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学科点简介--采矿工程学科(081901)

时间:2010-05-24 12:28来源:未知 作者:admin 点击:
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基本概况
太原理工大学采矿工程学科始建于1958年的山西矿业学院采矿工程专业,为华北地区,乃至全国培养和输送了大批优秀人才。采矿工程学科1986年批准硕士学位授予权,1996年正式列为山西省重点学科,1998年批准采矿工程博士学位授权点,2003年批准矿业工程一级学科博士后流动站。2007年增列为国家重点培育学科。太原理工大学采矿工程学科主要由矿业工程学院的采矿工程系,校直属的采矿工艺研究所组成。共有教师68名,实验人员8名,其中:博导8名,教授19名,副教授28名,博士23名,在读博士研究生19名。实验室建筑面积达到5000m2,实验设备总值3600万元,目前拥有大型真三轴多功能试验机、225kv显微CT实验系统、岩体固流耦合试验台、低渗透煤层煤层气开采的水力割缝及定向钻机和中试试验台等一批大型、高精尖的国内一流的实验设备。


太原理工大学采矿工程学科除煤矿开采方法、矿山压力与岩层控制、巷道围岩支护、采矿系统工程等传统的研究方向人才济济外,更具有原位溶浸采矿、煤层气开采等几个国内独具特色、朝气蓬勃和实力雄厚的新兴学科方向和人才队伍,并取得了颇丰的成果。


本学科点始终围绕着解决晋陕蒙地区煤矿重大技术难题和矿产资源高效安全开采的国际性技术难题攻关和选择申报国家、省部及企业的科研任务,始终围绕采矿工程基础研究与应用研究相长,本学科组二十年来,持续承担国家攻关课题、863项目、国家自然科学基金重点项目和面上项目,省部级项目,并承担企业的重大技术难题攻关与服务项目。近十几年来,每年进账的科研经费1500万元,加上延续和预研项目,实际上每年用于科研的活动经费达4000万元以上。本学科围绕上述6个研究方向,不断地提出新理论、新技术、并不断地攻克技术难题,推动了煤炭及其它矿产资源开采的重大技术进步。这些年来,更是快速发展,产出了许多有重要影响的标志性成果,连续获得国家技术发明二等奖和国家科技进步二等奖2项,获得省部级科技进步奖30余项。梁卫国博士获得2008年度全国百篇优秀博士学位论文,从而填补了太原理工大学该领域的空白。


本学科点有一批朝气蓬勃的学术带头人,紧密围绕采矿工程的主方向,扎扎实实地工作,不断创新和研发出新的技术。目前本学科整体处于国际先进水平。


主要研究方向:
1) 高产高效开采方法:这是采矿工程的主干学科方向,具有我校鲜明特色的是1980年代开始的“倾斜长壁开采方法”、1980年代后期开始的“放顶煤开采方法”和1990年代后期开始的“综采大采高开采方法”。尤其在放顶煤开采方法方面成果卓著,靳钟铭教授带领的课题组,最先开展了“综采放顶煤开采”的理论研究,主持进行了以后对放顶煤开采技术有重要影响的“潞安王庄煤矿4309综采放顶煤工作面的工业试验”。发现了顶煤压裂区分布、放顶煤工作面支架最大支护阻力小于普采面的最大支护阻力;提出了预注水和煤层裂隙方位匹配的中硬煤放顶煤软化技术,提出了顶煤冒放性控制理论,并在潞安、大同、晋城、准格尔、海渤湾等矿区广泛使用。其成果2001年获得国家科技进步二等奖。围绕综采大采高采煤方法:提出了煤壁片帮机理、大采高支架架型和稳定性、支架支护阻力、顶板变形、跨落及顶板移动结构等理论。长期进行了鄂尔多斯地区浅埋深、厚煤层、一次采高5.5m的开采工艺的研究,为神东矿区建成世界领先的现代化矿井做出了重要贡献。

2)  原位溶浸采矿理论与技术  这是国内外采矿工程学科孕育多年,但进展缓慢的新兴研究方向,长江学者赵阳升教授凭借他二十多年从事矿山岩体固流耦合理论研究的雄厚基础,从1990年代中期开始,在盐矿控制水溶开采、岩盐油气储库控制溶解建造、油页岩原位开采、高温岩体地热开采等资源开采领域,提出了创新的技术与工艺,取得盐类矿床群井致裂控制水溶开采方法的两项发明专利,在多个企业使用,实现了盐矿水溶开采方法的重大技术变革,2005年获得国家技术发明二等奖。发明的“对流加热油页岩开采油气的方法”,现正开始工业试验,该项技术对于我国油页岩油气资源的开采,保障我国能源安全具有重大意义。

