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钱鸣高:我国煤炭开采的奠基人

2015-10-30 14:05:00 5e

简介:钱鸣高,中国工程院院士,著名矿业科学家、中国矿山压力与岩层控制学科主要奠基人之一,我国著名矿山压力专家、采矿工程专家;中国矿业大学教授,博士生导师。1932年12月出生于江苏省无锡市新渎桥镇;1950年在东北工学院采矿系学习;1954年在北京矿业学院攻读采矿工程专业研究生;1956年在北京矿业学院任助教、讲师;1970年在四川矿业学院任讲师、副教授;1980年至今任中国矿业大学副教授、教授;1987年任中国矿业大学采矿工程系主任……曾被评为首批国家有突出贡献中青年专家,荣获全国五一劳动奖章和全国先进工作者称号,国家首批特殊津贴获得者。

钱鸣高,中国矿业大学教授,我国著名矿山压力专家,中国矿山压力与岩层控制学科主要奠基人之一。1995年当选中国工程院院士。提出采场上覆岩层的“砌体梁平衡假说”及老顶破断规律及其在破断时在岩体中引起的扰动理论,将中国矿压研究推进到国际先进水平;创立的“砌体梁”模型,突破了传统的定性假说;建立的悬露“板”力学模型,为顶板来压预测预报奠定了理论基础;提出“支架——围岩”关系监测原理,开创了主动控制矿山压力的新方向;七十余岁提出煤炭“绿色开采”和“科学开采”理念,开创了系统的煤炭环保开采之路。

钱鸣高教授1962年培养出我国煤炭系统第一位采矿工程研究生,1984年被评为煤炭系统第一位采矿工程博士生导师,1987年培养出煤炭系统第一位采矿工程博士。1984年被评为首批国家有突出贡献中青年专家,1991首批享受国家特殊津贴,1994年获“能源大奖”,1996年获全国五一劳动奖章,2000年获全国先进工作者称号。2007年任中国煤炭学会名誉理事长。

认准重工业兴国

坚定选择煤炭开采专业

1932年,钱鸣高出生在江苏无锡的一个小镇上。在钱鸣高5岁那年,抗日战争爆发,也是那一年,父亲因病过早去世,家里失去了主要经济来源。在沦陷区,日本人要杀谁就杀谁,侵略者的铁蹄与家庭经济的衰落,让钱鸣高饱受了民族的苦难与自身艰难生存的艰辛。但却是在这段时间里,他养成了在苦难和逆境中顽强生活的耐力和发奋图强的决心。

抗战还没有胜利,钱鸣高在小镇读初中,刚刚懂事的钱鸣高开始受到“科学救国”思想的影响,那时他就坚信,国家的兴盛必须走发展重工业的道路。1947年,钱鸣高考入省内著名的高级中学苏州中学,埋头读书。

就在钱鸣高高中快毕业的时候,苏州解放了,他得到了上大学的机会。1950年春天东北工学院在上海招生,当时他很想学物理,但那时东北工学院是工科大学,于是他就选择了机械专业。同年4月,他和大批被录取的同学,踏上了由上海开往东北的列车,抵达重工业基地抚顺。入学不久,学校组织学生参观抚顺煤都。国家发出“哪里需要到哪里,哪里艰苦到哪里”的号召,学校号召大家改学采矿,钱鸣高更是认为这就是兴国之路,来东北工学院就要学采矿,如果学机械就不如去清华了。于是他坚决改学采矿,从此,钱鸣高的一生就与采矿工业结下了不解之缘。

大学四年的教育,让钱鸣高深深感到我国重工业建设的落后。解放前,我国的采矿科学几乎空白。那时我国煤炭产量很低,仅仅是讨论煤怎么挖出来,风怎么送进去,似乎没有什么学问好谈,也没有像样的教科书。解放初期,采矿工业由学英美改为学苏联,上课的教材是由苏联原文或俄文编译过来的,在教科书中,所有学术观点甚至技术方法都没有我们国家自己的一席之地。

1954年,钱鸣高大学毕业被选送到北京矿业学院攻读采矿系采煤专业研究生。他的导师张正平和前苏联洛莫夫教授,指导他学会了科学研究和做学问的方法,把他引入采矿科学殿堂之门。

采矿科学是一个实践性很强的学科,在开滦赵各庄矿,他把自己长时间测得的规律进行汇报,工程师一句“谈得不错,但如何解决现在面临的问题”让他醍醐灌顶。

1957年他留校任教,直接从事影响煤矿安全生产的矿山压力及其控制的研究。1958年,他开始深入到阜新、开滦、阳泉、大同等矿区第一线进行技术革新。这段经历不仅丰富了他对矿山压力控制的感性认识,也让他深深懂得,一定要理论联系实际、踏踏实实工作。理论是从实践中提炼出来的,也要到实践中去检验真伪。

心系矿工人身安全

发明世界著名“砌体梁”理论

我国煤矿开采中事故频繁,煤炭开采常以牺牲矿工生命为代价,百万吨死亡率很高。工作面长时期没有实现机械化,大量采用单体支架,单体支架工作阻力小且支护结构很不稳定,因此工作面冒顶事故不断,伤亡严重。钱鸣高和所在的团队就开始研究如何解决煤矿工作面冒顶事故的防治问题。

