為辦成世界一流采礦學(xué)科而奮斗

錢鳴高，1932年12月生，著名采礦工程專家，中國工程院院士，中國礦業(yè)大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師，中國礦山壓力及其控制學(xué)科的主要奠基者和開拓者之一。六十多年來，在采礦工程學(xué)科建設(shè)及礦山壓力理論和實(shí)踐中具有創(chuàng)造性的成果和貢獻(xiàn)，共獲一項(xiàng)國家自然科學(xué)獎和兩項(xiàng)國家科技進(jìn)步獎，16項(xiàng)省部級獎。先后榮獲“能源大獎”、全國“五一”勞動獎?wù)隆⑷珖冗M(jìn)工作者稱號等。曾任煤炭工業(yè)礦山壓力中心站站長、中國煤炭學(xué)會副理事長、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會常務(wù)理事等。2007年至今，當(dāng)選為中國煤炭學(xué)會名譽(yù)理事長。主持編寫《礦山壓力及其控制》《中國煤礦采場圍巖控制》《巖層控制的關(guān)鍵層理論》等著作10余部，發(fā)表論文140余篇，培養(yǎng)了22名博士研究生和22名碩士研究生。1995年，被評為中國工程院院士。

近期，大家都在討論一流學(xué)科建設(shè)，我總結(jié)了我一生做學(xué)問的過程和感悟，希望盡自己的微薄之力，對一流采礦學(xué)科建設(shè)有所啟發(fā)和幫助，也希望我為之奮斗一生的煤炭和教育事業(yè)能得到社會和國際上的認(rèn)可。

我的科研經(jīng)歷

1954年，我從東北工學(xué)院畢業(yè)，而后分配為北京礦業(yè)學(xué)院研究生，從此開始了一生的科研工作。在20世紀(jì)50年代的一次小型會議上，吳子牧院長、向余力老師等提出將來應(yīng)該形成我們自己的學(xué)派，這對我的影響很深，我一直銘記在心。當(dāng)時，普遍認(rèn)為采煤的學(xué)問在礦山壓力，我的科研工作也聚焦于此。問題的開始就是采礦工作面冒頂事故不斷，迫使我不斷思考工作面礦壓形成的原因究竟是什么。在不斷觀測中，受到周期來壓現(xiàn)象的啟發(fā)，我發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵在于層狀老頂破斷成塊狀后，其運(yùn)動有一定的規(guī)律性。因此，有可能形成承載結(jié)構(gòu)，而此結(jié)構(gòu)形態(tài)的改變將表現(xiàn)為工作面礦山壓力。事實(shí)上很多學(xué)者已經(jīng)注意到這個問題，當(dāng)時也有一些假說，如最初的：“梁拱”假說，而后發(fā)展到“鉸接巖塊”假說，雖然各自解釋了一定的現(xiàn)象，但都沒有完整的力學(xué)模型。到1962年，組織上讓我指導(dǎo)研究生（國內(nèi)煤炭系統(tǒng)第一次自行指導(dǎo)），題目是“采場上覆巖層活動規(guī)律”，但這篇論文仍然沒有圓滿地解決這個問題。隨之而來的是一系列政治運(yùn)動和“文化大革命”，學(xué)校搬遷至四川，這項(xiàng)研究工作暫時停頓了，但我的思考卻沒有停頓。在這一段時間，尤其是1972年引進(jìn)英國的液壓支架時，對工作面支架阻力的確定爭論比較大。由此，老頂破斷后巖塊相互限制形成的結(jié)構(gòu)問題又提到日程上來。經(jīng)過不斷實(shí)踐和長期思索，一次偶然的機(jī)會我把堅(jiān)硬巖塊視為構(gòu)件單元，用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法獲得了老頂破斷巖塊相互鉸接形成結(jié)構(gòu)的力學(xué)模型解，并確定了其穩(wěn)定條件。該模型解和穩(wěn)定條件使得工作面各種來壓現(xiàn)象和支護(hù)原理得到了合理、充分的解釋。

