许洁;张金昌 中国地质科学院勘探技术研究所 中国专利 2017-02-21 2017-11-10
5 一种取心钻进用涡轮钻支承节 曹龙龙;王稳石;张金昌;张恒春;闫家;许洁;王跃伟;肖志强;朱芝同;余俊勋 中国地质科学院勘探技术研究所;地质矿产廊坊聚力岩土工程科技开发公司 中国专利 2016-10-12 2017-05-10
实用新型专利4项:
1、一种用于微钻胎体PDC复合片钻头烧结模具,专利号:ZL 201220282480.1。
2、钻机大钩位移检测装置,专利号:ZL201020133572.4。
3、涡轮钻探工艺实验装置,专利号ZL201320778425.6。
4、孔底动力钻具耐高温防失速节,专利号ZL201320245493.6。
论文专著:
出版专著:
1、《2000m地质岩心钻探关键技术与装备论文集》,地质出版社,2012年,张金昌主编。
2、《科学超深井钻探技术方案预研究—成果报告》,地质出版社,2016年,张金昌编著。
3、《科学超深井钻探技术方案预研究—专题报告》(上、中、下),地质出版社,2016年,张金昌编著。
4、《科学超深井钻探技术方案预研究—科普报告》,地质出版社,2016年,张金昌编著。
5、《钻探技术发展及其在资源勘探和工程建设中的应用》,地质出版社,2016年,张金昌著。
6、《2000m地质岩心钻探关键技术与装备论文集》,地质出版社,2012年,张金昌主编。
发表期刊论文:
1 天然碱矿双水平溶腔稳定性分析及安全矿柱宽度探讨 黄聿铭; 杨钦明; 郑文龙; 席亚文; 张金昌 矿业研究与开发 2018-07-25
2 钻井利器的故事之“铝合金钻杆” 梁健; 张金昌; 尹浩; 孙建华; 冯起赠 探矿工程(岩土钻掘工程) 2018-05-10
3 适于深部取心钻探井超高温聚磺钻井液体系研究 黄聿铭; 张金昌; 郑文龙 地质与勘探 2017-07-15
4 钾铵聚合物钻井液在地热钻井中的应用研究 黄聿铭; 张金昌; 杨钦明 探矿工程(岩土钻掘工程) 2016-10-10
5 地质钻探技术与装备21世纪新进展 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2016-04-10
6 13000m科学超深井钻探技术 张金昌; 刘秀美 探矿工程(岩土钻掘工程) 2014-09-25
7 3500m钻机移摆管设计及动力学仿真研究 陈根龙; 张金昌; 刘凡柏; 韩丽丽; 陈浩文; 于建丛 探矿工程(岩土钻掘工程) 2014-04-25
8 2000米地质钻探关键技术与装备的应用示范 刘凡柏; 张金昌; 谢文卫; 董向宇 地质装备 2013-12-25
9 岩溶漏失层气助正循环水井钻探新技术的研究 宋志彬; 张金昌; 许刘万 中国岩溶 2012-12-15
10 2000m全液压岩心钻探技术装备示范工程 张金昌; 孙建华; 谢文卫; 刘凡柏; 孟义泉; 王庆晓; 王年友 探矿工程(岩土钻掘工程) 2012-03-25
11 2000m地质岩心钻探关键技术与装备 张金昌; 刘凡柏; 冉恒谦; 孙建华; 孟义泉 探矿工程(岩土钻掘工程) 2012-01-25
12 深部找矿关键钻探技术问题与对策 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2011-11-25
13 地质钻探技术与应用研究 冉恒谦; 张金昌; 谢文卫; 张永勤; 宋志彬; 向军文; 刘凡柏; 冯起赠; 鄢泰宁; 贾美玲; 陶士先; 胡继良 地质学报 2011-10-25 08:34
14 地质勘探钻孔轨迹计算新模型 李静; 张金昌; 陈晓琳 探矿工程(岩土钻掘工程) 2011-01-25
15 探矿工程技术与低碳经济 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2010-12-25
16 科学超深井钻探技术国内外现状 张金昌; 谢文卫 地质学报 2010-06-15
17 地质岩心钻探技术及其在资源勘探中的应用 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2009-08-25
18 2000m地质岩心钻探成套装备研制工作进展 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2009-06-15
19 CG型全套管搓管成孔设备的研究和应用 宋志彬; 冯起赠; 和国磊; 王年友; 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2009-06-15
20 全液压动力头水井钻机国产化若干问题 臧臣坤; 张金昌; 冯起赠 探矿工程(岩土钻掘工程) 2009-02-25
21 中国地质钻探技术的发展及应用 张金昌 《矿业装备》2009年10月号 2009-10-01
