基本概況
太原理工大學(xué)采礦工程學(xué)科始建于1958年的山西礦業(yè)學(xué)院采礦工程專業(yè),為華北地區(qū),乃至全國(guó)培養(yǎng)和輸送了大批優(yōu)秀人才。采礦工程學(xué)科1986年批準(zhǔn)碩士學(xué)位授予權(quán),1996年正式列為山西省重點(diǎn)學(xué)科,1998年批準(zhǔn)采礦工程博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn),2003年批準(zhǔn)礦業(yè)工程一級(jí)學(xué)科博士后流動(dòng)站。2007年增列為國(guó)家重點(diǎn)培育學(xué)科。太原理工大學(xué)采礦工程學(xué)科主要由礦業(yè)工程學(xué)院的采礦工程系,校直屬的采礦工藝研究所組成。共有教師68名,實(shí)驗(yàn)人員8名,其中:博導(dǎo)8名,教授19名,副教授28名,博士23名,在讀博士研究生19名。實(shí)驗(yàn)室建筑面積達(dá)到5000m2,實(shí)驗(yàn)設(shè)備總值3600萬(wàn)元,目前擁有大型真三軸多功能試驗(yàn)機(jī)、225kv顯微CT實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、巖體固流耦合試驗(yàn)臺(tái)、低滲透煤層煤層氣開采的水力割縫及定向鉆機(jī)和中試試驗(yàn)臺(tái)等一批大型、高精尖的國(guó)內(nèi)一流的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。
太原理工大學(xué)采礦工程學(xué)科除煤礦開采方法、礦山壓力與巖層控制、巷道圍巖支護(hù)、采礦系統(tǒng)工程等傳統(tǒng)的研究方向人才濟(jì)濟(jì)外,更具有原位溶浸采礦、煤層氣開采等幾個(gè)國(guó)內(nèi)獨(dú)具特色、朝氣蓬勃和實(shí)力雄厚的新興學(xué)科方向和人才隊(duì)伍,并取得了頗豐的成果。
本學(xué)科點(diǎn)始終圍繞著解決晉陜蒙地區(qū)煤礦重大技術(shù)難題和礦產(chǎn)資源高效安全開采的國(guó)際性技術(shù)難題攻關(guān)和選擇申報(bào)國(guó)家、省部及企業(yè)的科研任務(wù),始終圍繞采礦工程基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究相長(zhǎng),本學(xué)科組二十年來(lái),持續(xù)承擔(dān)國(guó)家攻關(guān)課題、863項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目和面上項(xiàng)目,省部級(jí)項(xiàng)目,并承擔(dān)企業(yè)的重大技術(shù)難題攻關(guān)與服務(wù)項(xiàng)目。近十幾年來(lái),每年進(jìn)賬的科研經(jīng)費(fèi)1500萬(wàn)元,加上延續(xù)和預(yù)研項(xiàng)目,實(shí)際上每年用于科研的活動(dòng)經(jīng)費(fèi)達(dá)4000萬(wàn)元以上。本學(xué)科圍繞上述6個(gè)研究方向,不斷地提出新理論、新技術(shù)、并不斷地攻克技術(shù)難題,推動(dòng)了煤炭及其它礦產(chǎn)資源開采的重大技術(shù)進(jìn)步。這些年來(lái),更是快速發(fā)展,產(chǎn)出了許多有重要影響的標(biāo)志性成果,連續(xù)獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)和國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng),獲得省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)30余項(xiàng)。梁衛(wèi)國(guó)博士獲得2008年度全國(guó)百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文,從而填補(bǔ)了太原理工大學(xué)該領(lǐng)域的空白。
