人物介绍
冯国瑞,太原理工大学二级教授、博士生导师,现任山西能源学院党委书记,同时兼任煤与煤层气共采全国重点实验室副主任、矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室主任。
冯国瑞在井下
作为国内难采煤炭资源领域顶尖专家,冯国瑞长期主攻遗留煤炭资源开采、矿山岩层控制与灾害防控,获得一系列重量级人才项目支持和荣誉。他是国家青年科学基金项目A类(原国家杰青)延续资助项目、国家杰出青年科学基金项目、国家优秀青年科学基金项目获得者,入选国家“万人计划”科技创新领军人才、国家百千万人才工程人选,为“科学探索奖”获得者,连续多年入选全球前2%顶尖科学家、爱思唯尔“中国高被引学者”,先后获评国家有突出贡献中青年专家、国务院政府特殊津贴专家、科技部中青年科技创新领军人才、教育部新世纪优秀人才、全国煤炭行业教学名师、山西省劳动模范、山西省创新争先奖先进个人。
多年来,冯国瑞扎根三晋能源领域,以科研攻坚破解遗煤开采难题,以三尺讲台培育行业英才,以千人智库搭建产学研协同桥梁,在能源革命山西实践的征程上,不断书写着科技工作者的报国答卷。
7月8日,国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会在北京人民大会堂隆重举行,2025年度国家科学技术奖获奖名单正式揭晓,由冯国瑞牵头完成的“稀缺优质遗煤及煤层气绿色智能开发关键技术与应用”项目,荣获国家科学技术进步奖二等奖。这份荣誉分量十足,是2025年度山西省唯一由本土科研单位牵头摘得的国家级科技奖项。
攻坚遗煤难题 勇攀科技高峰
煤炭是我国能源安全不可动摇的“压舱石”,然而,粗放开采的历史留下了诸多遗憾。长期以来,采厚弃薄、采肥弃瘦、采易弃难的开采实践盛行,据不完全统计,全国遗留煤炭资源总量超1200亿吨,其中约四分之一是焦煤、无烟煤等国家战略性稀缺煤种。大量遗煤滞留地下,不仅造成不可再生资源的浪费,更留下采空区自燃、瓦斯涌出、覆岩失稳、地表沉陷等多重隐患。加之勘探手段落后、开采装备智能化水平不足,大量稀缺优质遗煤因“勘探精度低、开采难度大、安全风险高”被迫弃采,成为制约煤炭产业提质增效、落实“双碳”战略的重要瓶颈。
面对这一行业难题,冯国瑞带领团队紧扣国家能源安全、新一轮找矿突破战略行动与煤炭保供重大需求,聚焦遗煤及煤层气的高精度勘探、绿色低碳开发、矿山数智化转型三大领域的技术空白,历经近20年的产学研联合攻关,实现全链条颠覆性技术突破。三大核心创新体系补齐行业短板,形成了拥有完全自主知识产权的遗煤开发“中国方案”——
打造高精度勘探与判定体系。首创遗煤及煤层气赋存空间高精度勘探技术,建立可采性精准判定方法,从源头解决“资源在哪、能不能采”的基础问题,实现稀缺资源储量的精准摸排。
打造绿色抽采与支护技术体系。研发遗煤及煤层气分源地面绿色抽采利用技术与配套智能装备,构建遗煤开采巷道随态支护及主动卸压技术体系,破解开采过程中的安全与环保双重难题。
打造全场景智能开采装备体系。研发整层遗煤绿色开采技术与智能装备,首创块段遗煤绿色开采技术及智能装备体系,覆盖不同赋存条件下的遗煤开采场景,大幅提升开采安全性与资源回收率。