22 国产旋挖钻机市场现状分析及发展建议 周红军; 蒋国盛; 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2008-08-26
23 回顾与展望 甘行平; 傅秉锋; 张金昌; 刘三意 探矿工程(岩土钻掘工程) 2007-09-25
24 钻探技术面临的新形势、新机遇和新任务 张金昌; 冉恒谦; 刘芳霞 探矿工程(岩土钻掘工程) 2007-09-25
25 CG型全套管冲抓成孔设备及施工工艺 宋志彬; 冯起赠; 王年友; 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2007-09-25
26 再接再厉,创新钻掘技术 甘行平; 傅秉锋; 张金昌; 刘三意 探矿工程(岩土钻掘工程) 2006-02-25
27 岩溶地区水文水井钻探新技术 张金昌; 宋志彬; 冯起增 西部探矿工程 2005-12-30
28 我国水文水井钻机发展综述 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2005-09-30
29 探矿工程(岩土钻掘工程)技术与可持续发展 张金昌 探矿工程(岩土钻掘工程) 2004-02-25
30 防渗加固高压旋喷注浆技术的研究与应用 宋志彬; 张金昌; 冯起增; 杨大根; 孙正基; 王年友 探矿工程(岩土钻掘工程) 2003-01-25
31 CG1900型全套管冲抓成孔设备、器具及施工工艺的研究和应用 张金昌; 宋志彬; 王年友; 杨大根 探矿工程(岩土钻掘工程) 2001-11-25
32 江河堤坝垂直防渗高压喷射灌浆技术 张金昌; 宋志彬; 杨大根; 王年友 探矿工程(岩土钻掘工程) 2000-09-25
发表会议论文:
1 松辽盆地科学钻探计划简介与松科2井工程组织架构 张金昌; 冉恒谦; 朱永宜; 谢文卫; 孙建华 第十八届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术交流年会 中国会议 2015-08-25
2 绳索取心绞车技术发展综述 古卫鹏; 刘凡柏; 张金昌 第十八届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术交流年会 中国会议 2015-08-25
3 13000米科学超深井钻探技术 张金昌; 刘秀美 2014年中国地球科学联合学术年会——专题62:深部探测技术与实验-科学钻探与地球化学基准 中国会议 2014-10-20
4 矿产资源勘查中钻探新技术的应用 谢文卫; 张金昌; 冉恒谦 第一届全国青年地质大会 中国会议 2013-04-16
5 大陆科学钻探选址与钻探实验 杨经绥; 许志琴; 汤中立; 刘嘉麒; 戚学祥; 张泽明; 吴才来; 薛怀民; 张金昌; 张晓西; 姜枚; 曾载淋 中国深部探测 中国会议 2011-01-01
6 钻探技术新进展 张金昌 第十四届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术研讨会 中国会议 2007-10-01
7 2004年亚、非、拉水文水井钻探技术培训情况介绍 张金昌; 冉恒谦; 孟庆鸿; 张林霞 “十五”重要地质科技成果暨重大找矿成果交流会 中国会议 2006-12-01
8 我国水文水井钻机发展综述 张金昌 第十三届全国探矿工程(岩土钻掘工程)学术研讨会 中国会议 2005-09-01
荣誉奖励:
1、1993年度获得原地质矿产部 科技进步一等奖(水文水井气举钻探新技术研究)排名第六。
2、2003年被国家教育部评为“优秀留学回国人才”。
3、2008年获国土资源科学技术二等奖一项(全套管冲抓施工设备、器具及施工工艺研究),排名第一。
4、2010年获国土资源科学技术二等奖一项(西部复杂条件下轻便多功能钻机的研制),排名第八。
5、2012年获国土资源科学技术二等奖一项(长寿命高效地质钻探系列液动潜孔锤研究与开发),排名第八。
6、2014年获国土资源科学技术一等奖一项(2000米以内全液压地质岩心钻探装备及关键器具),排名第一。
7、2014年获国家科学进步二等奖一项(2000米以内全液压地质岩心钻探装备及关键器具),排名第一。
8、2016年,享受国务院政府特贴。
媒体报道一:
唱响钻探之歌
——记中国地质科学院勘探技术研究所所长、党委副书记张金昌
编辑人语:在多年的科研工作中,有过挑战,有过挫折,有过欢笑,也有过迷茫……但张金昌能吃苦,能忍耐,能坚持。正是这份隐忍和坚持让他勇往直前,爬高山、涉险滩,走向成功的彼岸。
脸上始终挂着微笑,幽默的言辞中时时迸发出智慧的火花。这是中国地质科学院勘探技术研究所所长、党委副书记张金昌留给记者的第一印象。多年来,他投身勘探技术研究,凭着一颗报国之心和一股干事业的劲头,在祖国大地上唱响了一曲嘹亮的钻探之歌!