本學(xué)科點(diǎn)有一批朝氣蓬勃的學(xué)術(shù)帶頭人,緊密圍繞采礦工程的主方向,扎扎實(shí)實(shí)地工作,不斷創(chuàng)新和研發(fā)出新的技術(shù)。目前本學(xué)科整體處于國(guó)際先進(jìn)水平。
主要研究方向:
1) 高產(chǎn)高效開采方法:這是采礦工程的主干學(xué)科方向,具有我校鮮明特色的是1980年代開始的“傾斜長(zhǎng)壁開采方法”、1980年代后期開始的“放頂煤開采方法”和1990年代后期開始的“綜采大采高開采方法”。尤其在放頂煤開采方法方面成果卓著,靳鐘銘教授帶領(lǐng)的課題組,最先開展了“綜采放頂煤開采”的理論研究,主持進(jìn)行了以后對(duì)放頂煤開采技術(shù)有重要影響的“潞安王莊煤礦4309綜采放頂煤工作面的工業(yè)試驗(yàn)”。發(fā)現(xiàn)了頂煤壓裂區(qū)分布、放頂煤工作面支架最大支護(hù)阻力小于普采面的最大支護(hù)阻力;提出了預(yù)注水和煤層裂隙方位匹配的中硬煤放頂煤軟化技術(shù),提出了頂煤冒放性控制理論,并在潞安、大同、晉城、準(zhǔn)格爾、海渤灣等礦區(qū)廣泛使用。其成果2001年獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。圍繞綜采大采高采煤方法:提出了煤壁片幫機(jī)理、大采高支架架型和穩(wěn)定性、支架支護(hù)阻力、頂板變形、跨落及頂板移動(dòng)結(jié)構(gòu)等理論。長(zhǎng)期進(jìn)行了鄂爾多斯地區(qū)淺埋深、厚煤層、一次采高5.5m的開采工藝的研究,為神東礦區(qū)建成世界領(lǐng)先的現(xiàn)代化礦井做出了重要貢獻(xiàn)。
2) 原位溶浸采礦理論與技術(shù) 這是國(guó)內(nèi)外采礦工程學(xué)科孕育多年,但進(jìn)展緩慢的新興研究方向,長(zhǎng)江學(xué)者趙陽(yáng)升教授憑借他二十多年從事礦山巖體固流耦合理論研究的雄厚基礎(chǔ),從1990年代中期開始,在鹽礦控制水溶開采、巖鹽油氣儲(chǔ)庫(kù)控制溶解建造、油頁(yè)巖原位開采、高溫巖體地?zé)衢_采等資源開采領(lǐng)域,提出了創(chuàng)新的技術(shù)與工藝,取得鹽類礦床群井致裂控制水溶開采方法的兩項(xiàng)發(fā)明專利,在多個(gè)企業(yè)使用,實(shí)現(xiàn)了鹽礦水溶開采方法的重大技術(shù)變革,2005年獲得國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)。發(fā)明的“對(duì)流加熱油頁(yè)巖開采油氣的方法”,現(xiàn)正開始工業(yè)試驗(yàn),該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于我國(guó)油頁(yè)巖油氣資源的開采,保障我國(guó)能源安全具有重大意義。
3) 礦山壓力與巖層控制 本學(xué)科主要針對(duì)山西、內(nèi)蒙煤系地層和特厚煤層開采方法的特點(diǎn),如大同煤田和寧武煤田的厚層狀砂礫巖頂板,沁水煤田的石灰?guī)r頂板,以及東勝煤田厚層狀砂礫巖頂板,從1980年代初期開始至今,持續(xù)開展了堅(jiān)硬頂板礦山壓力研究,提出了懸板懸梁模型,預(yù)注水和預(yù)裂爆破弱化的堅(jiān)硬頂板控制理論,提出了堅(jiān)硬頂板沖擊來(lái)壓、大面積跨落的颶風(fēng)理論等,直接指導(dǎo)了大同-寧武煤田與東勝煤田堅(jiān)硬頂板控制與支架選型。在山區(qū)地表開采沉陷規(guī)律及其引發(fā)山體滑坡的預(yù)計(jì)、預(yù)測(cè)和防治方面在國(guó)內(nèi)獨(dú)樹一幟,具有重要影響。