山西焦煤西山煤电西曲煤矿已开采40余年,受历史小窑破坏影响,形成了大量难采遗煤,工作面接续压力巨大。冯国瑞带队驻矿攻坚,选定14307工作面作为试验点,研判遗煤开采可行性,通过围岩应力调控、巷道支护优化与结构充填开采技术,创新融合蹬空开采与沿空留巷复合工艺。面对行业质疑,团队深度论证遗煤可采性,反复测算优化方案,顺利完成采掘部署,有效盘活矿区遗留煤炭资源。最终,西曲煤矿顺槽长度由最初的350米延伸至855米,仅工业性试验期间就多回收遗煤资源39.1万吨。同时,他们采用结构充填方式,回收了14307工作面遗留煤柱资源。
冯国瑞在实验室做实验
晋煤集团(现晋能控股装备制造集团有限公司)王台铺煤矿(现已关停)资源枯竭,村庄下15号煤层压覆煤炭资源开采难度大。冯国瑞带领团队通过采用多层位结构充填、GNSS散点与InSAR面域数据联合监测沉陷防控效果等技术,使吨煤充填成本降低32.4%,监测精度提高5%,监测范围扩大5%,实现了村庄下遗煤资源的成功回收。
晋城矿区3号煤层开采时,残采区积聚瓦斯突涌且浓度超标。冯国瑞带领团队应用双瓦斯富集体共采、微L型钻井抽采、地面集成化抽采与低浓度瓦斯分级利用等技术,布置20余口地面钻井,平均每年多抽瓦斯1000余万立方米,累计创收数千万元。
数据印证技术成效,这套成套技术体系运用后,稀缺遗煤与煤层气可采储量实现大幅增加,煤炭资源综合回收率显著提升,开采环节能耗与碳排放量同步下降,一举兼顾国家能源保供、稀缺资源高效利用、生态低碳发展三大核心战略目标,为全国传统煤矿转型升级提供了标准化、可复制技术路径。
如今,这套成套技术体系已走出实验室。冯国瑞带领的团队持续以技术赋能晋能控股、山西焦煤等山西省龙头企业,为山西省能源革命注入源源不断的科创动能。截至目前,相关技术成果已规模化应用于我国93座煤矿,相关煤矿回收优质遗留煤炭资源1171万吨。同时,相关成果已输出至俄罗斯、印度、南非等国家。
坚守育人初心 深耕行业人才培养
冯国瑞深耕教学科研一线20余年,坚持产学研融合育人,统筹科技创新、产业服务与人才培养,实现了教学、科研双丰收。早在太原理工大学矿业工程学院求学时,看到煤炭资源粗放开采带来的资源浪费问题,他便在心中埋下了科研报国的种子。1999年本科毕业后,冯国瑞毅然选择在本校读研深造,师从康立勋教授,踏上“遗煤开采覆岩面接触块体结构研究”的科研道路。
2005年攻关白家庄煤矿(现已关停)蹬空煤层开采项目时,冯国瑞突破传统经验判别局限,首创基于岩体结构的上行开采定量判定方法,为蹬空遗煤回收奠定理论根基。
担任太原理工大学矿业工程学院院长后,他锚定遗煤开采多元灾害源头探索致灾机理,开展了集中的理论、技术和应用研究攻关。他针对性地布局遗煤开采围岩失稳分源联动控制、遗煤结构充填开采沉陷控制与地下空间开发、遗煤采前瓦斯高效协同抽采、遗煤开采水害孕育机理及其防控等研究方向。
冯国瑞(前排右)为千人智库科创服务团队授旗
多年来,冯国瑞学术成果丰硕,主编参编著作10余部,发表SCI(科学引文索引)、EI(工程索引)论文400余篇,取得国内外发明专利300余项;斩获国家科学技术进步奖二等奖、山西省自然科学奖特等奖、山西省技术发明奖一等奖、山西省科技进步奖一等奖和多项全国煤炭行业科学技术奖项、中国专利优秀奖。科教融汇,双肩尽责,他还斩获国家教学成果二等奖、全国煤炭行业教学成果特等奖、山西省教学成果特等奖等。