1984年,张金昌从武汉地质学院北京研究生部毕业,取得了硕士学位。当时,踌躇满志的46名青年在毕业纪念册上写下了寄语,张金昌写的是“有志者,事竟成”。
1992年,张金昌作为组长负责地矿部的重点科研项目“1200米水文水井钻机的研制”工作。当时,他带领课题组的7个人仅用了不到半年时间就把全部图纸绘制完成(当时全部是手工制图),并交付工厂试制。可是,课题经费总共才15万元,当试制厂把大型铸件和锻件毛坯制作完成后,前期经费已经用完了。由于没有后续经费,工厂又不愿意投入更多资金,项目被迫搁浅。张金昌眼看着自己主持的第一个项目就这样“夭折”了。
1995年,张金昌从美国进修回来接到了第二个课题——“全套管冲抓成孔设备、器具及施工工艺研究”。他抓住时机准备大干一场。谁料,问题接踵而至。眼见其他课题组研发的一些市场紧俏的钻头、钻具大把大把地赚钱,个别课题组成员认为搞项目时间太长,开始不能安心做研究了。面对这种情况,张金昌一面耐心说服,一面在不耽误课题进度的前提下,带领课题组成员做一些市场项目和产品以稳定人心。2001年1月,该课题历时7年圆满完成,成果顺利通过技术鉴定,取得了令人满意的成绩。
与此同时,张金昌把原来没有完成的“1200米水文水井钻机的研制”项目成果重新转让给另一家工厂,不但做出了产品,还取得了良好的效益,了却了夙愿。
在相当长的一段时间内,由于科研投入不足,探矿工程积累了大量相对比较零散的技术成果:有的是研制了单件设备缺少配套的工艺技术;有的是工艺技术局部有突破,又缺少实现这一技术的先进设备……如今,随着科研条件的改善,关系全局的、系统的项目被提上了日程。2006年,《国务院关于加强地质工作的决定》出台。紧接着,一系列加强资源勘探的政策相继实施。凭着扎实的专业素质和较高的学术地位,张金昌出任国家“863”重点项目“2000米地质岩芯钻探关键技术与装备”的负责人。2009年,他又担任了地质调查科研计划项目“2000米以内地质钻探技术研究和应用示范”的负责人。这两个项目都是覆盖探矿工程全行业的综合项目,决定着探矿工程学科发展的全局,参加单位几乎囊括了地质采矿业界所有的科研单位、高校和生产制造企业。
在张金昌和课题组的努力下,“2000米地质岩芯钻探关键技术与装备”项目进展顺利。2010年,该技术装备研制成功,2000米以内新一代全液压动力头岩芯钻机形成系列化。这套装备是我国第一套具有自主知识产权的2000米深孔全液压动力头地质钻机系统,其中多项技术已走在世界前列,大幅提升了我国深部岩芯钻探装备设计、制造和配套实力,打破了西方少数国家对深部地质岩芯钻探装备市场的垄断。同时,这一成果大幅提升了我国地质岩芯钻探技术的整体水平。
这一年,在张金昌的带领下,勘探技术研究所在深部地质岩芯钻探、水文水井钻探、反循环取样钻探、定向钻探装备及工艺方法研究等方面全面布局,开展新方法、新技术及新装备的研究,取得了一系列良好成果。
2011年初,张金昌牵头承担的历时3年多完成的“2000米地质钻探关键技术与装备”研究成果参加了国家“十一五”重大成果展,受到好评。这也是国土资源部为数不多的参展成果之一。当年11月验收时,该项目又得到科技部有关领导及专家高度评价,专家打分均在93分以上。
恪守着“认认真真做事,堂堂正正做人”的人生格言,张金昌谋划工作有思路、有办法,责任心强,工作有魄力。他注意研究和解决单位遗留问题,在对待焦点问题上,敢碰硬、原则性强。他还具有开拓创新意识,积极推动科技成果转化工作,在业务管理、基地建设、成果转化等方面都取得了较好的成绩。