1978年，該模型在孔莊煤礦實(shí)測中得到了驗(yàn)證。由于生產(chǎn)需要，孔莊煤礦希望采用先采下層煤而后再采上層煤的開采方案，這就提出了上層煤是否會被下煤層開采所破壞的問題。由于當(dāng)時思路已經(jīng)打開，因此我認(rèn)為上行開采是可行的，并在礦井進(jìn)行了上行開采試驗(yàn)，取得圓滿成功。在這期間還進(jìn)行了大量的現(xiàn)場測定，得到了塊體運(yùn)動的全部信息。至此，證實(shí)了砌體梁模型的成立。

1982年，我去英國參加巖層力學(xué)國際會議，在大會上報告我的研究成果，題目是“采場上覆巖層活動規(guī)律”，我的報告得到了認(rèn)可，會議主持人認(rèn)為在這個領(lǐng)域我是引領(lǐng)者（可能是出于客氣），之后我的文章被他們引用，會議組織者說我的文章他的研究生都學(xué)習(xí)了。由此，我的研究工作得到了質(zhì)的突破，達(dá)到豁然開朗的境地。經(jīng)過1981年—1987年間國內(nèi)多次召開的礦山壓力理論與實(shí)踐討論會，該模型也得到了大家的普遍認(rèn)可。此后，“采場上覆巖層活動規(guī)律”模型被記錄在《中國大百科全書·礦冶卷》的“長壁工作面地壓”條目，還被國際著名采礦學(xué)者高斯（A.K.Ghose）稱之為“鳴高模型”，同時獲得了煤炭系統(tǒng)第一個國家自然科學(xué)獎。

在這一研究過程中，我的體會有以下幾點(diǎn)：一是要了解問題的主攻方向；二是要了解該領(lǐng)域的研究成果及存在的問題；三是要加強(qiáng)實(shí)踐，不斷觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。事實(shí)上，創(chuàng)新就是突破原有知識與思維方法在解決實(shí)際問題中碰撞出來的火花。

關(guān)于煤炭開采的科學(xué)系統(tǒng)研究

近十幾年，由于國家對能源的需求，煤炭得到大規(guī)模開發(fā)。為此，煤炭為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)，行業(yè)本身也是竭盡了全力，但社會對行業(yè)的責(zé)難很多。經(jīng)過長期思索，我認(rèn)為是行業(yè)突出的負(fù)外部性影響了社會。因此，我在多個場合談到行業(yè)的“貢獻(xiàn)和責(zé)難”。貢獻(xiàn)是明顯的，沒有煤炭就沒有鋼鐵和水泥，因此也就談不上大規(guī)模的建設(shè)；但煤炭的開采和利用對環(huán)境的影響也是顯而易見的，再加上行業(yè)的不安全性，這些導(dǎo)致了行業(yè)影響和社會地位低下。至今，采礦學(xué)科仍然不是能夠匯聚人才的學(xué)科，導(dǎo)致學(xué)采礦的年輕人職業(yè)自信心不強(qiáng)。顯然，煤炭行業(yè)的健康發(fā)展存在問題。針對這一問題，我的思考是：人類的萬物來自于大自然，經(jīng)過使用后又回歸大自然。因此，“獲取—使用—回歸”是人類與大自然相互關(guān)系的三大學(xué)問。在這一過程中，人類對“使用”特別感興趣，因?yàn)樗苯优c自身的利益有關(guān)，為此市場經(jīng)濟(jì)在使用領(lǐng)域發(fā)揮到極致。而獲取與回歸卻與我們賴以生存的地球環(huán)境有關(guān)，而環(huán)境在市場經(jīng)濟(jì)中又難以用價格來表述，由此導(dǎo)致市場失靈。善待地球、善待環(huán)境就是善待人類自己。因此，人類不能只研究使用而不注意“獲取與回歸”對環(huán)境的影響。