人才培育是冯国瑞工作的另外一个重心。他依托煤与煤层气共采全国重点实验室、矿山岩层控制及灾害防控山西省重点实验室、山西省煤基资源绿色高效开发工程研究中心等国家级与省部级高端科研平台,立足山西能源产业实际需求,搭建分层分类全链条人才培养体系,持续为煤炭绿色开采、矿山安全防控领域输送大批高层次专业人才。
在研究生培养中,他推行校内科研导师、企业现场导师“双导师制”,将矿区灾害治理、遗煤复采真实工程案例融入课堂教学,常态化组织硕博研究生深入各大煤矿井下实习,打通理论学习与工程实践的壁垒。同时,他因材施教,构建岩石力学、智能采矿、煤层气开发多学科交叉的培养框架,兼顾学生的原创科研能力与现场实操能力。
至今,冯国瑞团队已培养博士后、博士近30名,硕士上百名,团队中16名年轻教师入选国家级、省部级人才项目,培养的大批毕业生扎根省内外各大煤企、科研院所,成为山西能源革命的青年骨干力量。此外,冯国瑞主动举荐青年人才申报各级人才项目,组织青年专家下沉矿区解决现场难题,持续壮大煤炭行业青年创新梯队,通过教学改革补齐传统采矿专业“重理论、轻实践”的短板。
聚力智库赋能 融通产学研资源
作为山西省煤炭学会理事长、山西煤炭产业千人智库主席,冯国瑞充分发挥平台聚合作用,依托智库汇聚10余名院士、数千名煤炭领域专家的资源优势,践行“为企业找技术,为技术找市场,为资金找项目,为专家找课题”核心宗旨,搭建政产学研一体化协同创新载体,持续打通科技成果转化堵点。
2025年8月,第三届山西煤炭产业千人智库年会暨煤炭产业技术需求战略合作洽谈大会在太原召开。大会征集到158项企业技术需求,达成12项产业合作意向,千余名行业专家、煤企管理者、一线技术人员聚集一堂,成为当年山西省规模最大、实效性最强的煤炭产学研盛会。
冯国瑞作学术报告
在冯国瑞的带领下,千人智库积极引进和培养高水平人才,搭建常态化高水平学术交流平台,探索行业科技奖励配套机制,围绕能源转型为政府提供专业化决策建议,深耕产学研战略合作载体,加速科技成果落地转化。同时,千人智库积极打造“千名专家助企赋能”特色服务品牌,搭建需求、专家、成果一体化数字大模型,下沉服务重心,面向基层民营、中小型煤矿开展技术交流、实地考察,常态化举办技术需求对接洽谈大会,为推动山西省煤炭产业转型升级发挥了特殊作用。
“千人智库必须针对山西省煤炭工业科技创新发展需要,充分发挥战略科学家作用,前瞻科技发展大势,深入理论和实践研究,真研究问题,研究真问题,为主管部门提供符合省情的原创深刻思想,提出专业化、建设性、切实管用的建议。”冯国瑞说。
冯国瑞明确了2026年千人智库八大核心工作方向,锚定一流学术智库建设目标,全力培育煤炭领域新质生产力。一是提升智库水平,服务煤炭产业;二是完善管理体系,提高智库影响力;三是成立各专业子库,提高智库实用性;四是成立学术委员会,探索评价激励制度;五是完善学术体系,提高智库学术水平;六是强化科技成果转化,打造一流成果转化平台;七是增加千人智库科创服务站数量;八是加快千人智库科技服务数字化转型。
征程万里风正劲,重任千钧再出发。冯国瑞表示,站在全新发展起点,他将同步推进科研攻关、育人育才、智库服务三大事业,以自主核心技术破解煤炭开采瓶颈,以产教融合培育行业新生力量,以千人智库链接全行业创新资源,扎根三晋大地深耕乌金事业,为谱写中国式现代化山西能源篇章持续贡献教育、科技与人才力量。