近年来,勘探技术研究所无论是科研工作,还是成果转化均取得了较好的成绩。为了让广大职工真正享受到改革发展的成果,张金昌和该所党政领导班子有意识地逐步提高职工收入水平,缩小收入差距。自2011年1月起,他将在岗职工的绩效工资系数值上调300元/人,并将系数低于3.0的岗位工资系数在原规定系数档次上提高一个档次。这些举措,都得到了广大职工的热烈拥护。
张金昌牢记自己肩负的责任和使命,时刻把单位健康发展记在心上。他认为,工作作风的好坏主要体现在执行力的强弱上。他常常对职工们说:“执行不到位不如不执行,执行不到位等于没执行。”
在日常工作中,张金昌坚持实事求是的原则,脚踏实地,做事从细节着手,力争把每件事办好。在重大事件的决策过程中,他注意广泛听取干部职工的意见,既充分发扬民主保证决策的科学性,又大胆决策避免办事拖拉。遇到一些棘手的问题,他总是“以理服人”。对一些长期积累下来的矛盾,他尽量采用疏导的办法逐一化解。
多年来,张金昌始终站在钻探科学发展前沿,努力实现技术突破,为国家经济发展做贡献。也正因此,他在学术界享有很高的声誉,现担任中国地质大学(北京)兼职教授,中国地质科学院研究生院硕士生导师,兼任中国地质科学院勘探技术研究所学术委员会委员,专业核心期刊《探矿工程(岩土钻掘工程)》编委。
献身钻探事业,张金昌始终深信“有志者,事竟成!”他说:“在所有地质勘探技术方法中,钻探技术是惟一能从地下取出实物岩矿样品的技术方法。物探、化探、遥感等方法探测到的矿物异常,最终都要通过钻探取芯加以验证,从事钻探技术研究大有可为!”为人师表,他经常告诉准备投身地质找矿的莘莘学子:“能吃苦,能忍耐,能坚持,不浮躁,就一定能做出好成绩,为国家的资源能源事业做贡献。”
来源: 中国矿业报 2012-08-28
媒体报道二:
钻探之歌——记中国地质科学院勘探技术研究所副所长张金昌教授
他始终微笑着,朴质无华的脸上一团和气,幽默的言辞中时时闪现出智慧的火花……近距离接触张金昌教授,我们收益良多。
多年来,他投身勘探技术研究,凭着一颗报国之心和一股干事业的劲头,在祖国大地上唱响了一曲嘹亮的钻探之歌!
驿动的青春
青春,是驿动的岁月,充满变数,更充满机会。1975年,高中毕业的张金昌正准备子承父业当个小木匠时,村里要聘他当电工,而公社则请他当民办教师。于是,他听从心灵的召唤当了一名高中物理老师。
1977年秋天,他从老师那里得知高考恢复的消息时,真是又惊又喜。那时,距高考已经不足一个月了,他迅速收拾好行李和高中的课本、笔记和作业本,利用仅有的几个周末,开始了争分夺秒地紧张复习。尽管按时参加了高考恢复后的第一次普通高校招生考试,但由于复习时间仓促,他一直觉得考得不理想,考试一结束就开始静静地准备下次考试了。但是,成绩公布的那天晚上,当听到有8位校友考上了大学时,他却怎么都无法入眠。第二天,他连早饭也没吃,就准备去上课。正在这时,妹妹气喘吁吁地爬上山坡,把大学录取通知书送到了学校。原来,那8个同学中就有他一个。一时间,兄妹俩沉浸在快乐中。
填志愿了,学什么呢?在记忆深处,他始终记得河北保定地质勘探队在他家后山上进行了多年的勘探,据说找到了大矿,但由于地下水太大尚无法开采。“这就是我要做的事儿啊!”他毫不犹豫地报考了地质勘探专业(即探矿工程)。河北地质学院录取了张金昌,他走进了魂牵梦萦的象牙塔,如饥似渴地沉醉在知识的海洋中。毕业时,他以优异成绩考取了武汉地质学院北京研究生部(即现在的中国地质大学),同学们都夸赞他:“作为农村学生的代表,你真是给我们争了气!”