采礦是粗放而又艱苦的行業(yè)，入地比上天更難，由于難又不被重視因而成為粗放，越是粗放的行業(yè)越是沒有被開墾的“處女地”。由于行業(yè)艱苦而又為社會所必需，因此行業(yè)必須保證安全化、機(jī)械化和智能化，用人要少而精，待遇要高，同時要有社會地位。近年來，由于國家需要而利用了大量煤炭，為國民經(jīng)濟(jì)作出了貢獻(xiàn)，但超過了環(huán)境容量，破壞了環(huán)境，而且安全事故不斷。這些在企業(yè)成本中又難以體現(xiàn)，形成了行業(yè)的負(fù)外部性，由此導(dǎo)致社會的抱怨與責(zé)難。同時，市場經(jīng)濟(jì)引起的消費(fèi)波動，常常會使煤炭經(jīng)濟(jì)掉入“冰窟窿”。這方面固然有國家政策等方面的原因，但更多的是由于行業(yè)本身缺乏防備和相關(guān)預(yù)測研究。鑒于此，我從2003年開始就呼吁要研究“綠色采礦”“科學(xué)采礦”和“資源經(jīng)濟(jì)”，搞清楚這些學(xué)問從而使煤炭工業(yè)得以健康發(fā)展。

1.關(guān)于綠色采礦

進(jìn)入21世紀(jì)，由于國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，煤炭產(chǎn)量由近10億噸很快發(fā)展到25億噸，而后發(fā)展到40億噸，接近全世界產(chǎn)量的40%～50%。如此大規(guī)模的開采，加之矸石排放，必然對水資源、土地以及區(qū)域環(huán)境帶來嚴(yán)重影響。所有這些都與采動后的巖層運(yùn)動，尤其是裂隙場的形成密切相關(guān)。鑒于此，我和我的研究團(tuán)隊(duì)提出了以控制“關(guān)鍵層”為基礎(chǔ)的煤礦“綠色開采技術(shù)”，包括煤與瓦斯共采、保水開采、控制地表沉陷、矸石減排等。綠色開采提出后在國內(nèi)外引起了很大反響，上述技術(shù)尤其是各種充填開采技術(shù)在煤炭系統(tǒng)得到大力發(fā)展，充填采煤技術(shù)方法百花齊放。

2.關(guān)于科學(xué)采礦

隨著科學(xué)發(fā)展觀和低碳經(jīng)濟(jì)的提出，煤炭作為主體能源的地位必然受到質(zhì)疑。但是，目前其他可替代的能源尤其是可再生能源還沒有形成規(guī)模，煤炭在近期內(nèi)還將被大量使用。因此，首先必須解決煤炭利用對環(huán)境的影響，使其在環(huán)境容量范圍內(nèi)被利用，而發(fā)展?jié)崈裘汉投趸嫉奶幚砑夹g(shù)是當(dāng)務(wù)之急。由于煤炭開發(fā)和利用形成環(huán)境和安全的負(fù)外部性，再加上經(jīng)營管理不當(dāng)，因此煤炭在作為主體能源為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出貢獻(xiàn)的同時，也受到社會的責(zé)難。為此，隨著國家經(jīng)濟(jì)狀況的改善，以人為本是必然的理念，煤炭開采應(yīng)該從高危行業(yè)名單中消除。因此，在多次報告會上，我一再提出：珍惜資源、發(fā)展機(jī)械化和智能化、保護(hù)環(huán)境和保證工人安全的“科學(xué)采礦”必須得到發(fā)展。科學(xué)采礦同樣在行業(yè)內(nèi)引起強(qiáng)烈反響。當(dāng)時，煤炭經(jīng)濟(jì)形勢較好，大力發(fā)展了充填技術(shù)和復(fù)墾技術(shù)，有的學(xué)者還制定了科學(xué)產(chǎn)能以及煤礦開采科學(xué)性的評分標(biāo)準(zhǔn)，為各種條件下科學(xué)采礦提供了方向。這事實(shí)上也是煤炭科技“由大變強(qiáng)”的必由之路，也是煤炭學(xué)科的發(fā)展方向。

3.關(guān)于資源經(jīng)濟(jì)