在“文化大革命”中,钱鸣高因为“只专不红”被下放到京西矿务局劳动。他全身心地深入到几百米深处,在井下观察岩层运动,记录、分析数据,进行矿压研究。水、火、瓦斯、出奇不意擦着耳朵掉下来的石块,这些危险的经历对钱鸣高来讲都是家常便饭。

30年苦苦求索,钱鸣高踏遍了大同、阳泉、平顶山、西山、邢台等矿区,先后测得10余万个岩层的移动数据,这一个个沾着汗水、泪水,甚至血水的数据使他早在50年代提出的假说,变成了世界著名的“砌体梁”理论。

1982年,在英国Newcastle大学国际岩层力学讨论会上,中国矿业大学教授钱鸣高宣读的论文《岩壁开采上覆岩层活动规律及其在岩层控制中的应用》得到了与会科学家的高度评价。美国、土耳其、印度等国家的科学家也相继发表文章,并把钱鸣高教授的理论称为“钱氏理论”、“鸣高模型”。该理论得到了学术界的公认,把中国的矿压研究推进到国际先进水平。

1980年钱鸣高去德国埃森当时著名的煤炭开采研究中心访问考察三个月,对他的科学研究与国际先进水平接轨起到不小的作用。经过不断的研究和探索,他提出采场上覆岩层活动规律中老顶岩层破断的“砌体梁”理论和结构力学模型。

20世纪90年代中期,随着对岩层控制科学研究的不断深入,并为解决采动对环境的影响,相关研究涉及岩层控制中更广泛的问题。主要是开采引起岩体裂隙场的改变,和更准确地描述开采对地表沉陷的影响。钱鸣高和他的团队提出“关键层”理论,用力学的方法求解采动后岩体内部的应力场和裂隙场的改变,由此对采场矿压、开采沉陷、采动岩体中水和瓦斯运移形成统一认识和完整的力学描述。上述研究成果在而后的岩层稳定控制和瓦斯抽中采得到了广泛的认可和引用。

为把理论转化成生产力应用到井下,钱鸣高先后到大屯、应城等矿区进行试验。该成果推广后,显著改善了煤矿安全生产条件,降低了全国煤炭百万吨死亡率。顶板事故也得到大幅度下降。钱鸣高以他的矿压理论为矿工撑起了一片安全的天空。

钱鸣高认为:上天难入地更不容易,矿工用神圣艰苦的劳动换来社会的光明,要安全开采,尊重矿工的生命。农业和矿业都是一个国家的基础,应该备受重视。

为创新驱动科学发展

一生奠基开拓我国煤炭开采大业

人们公认:说起中国矿业的高等教育,不能不提中国矿业大学;说起中国矿业大学,不能不提及中国工程院院士、中国矿业大学教授钱鸣高。

在矿大迎来百年校庆之际,钱鸣高认为:学校应该很好地总结学校的百年历史、办学经验、辉煌成就,展望煤炭生产发展和新能源的未来,确立学校的发展定位。以煤炭为主要服务对象,要办成一流能源科技大学的矿业大学,要回答以下问题:煤炭作为能源存在的安全、环境、资源和经济等能否得到解决,我国的环境容量允许多少;煤炭将来的最佳用途是能源还是煤化工;在环境容量范围内,煤炭工业如何实现现代化;如何破解煤炭作为自然资源价值的评估和其负外部性的影响,如何使煤炭企业健康发展;如何使资源优势转变为经济优势;由于煤炭赋存条件和运输不一致,导致开采成本有很大差异,如何使企业公平竞争;煤炭的合理价格应为多少,国家应制定哪些相关政策;可再生能源如何发展,矿大的优势在哪里;如何改造学科以满足科学采矿和能源发展的需求;如何使煤炭行业全面进入科学发展,成为既安全又高效、受人尊敬的行业?

一切工程都需要能源和资源,所有的化工原料也是通过采矿获取的,有句话叫做“Everything begins with mining”,采矿是一门既古老又现代的行业,希望今天的矿业学子勤于学习、勤于实践、勤于思考、勤于总结,担当起把母校办成世界一流的能源科技大学的历史责任。

随着机械化开采的发展,我国煤炭开采规模越来越大,地面塌陷、水系受损、空气污染等对环境的破坏也越来越厉害。人类的消费只是“效用消费”,万物皆取于自然也最终回归自然。因此要达到人与自然的和谐,必须科学地获取和回归,为此钱鸣高在采动引起岩层运动理论的基础上提出了“绿色开采”的理念。

钱鸣高院士希望将瓦斯、水、土地、矸石等各种曾给环境造成损害的“资源”变废为宝,通过“绿色开采”取得最佳的环境效益和社会效益。国际采矿专家A.K.Ghose评价我们的成果说:“这些技术为减少采矿对环境的破坏提供了方向,有望改变煤矿开采是环境掠夺者的形象。”

钱鸣高院士认为:大规模开采煤炭,不仅对环境产生影响,在安全方面更是隐患多多,而科技是安全保障永恒的主题。煤炭行业也必须加强生产安全和环境保护的研究,并完善有关技术。显然,用人的生命和破坏环境换资源是不可取的,必将受到社会的责难。为此,2006年开始,他和他的团队提出“科学采矿”:在保证安全、保护环境和珍惜资源的前提下高效地采出煤炭。2007年以后,已连续4年召开全国性科学采矿学术研讨会,科学采矿已被学术界和工程技术人员广泛关注。




责任编辑: 李颖

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