是金子在哪里都会发光,事实的确如此。1985年1月,刚刚毕业的张金昌被中国地质科学院勘探技术研究所看中,分配到勘探所钻机三室从事科研工作。1994年9月,他受原国家教委委派,到美国密苏里大学石油工程系进修学习石油钻井工程,亲身参与了导师从事的定向钻井岩宵水力输送课题的研究,以及实验室建设和美国国家科研项目的立项申请工作。尽管石油钻井与地质岩心钻探技术属于两个不同的技术体系,但一年的海外留学经历却使他收益匪浅。直到现在,他还保持着学习借鉴石油钻井技术的习惯。
留美期间,很多中国留学生想方设法地留在美国,但他的心却从未犹疑过。当时,我国刚刚确立建立社会主义市场经济体制,第一个翻两番的目标还没有实现。而他亲身感受过美国社会的现代化水平后,内心强烈的爱国热情被激发了出来。他感到了自己肩上责任之重,来美国的目的就是学习,就是回去建设祖国,他时刻这样告诉自己,并不遗余力地努力着。1995年9月,学习期满后,他立即定机票返回祖国,并迅速投入到了我国探矿工程的科研工作中。
投身钻探事业,张金昌教授一往无前!
飞扬的理想
青春飞扬,理想飞扬。多年来,张金昌教授致力于地质勘探事业的发展,扎扎实实,奋力拼搏,取得了骄人的成绩。
自1985年参加工作至今,他主持或参与完成的科研项目达14项,其中部级课题8 项,均通过部级技术鉴定,荣获部级科技成果一等奖、二等奖、三等奖各1项。他作为技术骨干参与完成的“水文水井气举钻探新技术”研究成果推广应用到全国30个省、市、区,并广泛应用于国外水井钻进工程中,产生经济效益数十亿元,1993年度获得原地质矿产部科技成果一等奖(排名第六);他主持完成的“CG1900型全套管冲抓成孔设备、器具及施工工艺研究”项目,是原地质矿产部“九五”地勘高新技术研究开发项目,已于2001年通过部级鉴定。该项成果是我国自行设计制造的第一台大口径全套管冲抓施工设备,在松散、卵砾石层等复杂条件下,为施工基桩孔提供了一种无冲洗液、无污染、符合环保要求的新型技术装备,填补了我国在该技术领域的一项空白,成果总体水平达到了国际同类技术先进水平,已广泛应用于国内外城市的钻孔灌注桩,地铁咬合桩,除障灌注桩,拔除预制桩等桩基施工中。2005年“CG型全套管冲抓成孔设备”入选国家重点新产品。2006年以来,他们又在国内率先研制成功CGJ1500S型、CGJ1800S型、CGJ1200S型、CGJ2000S型旋挖搓管机,并出口俄罗斯、乌克兰等国,填补了国内研制和出口旋挖搓管机的空白。该项成果荣获2008年度国土资源科学技术二等奖。截至目前,已累计实现销售产值3000余万元,施工产值达五亿多元,间接社会效益达数十亿元,其成果转化和应用推广均取得了良好的社会效益和巨大的经济效益。
2000年,张金昌教授带领团队承接了“国家重大科学工程项目——中国大陆科学钻探工程钻探子工程设计”钻探工程设计部分。据此实施的钻探工程主孔在2001年8月正式开钻,2005年3月竣工,终孔深度5118.20米。这是我国实施的第一口大陆科学钻探井,取得了举世瞩目的科学成果;2001年5月,《天然气水合物勘探与开发技术译文集》(内部发行)编辑完成,成为我国第一部主要介绍天然气水合物钻探、取样、勘探与开发技术的译文集,它的出版对我国天然气水合物的勘探开发研究工作起到了积极的推动作用。张金昌教授担任了编委副主任,亲自翻译部分稿件并负责全部英文译稿的校对工作;他们坚持对天然气水合物保温保压取样(心)技术的研究。今年11月,由他带领团队承担的“陆地永久冻土天然气水合物钻探”项目取得重大阶段性成果。2008年10月16日,“祁连山冻土区天然气水合物DK-1科学钻探实验孔”开始实施,在青海省木里海拔4200米的高原冻土区开钻。钻进过程中,采用大直径快速取样及低温泥浆护孔护心技术,取得了显著效果。11月5日16时,在细砂岩孔隙和裂隙中首次发现了含天然气水合物岩心段(133.5-135.5米间,厚约2米)。11月7日凌晨,在泥质粉砂岩裂隙中发现了第二个含天然气水合物岩心段(142.9-147.7米间,厚约4.8米)。11月10日,在含泥粉砂岩裂隙中发现了第三个含天然气水合物岩心段(165.3-165.5米间,厚约0.2米)。据悉,在高原冻土地区发现天然气水合物在世界上尚属首次,标志着我国天然气水合物地质勘探取得了新的进展。
付出了辛勤的春天,就会收获金色的秋季。2003年,张金昌教授被国家教育部评为“优秀留学回国人才”,主要业绩收入《学子风华—优秀留学回国人员业绩录》(4)中。2005年,勘探所被评为“国土资源部十五科技工作先进集体”。
振兴钻探事业,张金昌教授始终无悔付出!