資源經(jīng)濟(jì)的研究還是很不夠。一個行業(yè)經(jīng)濟(jì)上不去，如何吸引人才？由于煤炭行業(yè)的特殊性，很難適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的波動，至今國內(nèi)還沒有一個資源城市有效地轉(zhuǎn)型為經(jīng)濟(jì)城市，而先進(jìn)國家已經(jīng)沒有資源城市。市場經(jīng)濟(jì)是企業(yè)家的經(jīng)濟(jì)，企業(yè)家的行為很大程度上決定了行業(yè)能否健康發(fā)展。但當(dāng)前，煤炭企業(yè)家的責(zé)任仍不十分明確。在市場經(jīng)濟(jì)條件下，資源與企業(yè)利潤如何管理？這些問題都值得行業(yè)去研究，并為政府決策提供依據(jù)。

我的感悟

1.關(guān)于科研

在科研過程中，我體會對事業(yè)要精于“勤”：要勤于學(xué)習(xí)、勤于實(shí)踐、勤于思考和勤于總結(jié)，只有踏踏實(shí)實(shí)地完成這樣的循環(huán)才能做出真正的成果。在研究過程中要不斷反思“整體—局部”“森林—樹木”“現(xiàn)象—本質(zhì)”的關(guān)系，這樣才可以注意到問題的邊界條件，可以少走彎路，避免鉆牛角尖?？茖W(xué)家更不能有嫉妒心理，要海納百川，要視國家和民族的尊嚴(yán)和利益高于一切。

2.關(guān)于人才

“千里馬常有，而伯樂不常有”，說明人才的培養(yǎng)還與管理者密切相關(guān)。一開始我們認(rèn)為學(xué)科外行領(lǐng)導(dǎo)在學(xué)科內(nèi)行方面有缺陷，但事實(shí)上不知曉具體科學(xué)技術(shù)不等于不懂科學(xué)發(fā)展規(guī)律，這樣的所謂“外行”領(lǐng)導(dǎo)在業(yè)務(wù)上與教授們沒有沖突，而且容易看出他們之間的矛盾所在，并去解決它。因此，只要掌握了學(xué)科的基本規(guī)律，知道學(xué)科的科學(xué)技術(shù)內(nèi)涵，并善于傾聽意見，“外行”也能做好伯樂，同樣也可以把學(xué)科搞好?！皟?nèi)行”了解學(xué)科的規(guī)律，若出于公心，他們的確可以成為好領(lǐng)導(dǎo)；反之，若他們眼光狹隘，從自己的研究領(lǐng)域利益出發(fā)去領(lǐng)導(dǎo)學(xué)科發(fā)展，也可能會埋沒“千里馬”， 這樣也有可能阻礙整體學(xué)科的發(fā)展。顯然，進(jìn)步的社會應(yīng)該有“伯樂群”，尤其在領(lǐng)導(dǎo)崗位上時，更應(yīng)該當(dāng)好伯樂，使自己領(lǐng)導(dǎo)的學(xué)科健康發(fā)展。

一個人的精力是有限的，而集體的力量是無限的。我雖然在有些方面形成了思路，但由于人生苦短，工作不可能全部完成，必然要后繼有人。若方向正確就要讓年輕人繼續(xù)干下去，這是歷史發(fā)展的必然。當(dāng)然由于我認(rèn)識的片面性，也希望年輕人以批判的眼光去繼承和發(fā)揚(yáng)。為此，我在八十歲時寫下了這段話：“60年的時間，彈指一揮間。怎樣利用這有限的人生，能夠使科學(xué)研究以最高的效率，像接力一樣達(dá)到科學(xué)的頂峰，造福于人類”。要不斷地發(fā)現(xiàn)人才，團(tuán)結(jié)他們，真正做到“尊重知識、尊重人才”。而有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，應(yīng)該關(guān)心知識分子，尤其是潛在的“千里馬”，要關(guān)心他們的生活和健康，關(guān)心他們工作的進(jìn)展。人無完人，那些有才能的人也會有不少缺點(diǎn)，因此應(yīng)該幫助他們團(tuán)結(jié)起來，處理好相互之間的關(guān)系，這樣才能形成有國際影響的科技成果，從而使礦業(yè)大學(xué)的采礦學(xué)科能達(dá)到并不斷保持一流學(xué)科的地位。

{作者單位：中國礦業(yè)大學(xué)（北京），作者系中國工程院院士}

[責(zé)任編輯：卜 珺]