4) 巷道圍巖穩(wěn)定性控制理論與技術(shù) 隨著我國(guó)煤礦開采深度增加,巷道斷面增大,地下水和采動(dòng)載荷的作用使巷道圍巖穩(wěn)定性控制十分困難,本學(xué)科在此方向的顯著特色是:錨-梁-網(wǎng)-索-注聯(lián)合支護(hù)與加固理論及技術(shù),錨桿支護(hù)質(zhì)量動(dòng)態(tài)無(wú)損檢測(cè)和錨桿支護(hù)新型材料。提出了煤系地層巷道巖層結(jié)構(gòu)分類方法,與針對(duì)各類圍巖條件的支護(hù)方案,研制了NS錨固材料,并對(duì)巨厚松軟巖層、破碎復(fù)合頂板、厚層松軟大斷面開切眼、流變軟巖回采巷道、松軟破碎的全煤巷道成功地實(shí)現(xiàn)了綜合支護(hù)。針對(duì)國(guó)內(nèi)煤礦巷道及其它地下工程錨桿的大規(guī)模使用,研究了錨桿底端反射波的特征,提出了檢測(cè)用的導(dǎo)波理論,研制了錨桿錨固質(zhì)量底端反射檢測(cè)儀器,并初步在煤礦中應(yīng)用。
巖巷的快速掘進(jìn)技術(shù),極松軟煤巷的快速掘進(jìn)與支護(hù)技術(shù)方面的發(fā)展,如松軟煤層巷道的支護(hù)技術(shù)與錨桿支護(hù)的無(wú)損檢測(cè)裝備化,形成標(biāo)志性成果。
5) 煤層氣開采與瓦斯災(zāi)害治理
本學(xué)科方向針對(duì)高瓦斯煤層、低滲透煤層、煤層氣開發(fā)、甲烷冰合成儲(chǔ)運(yùn)等煤層氣開采和礦井瓦斯防治領(lǐng)域的前沿性理論、技術(shù)與工程問(wèn)題,系統(tǒng)地進(jìn)行了一系列開拓性研究,取得了一批國(guó)際國(guó)內(nèi)矚目的成果。
其顯著特色是:
、 煤層瓦斯運(yùn)移的固流耦合與擴(kuò)散滲流理論 我校建立了國(guó)內(nèi)外第一個(gè)煤層瓦斯流動(dòng)的固氣耦合數(shù)學(xué)模型及其數(shù)值解法,揭示了孔隙瓦斯作用下煤體有效應(yīng)力規(guī)律,建立了瓦斯擴(kuò)散滲流理論模型和孔隙裂隙煤體瓦斯愈滲理論模型。
、 低滲透煤層瓦斯抽放理論與技術(shù) 根據(jù)我校創(chuàng)立的理論,提出了兩種低滲透煤層瓦斯抽放技術(shù)方案,注二氧化碳?xì)怛?qū)替煤層瓦斯的方法;水力割縫強(qiáng)化低滲透煤層瓦斯抽放的方法。從1997到2007年,歷時(shí)10年,研制成功低滲透煤層改造的水力定向鉆孔――割縫的成套裝備與技術(shù),2004 年在潞安礦務(wù)局五陽(yáng)煤礦試驗(yàn),取得了低滲透煤層瓦斯抽放的初步效果。共獲得國(guó)家發(fā)明專利8項(xiàng)。
、 甲烷冰人工合成與儲(chǔ)運(yùn)技術(shù),我校研制成獨(dú)具特色的甲烷冰人工合成實(shí)驗(yàn)臺(tái),已成功地合成了甲烷冰,其含氣密度達(dá)155m3/噸,是目前人工合成的最好指標(biāo)。為礦井瓦斯治理與利用開拓了全新的方向,在國(guó)內(nèi)外著名學(xué)術(shù)刊物發(fā)表了100余篇學(xué)術(shù)論文,被SCI收錄8篇。近年將在低滲透煤層瓦斯抽放技術(shù)與裝備方面取得突破,從而大大緩解煤礦瓦斯災(zāi)害的威脅。
6) 采礦系統(tǒng)工程 針對(duì)晉陜蒙地區(qū)煤炭開采基地的現(xiàn)代化大型礦井的建設(shè),開展了礦山系統(tǒng)定性與定量、靜動(dòng)態(tài)相結(jié)合的系統(tǒng)工程研究,特色是:礦井開采系統(tǒng)優(yōu)化;礦井生產(chǎn)決策咨詢實(shí)施系統(tǒng);礦井運(yùn)輸系統(tǒng)可靠性及其監(jiān)測(cè)裝置,研制成功并推廣應(yīng)用了水平活動(dòng)煤倉(cāng)和膠帶輸送機(jī)在線檢測(cè)裝置,為大型礦井生產(chǎn)系統(tǒng)可靠性保障做出了重要貢獻(xiàn)。
太原理工大學(xué)采礦工程學(xué)科簡(jiǎn)介
發(fā)布時(shí)間:2017-11-25
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