有志者事竟成
1984年研究生毕业时,武汉地质学院北京研究生部的46名毕业生都在毕业留念册上留下了自己的话语,张金昌教授写的是“有志者事竟成”。多年的工作中,挑战有过,挫折有过,欢乐有过,迷茫也有过……如今,他告诉我们:态度决定一切。正是这份坚持,让他勇往直前,爬过高山,涉过大河,走向成功的彼岸。那是1992年,当时的张金昌教授作为组长负责原地质矿产部科研项目“1200m水文水井钻机的研制”工作。当时,他带领课题组的七个人,仅仅用了不到半年时间就把全部图纸绘制完成(当时全部是手工制图),并交付工厂试制。可是,课题经费总共才15万元,当试制厂把大型铸件和锻件毛坯制作完成后,经费就成了大问题。由于没有后续经费,工厂又不愿意投入更多资金,项目被迫搁浅。张教授只能眼看着自己主持的第一个项目就这样夭折了。1995年,张教授从美国进修回来,便接到了第二个课题“全套管冲抓成孔设备、器具及施工工艺研究”。当时,这称得上是比较大的项目了,他抓住时机准备大干一场。谁料,各种问题接踵而至,尤其是有的课题组成员眼看着别的课题组用一些市场紧俏的钻头、钻具在大把大把地挣钱,就认为搞项目时间太长,开始不能安心做研究了。面对这种情况,张教授一面耐心说服,一面在不耽误课题进度的前提下,带领课题组成员也搞些市场项目和产品以稳定人心。至2001年1月,该课题历时七年圆满完成,成果顺利通过技术鉴定,取得令人满意的业绩。与此同时,张教授把原来没有完成的1200m水井钻机重新转让给另一家工厂,不但做出了产品,还取得了良好的效益,了却他的一个夙愿。
其实,搞科研时更大的压力往往来自合作单位。在他记忆中,最困难的一次是拨到合作单位用于样机实验的经费被挪作他用了。眼看着项目又要被迫停止,张教授心急如焚。他费尽周折,多方协调,才最终得以解决。后来,该项成果于2001年通过鉴定,并经过三年多的宣传推广,于2008年荣获国土资源科学技术二等奖。而今回首,一起工作的同事们都表示:当时如果不是张金昌教授来当这个组长,恐怕这项成果就夭折了。
献身钻探事业,张教授始终深信“有志者事竟成!”
