金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室
【概 况】
金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室于2003年经教育部批准建立,2004年开始建设,2007年通过验收,2012年通过教育部评估。实验室覆盖4个一级学科博士点;拥有性能先进的MTS岩石力学实验机、电液伺服岩石三轴试验机、EH-4大地连续电导率成像系统、矿山减灾结构综合试验系统、数字开采模拟实验系统等一批现代化实验设施;建设了金属矿山采矿系统优化与地压控制、金属矿床高效开采理论与方法、矿山人工环境研究及采动灾害预测与防治、“数字矿山”理论与应用4个实验区,实验室现有建筑面积6400m2。
截至2013年12月31日,实验室设备总值6836万元,设备总数达3576台套,其中10万元以上大型设备89台套,40万元以上大型设备31台套。
【科研活动】
实验室依托“矿业工程”、“安全科学与工程”两个国家级重点学科,紧密围绕国家金属矿产资源开发利用的重大战略需求,瞄准矿业与安全工程学科前沿,围绕采用现代高新技术改造传统采矿产业这一主题,以解决影响矿山安全高效开采的突出问题为目标,全面展开采矿基础科学创新及其应用研究。
通过近5年的建设,已在矿山岩石力学、金属矿产资源绿色高效开采、数字矿山与智能采矿、矿山灾害防控的新理论、新方法、新技术等方面形成了特色优势,其中矿山岩石力学理论、膏体充填采矿方法等关键理论与技术已进入国际领先行列。
实验室围绕国家经济及矿业发展需求,已形成5个优势学科方向:
1. 深部岩石力学与工程,重点展开矿山地应力测量与反演、矿山岩体力学多场耦合理论、采矿设计不确定性分析和优化理论、深井工程支护和加固理论与方法等研究,为金属矿山高效开采与安全奠定了理论基础。
2. 金属矿山绿色高效开采理论与技术,重点展开深部金属矿绿色开采理论与关键技术、复杂难采金属矿床开采方法与工艺、膏体充填开采理论与技术、矿山“三废治理”和资源综合利用技术等研究,实现了深部、复杂矿床的高效绿色开采。
3. 数字矿山理论与技术,重点展开采矿数字建模理论与技术、矿山开采可视化与虚拟现实、智能采矿装备与控制技术等研究,为我国金属矿山资源数字化、智能化开采奠定了基础。
4. 矿山灾害防控理论与技术,重点展开采矿工程稳定性分析及地压监测与控制、矿山采动灾害及地质灾害预测与防治、深部动力灾害协同治理技术与装备等研究,保障了金属矿山的开采安全。
5. 矿山通风防尘与避险技术,重点展开深部热动力灾害防控技术与装备、矿山职业危害防治技术与装备、矿井通风和热害治理、深部开采应急救援理论与装备等研究,实现了金属矿山灾害的有效防控。
实验室依托的“矿业工程”学科2017年获国家“双一流”建设学科,在“软科世界一流学科排名(2017)”中位列世界第一,研究成果已为国家矿产资源高效开发利用和资源安全保障提供了重要科技支撑。
【学术交流】
实验室近5年来在矿山与安全工程领域的基础科学与重大关键技术方面,各研究方向均取得了一系列重大突破,获得国家科技进步二等奖6项等一系列重要研究成果:
研究方向一:深部岩石力学与工程。该方向获国家科技进步二等奖1项、省部级奖24项,出版专著4部,发表SCI/EI论文120余篇,创造出显著的经济社会效益,在国内外产生重要影响。《岩石力学与工程》作为《岩石力学》课程的重要参考教材被国内外矿业类院校广泛使用,并获得国家教学成果二等奖和北京市高等教育精品教材。
研究方向二:金属矿山绿色高效开采理论与技术。该方向获国家科技进步二等奖2项、省部级奖25项,授权发明专利45项,发表SCI/EI论文100余篇,出版学术专著2部。成果在国内金属矿山广泛推广应用,为我国金属矿安全绿色高效开采提供强有力的理论与技术支撑,促进了绿色矿业的发展。同时成功应用于赞比亚谦比希铜矿等国外矿山,推动了我国金属矿绿色高效开采技术登上世界舞台。
研究方向三:数字矿山理论与技术。该方向先后获国家科学技术进步二等奖1项、省部级奖18项、软件著作权8项,发表SCI/EI论文100余篇,出版规划教材1部,研究成果在金属矿山广泛应用,全面推进了我国金属矿山的数字化、智能化进程。
研究方向四:矿山灾害防控理论与技术。该方向获国家科学技术奖二等奖1项,省部级科学技术奖35项;制定国家标准1项;授权发明专利18项;发表SCI/EI论文100余篇,出版专著8部。成果已在全国100多个矿山应用,极大推动了深井开采技术的进步,取得了显著的经济和社会效益。
研究方向五:矿山通风防尘与避险技术。该方向获国家科技进步二等奖1项、省部级奖18项,出版专著1部,发表SCI/EI论文90余篇。同时,为国务院“23号令”、《煤矿井下紧急避险系统建设管理暂行规定》等规范、标准的制定提供了核心数据支撑,促进了安全避险“六大系统”在我国矿山的全面推广。
实验室长期注重校企合作,结合各类科技项目的有效实施,为我国矿产资源安全、高效开发与利用提供了理论指导与新技术支撑,并开展了大量的技术培训与咨询服务等工作。累计推广科技成果53项,取得了60多亿元的经济效益和广泛的社会、生态效益,有力支撑了国家和地方经济的可持续发展和相关行业的技术进步与产业升级。
实验室多项研究成果及时转化为生产力,为我国矿业、安全工程领域的创新发展与工业化应用做出了重要贡献,备受国内外同行高度关注与好评。