3) 矿山压力与岩层控制   本学科主要针对山西、内蒙煤系地层和特厚煤层开采方法的特点,如大同煤田和宁武煤田的厚层状砂砾岩顶板,沁水煤田的石灰岩顶板,以及东胜煤田厚层状砂砾岩顶板,从1980年代初期开始至今,持续开展了坚硬顶板矿山压力研究,提出了悬板悬梁模型,预注水和预裂爆破弱化的坚硬顶板控制理论,提出了坚硬顶板冲击来压、大面积跨落的飓风理论等,直接指导了大同-宁武煤田与东胜煤田坚硬顶板控制与支架选型。在山区地表开采沉陷规律及其引发山体滑坡的预计、预测和防治方面在国内独树一帜,具有重要影响。

4) 巷道围岩稳定性控制理论与技术  随着我国煤矿开采深度增加,巷道断面增大,地下水和采动载荷的作用使巷道围岩稳定性控制十分困难,本学科在此方向的显著特色是:锚-梁-网-索-注联合支护与加固理论及技术,锚杆支护质量动态无损检测和锚杆支护新型材料。提出了煤系地层巷道岩层结构分类方法,与针对各类围岩条件的支护方案,研制了NS锚固材料,并对巨厚松软岩层、破碎复合顶板、厚层松软大断面开切眼、流变软岩回采巷道、松软破碎的全煤巷道成功地实现了综合支护。针对国内煤矿巷道及其它地下工程锚杆的大规模使用,研究了锚杆底端反射波的特征,提出了检测用的导波理论,研制了锚杆锚固质量底端反射检测仪器,并初步在煤矿中应用。
岩巷的快速掘进技术,极松软煤巷的快速掘进与支护技术方面的发展,如松软煤层巷道的支护技术与锚杆支护的无损检测装备化,形成标志性成果。

5) 煤层气开采与瓦斯灾害治理   
本学科方向针对高瓦斯煤层、低渗透煤层、煤层气开发、甲烷冰合成储运等煤层气开采和矿井瓦斯防治领域的前沿性理论、技术与工程问题,系统地进行了一系列开拓性研究,取得了一批国际国内瞩目的成果。

其显著特色是:
① 煤层瓦斯运移的固流耦合与扩散渗流理论  我校建立了国内外第一个煤层瓦斯流动的固气耦合数学模型及其数值解法,揭示了孔隙瓦斯作用下煤体有效应力规律,建立了瓦斯扩散渗流理论模型和孔隙裂隙煤体瓦斯愈渗理论模型。
② 低渗透煤层瓦斯抽放理论与技术  根据我校创立的理论,提出了两种低渗透煤层瓦斯抽放技术方案,注二氧化碳气驱替煤层瓦斯的方法;水力割缝强化低渗透煤层瓦斯抽放的方法。从1997到2007年,历时10年,研制成功低渗透煤层改造的水力定向钻孔――割缝的成套装备与技术,2004 年在潞安矿务局五阳煤矿试验,取得了低渗透煤层瓦斯抽放的初步效果。共获得国家发明专利8项。
③ 甲烷冰人工合成与储运技术,我校研制成独具特色的甲烷冰人工合成实验台,已成功地合成了甲烷冰,其含气密度达155m3/吨,是目前人工合成的最好指标。为矿井瓦斯治理与利用开拓了全新的方向,在国内外著名学术刊物发表了100余篇学术论文,被SCI收录8篇。近年将在低渗透煤层瓦斯抽放技术与装备方面取得突破,从而大大缓解煤矿瓦斯灾害的威胁。

6) 采矿系统工程   针对晋陕蒙地区煤炭开采基地的现代化大型矿井的建设,开展了矿山系统定性与定量、静动态相结合的系统工程研究,特色是:矿井开采系统优化;矿井生产决策咨询实施系统;矿井运输系统可靠性及其监测装置,研制成功并推广应用了水平活动煤仓和胶带输送机在线检测装置,为大型矿井生产系统可靠性保障做出了重要贡献。
 