唱响钻探之歌
建国以来的相当一段时间内,由于科研投入不足,探矿工程跟其他学科一样,积累了大量的相对比较零散的技术成果。有时研制了单件设备缺少配套的工艺技术;有时工艺技术局部有突破,又缺少实现这一技术的先进设备……如今,随着科研条件的改善,关系全局的、系统的项目被提上了日程。2006年,《国务院关于加强地质工作的决定》出台。紧接着,一系列加强资源勘探的政策相继实施。张金昌教授凭着扎实的专业素质和较高的学术地位担当起国家863重点项目“2000m地质岩心钻探关键技术与装备”的负责人。今年,他又担任了地质调查科研计划项目“2000m以内地质钻探技术研究和应用示范”负责人。这两个项目都是覆盖探矿工程全行业的综合项目,决定着探矿工程学科发展的全局,参加单位包括了原地质行业几乎所有的科研单位、高校和生产制造企业。
在张金昌教授和课题组的努力下,目前“2000米地质岩心钻探关键技术与装备”项目进展非常顺利。深孔全液压岩心钻机、配套泥浆泵、高精度钻探参数检测系统及钻井液制备及固控系统关键部件试制已完成,年底即可完成整机组装、调试;高钢级精密无缝合金管材已试制成功,钻杆镦制、总体调质、矫直技术方案已完成小样验证;钻杆螺纹副有限元分析、拉伸水密试验、钻杆破坏性试验等工作进展顺利,取得一批重要科学数据,标志着高强度薄壁绳索取心钻杆研究取得了重大进展,有望彻底结束我国深孔绳索取心钻杆依靠进口的局面;NWL及HWL绳索取心液动潜孔锤钻具、不提钻换钻头取心钻具、长寿命仿生金刚石钻头试制、试验台调试、测试、寿命试验和第一轮野外钻探实验已完成,技术效果显著。上述装备是我国第一套具有自主知识产权的2000m深孔全液压动力头地质钻机系统,其中多项技术已走在世界前列,将大幅度提升我国深部岩心钻探装备设计、制造和配套实力,打破西方少数国家对深部地质岩心钻探装备市场的垄断。同时,还会大幅度提升我国地质岩心钻探技术整体水平,实现老一代钻探工作者多年的夙愿。
河北、山东、安徽等有深部勘探任务的地勘单位和矿山企业闻讯,争相联系采用该深孔全液压动力头地质钻机系统用于深部找矿勘探,初步显示出该项技术成果强烈的市场需求。在中国地质调查局和危机矿山找矿办公室协调下,已确定结合国家危机矿山接替资源找矿专项开展深孔实验示范工作。目前,已完成2000m钻孔实验选区和实验大纲编制。实验工作拟于2009年4-5月在山东黄金集团金青顶金矿区启动。
此外,勘探所已经开始筹划“十二•五”的课题研究工作。计划将研究2000—5000m地质岩心钻探技术与装备,同时结合地壳探测工程的启动,开始研究12000—15000m超深孔钻探技术。最近,总投资近8亿元人民币的“深部探测技术与实验研究专项”以及所属的8个项目作为“地壳探测工程”专项的培育性项目已通过科技部、财政部和国土资源部组织的专家立项论证,张金昌教授负责主持完成“科学超深井钻探技术方案预研究及地震探测爆破孔快速钻进成孔技术”这一课题。
站在钻探科学发展前沿,努力实现技术突破,为国家经济发展做贡献,张金昌教授在学术界享有很高的声誉,现担任专业核心期刊《探矿工程(岩土钻掘工程)》编委,中国地质学会探矿工程专业委员回副主任委员,中华人民共和国全国标准化技术委员会委员,科技部《国家重点新产品计划》网上评估评审专家,科技部国际科技合作重点项目计划评价专家,廊坊市第三届专家咨询服务委员会委员,国家科学技术奖评审专家等社会职务。
谈到自主创新,张教授告诉我们:科研中的每项课题都要有创新的技术或内容,但都是为了满足实际的需要,决不是为了创新而创新。如果一味追求创新而不考虑成果的实用性,就失去了创新的意义。同时,创新还要考虑到其现实的可能性,如果搞出一项创新成果,想法很好,也很先进,但由于现实条件不能实现或工业条件还不具备,也是没有意义的。八九十年代,他们在搞全液压动力头钻机时,就遇到过这样的情况。由于当时国产液压元器件质量不过关,研制的钻机可靠性差,很难推广应用。现在,有的专家提出搞自动化智能化钻机,恐怕也存在着脱离国情不切实际的问题。
“在所有地质勘探技术方法中,钻探技术是唯一能从地下取出实物岩矿样品的技术方法。物探,化探,遥感等方法探测到的矿物异常,最终都要通过钻探取心加以验证,从事钻探技术研究大有可为!”作为中国地质科学院的研究生导师他热爱自己的专业,经常告诉学子们:能吃苦,能忍耐,能坚持,不浮躁,就一定能做出好成绩,为国家的资源能源事业做一份贡献。
唱响钻探之歌,书写钻探事业新的辉煌,张金昌教授一直在努力!
采访结束时,张金昌教授微笑着告诉我们:“我们离成功还远着呢!”然而,笔者却清楚地意识到:在经济全球化的今天,我国资源能源事业的发展、探矿工程的进步,依赖的正是像张金昌教授这样勤奋,谦逊,而又忠于事业的人!
来源:科学中国人 2009-2-16
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