张锦旺在讲解矿井主要生产系统
拎一个电脑包，穿一身防风服，中国科协第七届青年人才托举工程入选者、32岁的中国矿业大学（北京）副教授张锦旺朝记者走来。
“我先去买杯咖啡，咱们边喝边聊。”张锦旺提议。天色渐晚，在一片开阔场地的小圆桌旁，张锦旺缓缓打开了话匣子。
选择科研工作，贴合行业发展需求
张锦旺是山西人。成长于煤炭大省山西，张锦旺自小对煤炭行业了解得比较多。考虑到工科就业面广，2008年，张锦旺考入重庆大学，选择了采矿专业。
本科阶段，张锦旺经常去矿山学习。“当时，我们去重庆能源投资集团的一个矿井实习。那个矿井煤层比较薄，倾角比较大，瓦斯含量也比较高。井下湿度大，有些工人干活都光着膀子。而在工作面，甚至连腰都直不起来，感觉很辛苦，让我感触很深。”张锦旺回忆道。
大四时，有大型煤炭集团到校园宣讲，其中年产超千万吨的补连塔煤矿引起了张锦旺的关注。不同于南方的薄煤层，这个在当时号称“世界第一井工矿”的矿井煤层厚、地质条件好，其科技发展给工作面带来的变化，给张锦旺留下了深刻印象。
就业还是读研？结合实习经历与见闻，张锦旺逐渐有了自己的判断：“东部、南部的煤矿可能会越采越深，条件越来越复杂，这些地方对技术的依赖应该会越来越强，科技含量也会越来越高。所以从长远看，贴合行业发展需求，多学点知识、多做些科研，应该有助于未来发展。”
2012年，张锦旺来到中国矿业大学（北京）求学，师从放顶煤开采领域知名专家王家臣教授，继续钻研采矿工程专业。
“我们这个专业有‘宽口径、厚基础’的说法。除了基础理论外，专业底色其实更偏重工程技术。”张锦旺说。结合导师指定的厚煤层综放开采煤矸运移规律方向，张锦旺开始接触一些科研项目。通过不断假设与求证、分析与总结，他逐渐摸索出了做科研的方法。
一本书一项发明，收获成就感与意义
“采用放顶煤开采，如何优化工艺、提高回收率？”在本科阶段相关知识积累的基础上，攻读硕士和博士学位期间，张锦旺在放顶煤开采工艺方面做了一些试验研究与理论分析。2018年，他与导师王家臣、师兄王兆会合著《放顶煤开采基础理论与应用》一书，由科学出版社出版。书中详细阐述了顶煤破碎、放出等方面的基础理论，并提出多种提高顶煤回收率的工艺方法。
2020年，一次偶然机会，张锦旺与一名煤矿生产一线的放煤技术工人聊天，得知对方专门买过这本书学习，并将其中的放煤工艺优化方法应用到现场生产中。工人给张锦旺看了一些应用场景照片，并表示由于书里介绍得比较详细，他们按照步骤，一步步进行实践应用，提高了回收率。
“当时听到他说这些，我还是挺高兴的。我们最早在2015年那会儿，就构思了一些新工艺。酝酿了很久，终于写了出来。能得到关注，特别是能应用到生产一线，很有成就感。”张锦旺说。
工艺技术得到生产一线工人认可，不仅验证了理论的合理性，更激发了张锦旺投身科研的积极性。
综放开采顶煤会产生损失，特别是工作面端头顶煤损失量较大。尽可能地减少放煤过程中的顶煤损失量，一直是综放开采领域面临的重要技术难题。读博期间，导师王家臣向张锦旺提出课题——如何提高综放工作面端头顶煤回收率。为了找到答案，张锦旺琢磨着如何将传统工艺进行优化，有了想法后就去进行理论分析。
“有一次做分析时，我突然想到，按照传统工艺，如果从a点向b点放煤，则在b点处的顶煤损失较多；反之，则在a点处损失较多。能不能把两种方向结合起来？我们先在接近b点处设置逆序段，从a点开始往b点放煤，到达逆序段位置时就反方向从b点向a点放煤，这样就相当于在下端头能多回收一部分顶煤，减少损煤量。”张锦旺边画边向记者解释。