主要学术带头人简介:
赵阳升,1955年生,博士、教授、博导、长江学者、矿业工程学院院长、兼采矿工艺研究所所长,山西省煤炭学会副理事长,矿产资源高效安全开采山西省重点实验室主任,1996年获得国家杰出青年科学基金。长期从事矿山岩体固流耦合作用的理论与工程应用研究,近十几年来开拓了盐矿控制水溶开采、油页岩原位开采、高温岩体地热开采、煤层气开采等原位溶浸采矿理论与技术的研究方向,发明了“盐类矿床群井致裂控制水溶开采方法”,获得2005年度国家技术发明奖二等奖。在《中国科学》《Transport in Porous Media》《Int. J. Rock. Mech.& Min. Sci.》 《Applied Math. Modelling》 等国内外著名学术期刊发表论文180多篇,被SCI收录10篇,EI收录70篇,撰写了“矿山岩石流体力学”等5部学术专著,获得发明专利10项,获得山西省科技进步一等奖3项。

靳钟铭,1940年生,教授、博士生导师,采矿工艺研究所名誉所长,在煤矿坚硬顶板控制和放顶煤开采理论与技术领域成果卓著,创建了悬梁悬板破断暂时平衡控制理论和顶煤冒放性控制理论,提出并实践了坚硬煤层和坚硬顶板的高压预注水、深孔预爆破和裂隙方位匹配三种弱化技术,为煤矿安全生产和提高采出率作出了重要贡献。主要完成的“坚硬厚煤层综放开采技术研究”,2001年获国家科技进步二等奖,“坚硬顶板下特厚易燃煤层采煤方法试验研究”等5项成果获山西省或煤炭部科技进步一、二等奖。发表科技论文150余篇,被SCI、EI、ISTP三大索引收录30余篇,撰写出版学术专著《煤矿坚硬顶板控制》《放顶煤开采理论与技术》2部,教材3部。

康立勋,1947年生,博士,教授,博导,现担任山西省绿色矿山工程技术中心主任,山西省煤炭学会副理事长。先后承担国家基金、山西省攻关项目和企业委托项目30余项,在国内外重要学术期刊发表学术论文50多篇,其中SCI,EI收录12篇,获得煤炭部科技进步特等奖和山西省科技进步二等奖共计5项。在煤矿矿山压力与岩层控制领域提出了多个结构模型,并在生产实际中应用,取得了显著效果。

康天合,1959年生,博士,教授,博导。现任太原理工大学采矿工艺研究所副所长,矿产资源高效安全开采山西省重点实验室副主任,主要研究方向:软岩改性及其工程稳定性;岩体结构力学与分形理论及其应用;复杂条件下地下工程稳定性及其控制;特厚煤层高效安全开采理论与技术等。在国内外核心期刊已发表学术论文60余篇,被SCI,EI收录10余篇;出版《断续岩体力学引论》专著1部,曾获省部级科技进步一等、二等奖5项。已完成省部级科研项目10余项,大型企业委托项目20余项。现承担国家基金和煤炭企业委托项目6项。

宋选民,1963年生,博士、教授、博导。太原理工大学采矿工艺研究所副所长,矿产资源高效安全开采山西省重点实验室副主任和山西省绿色开采工程中心副主任,长期从事浅埋深、薄基岩、厚风积沙的特厚煤层安全高效开采与矿山压力控制理论与技术,大断面、超长距离全煤巷道的支护控制与优化,采场顶板大面积垮落的飓风灾害理论与防治技术等方面的研究。获省部级科技进步特等奖、二等奖4项。在煤炭学报等期刊发表学术论文50多篇,EI收录8篇;出版《综放采场顶煤冒放性控制理论及其应用》专著1部。

吴世跃,1959年生,博士、教授、博导。长期从事煤层气开采与煤矿瓦斯灾害防治方面的研究,提出了煤层瓦斯扩散-渗流耦合作用模型和考虑固体变形的扩散-渗流耦合作用模型,揭示了低渗透煤层瓦斯运移机理。先后承担国家自然科学基金项目2项,省部级科研项目10余项,发表学术论文40余篇,出版专著1部。

田取珍,1956年生,教授,采矿系主任,长期从事采矿系统工程领域的研究,先后承担国家自然科学基金项目,和省部攻关项目12项,承担企业委托的科研项目20余项,撰写《采矿系统工程学》学术专著1部,参编教材3部。研制了冲击式采煤机样机,并获得国家发明专利,主持编制了采矿设计图件,使我校本科生毕业设计中十几年来一直采用计算机设计。

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