这种创新方法叫作端头逆序。提出了想法，紧接着就要在实验室验证理论。研究过程中，张锦旺还总结出了经验：“凡是能从工艺上解决的方法，对企业来说，成本是最低的。如果不能从工艺上解决，就得改造设备，成本会比较高。”
今年2月，“一种减少综放工作面端头顶煤损失的放煤系统和方法”被授予国家发明专利。该项发明专利被评价为“优化了传统放煤工艺，能有效降低综放开采顶煤损失量”。如今，端头逆序放煤工艺在诸多煤矿进行了推广应用，取得了良好的经济效益。
“科学研究中，最关键的还是创新想法的提出。但想法不是一下子就能产生的，需要前期不断的积累，进行数值计算、理论分析等。有了这些铺垫，再经过深入思考，才会想到，我可不可以这样或那样尝试一下。”张锦旺说，“虽然尝试失败时多、成功时少，但我们还是要不断思考、模拟、分析、验证，直到能够说服自己。”
传承知识与探索精神，保护学生的积极性
张锦旺（右三）带领学生在灵新煤矿实习
做博士后期间，张锦旺开始承担一些授课工作。如今，张锦旺已成为副教授，讲授能源开发概论、专业外语等课程。在人才培养方面，他也有自己的思考。
2020年，一些本科生课下找到张锦旺，说想报名参加采矿工程专业学生实践作品大赛，请张锦旺担任指导教师。张锦旺很支持，并表示可以随时沟通讨论。学生的参赛内容是关于智能化综放开采过程中如何有效识别煤与矸石。6名学生中，产生了2种方案，但参赛只能提交一个作品。僵持不下，学生提议把模型做成上下两层，分别用上不同的方案。
能行吗？张锦旺心里打了鼓。但考虑到学生的积极性，他觉得可以试一试。学生加班加点做完模型后，结果在校内第一轮评审中遭到了否定。
“当时有学生来找我，心情非常低落。但我想着既然大家都已经做出来了，就应该鼓励学生继续参赛。所以我跟他们说，不管别的老师怎么说，你们的作品在我这儿是认可的。我们按照建议和意见，该修改修改，该参赛参赛。”张锦旺说。
他们谁也没有想到，“综放开采煤矸动态识别物理模型”作品，获得了第十届全国高校采矿工程专业学生实践作品大赛一等奖，并且是当年全校唯一的一等奖。“学生们特别高兴，都感慨幸好当时坚持了下来。这对于他们来说是很大的激励，我们做教师的，要保护好学生的兴趣与探索精神。”张锦旺说。
这件事让他觉得很欣慰：“可能你的一句话，就能影响学生很久。我刚来矿大时，也是什么都不懂，是我的导师带我接触科研，慢慢学、慢慢改。回想起来，现在能有一点成绩，离不开导师的指导和团队的支持。”
入选中国科协青年人才托举工程后，张锦旺思考了很多。“何为托举？就是你要攀登到一个更高的地方，光靠自己上不去，需要别人来帮你一把。像我的导师王家臣教授、其他一些前辈，不管学业上的帮助，还是科研上的指导，都是托举。国家用政策手段、激励方式帮助你，支持你做飞禽走兽老虎机的创新与突破，也是托举。”
在张锦旺眼里，自己比较“中规中矩”，默默做着自己的事，而科研与教学成果的产出，就像夜空中星星发出的光，总是要在很久后才能被看见。默默无闻、厚积薄发，是他对科研的态度。
“我们学校的钱高鸣院士，快90岁了，但他在上世纪70年代提出的砌体梁理论模型，至今还在影响业界，还能产生巨大的效益。”张锦旺说，“所以，毕业后我没有选择企业，而是选择留在学校，一方面想通过科研工作对行业产生一些影响；另一方面，通过与学生的接触，发扬矿大的传承精神，影响飞禽走兽老虎机的人。”
对张锦旺来说，待了10年的中国矿业大学（北京），就是自己的家。如今，学校开设了智能采矿工程、新能源科学与工程等新专业，张锦旺正在为新课程准备新内容。
“科学研究就是尝试着把知识的边界再拓展一点点。我只要向前推动一点点，正确也好、错误也罢，都是在积累知识。但只要做了，产生的意义可能不止于此。”张锦旺说。
