為辦成世界一流采礦學科而奮斗

錢鳴高，1932年12月生，著名采礦工程專家，中國工程院院士，中國礦業大學教授，博士生導師，中國礦山壓力及其控制學科的主要奠基者和開拓者之一。六十多年來，在采礦工程學科建設及礦山壓力理論和實踐中具有創造性的成果和貢獻，共獲一項國家自然科學獎和兩項國家科技進步獎，16項省部級獎。先后榮獲“能源大獎”、全國“五一”勞動獎章、全國先進工作者稱號等。曾任煤炭工業礦山壓力中心站站長、中國煤炭學會副理事長、中國巖石力學與工程學會常務理事等。2007年至今，當選為中國煤炭學會名譽理事長。主持編寫《礦山壓力及其控制》《中國煤礦采場圍巖控制》《巖層控制的關鍵層理論》等著作10余部，發表論文140余篇，培養了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科建設，我總結了我一生做學問的過程和感悟，希望盡自己的微薄之力，對一流采礦學科建設有所啟發和幫助，也希望我為之奮斗一生的煤炭和教育事業能得到社會和國際上的認可。

我的科研經歷

1954年，我從東北工學院畢業，而后分配為北京礦業學院研究生，從此開始了一生的科研工作。在20世紀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該形成我們自己的學派，這對我的影響很深，我一直銘記在心。當時，普遍認為采煤的學問在礦山壓力，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，受到周期來壓現象的啟發，我發現問題的關鍵在于層狀老頂破斷成塊狀后，其運動有一定的規律性。因此，有可能形成承載結構，而此結構形態的改變將表現為工作面礦山壓力。事實上很多學者已經注意到這個問題，當時也有一些假說，如最初的：“梁拱”假說，而后發展到“鉸接巖塊”假說，雖然各自解釋了一定的現象，但都沒有完整的力學模型。到1962年，組織上讓我指導研究生（國內煤炭系統第一次自行指導），題目是“采場上覆巖層活動規律”，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動和“文化大革命”，學校搬遷至四川，這項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構問題又提到日程上來。經過不斷實踐和長期思索，一次偶然的機會我把堅硬巖塊視為構件單元，用結構力學方法獲得了老頂破斷巖塊相互鉸接形成結構的力學模型解，并確定了其穩定條件。該模型解和穩定條件使得工作面各種來壓現象和支護原理得到了合理、充分的解釋。

1978年，該模型在孔莊煤礦實測中得到了驗證。由于生產需要，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。由于當時思路已經打開，因此我認為上行開采是可行的，并在礦井進行了上行開采試驗，取得圓滿成功。在這期間還進行了大量的現場測定，得到了塊體運動的全部信息。至此，證實了砌體梁模型的成立。

1982年，我去英國參加巖層力學國際會議，在大會上報告我的研究成果，題目是“采場上覆巖層活動規律”，我的報告得到了認可，會議主持人認為在這個領域我是引領者（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習了。由此，我的研究工作得到了質的突破，達到豁然開朗的境地。經過1981年—1987年間國內多次召開的礦山壓力理論與實踐討論會，該模型也得到了大家的普遍認可。此后，“采場上覆巖層活動規律”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者高斯（A.K.Ghose）稱之為“鳴高模型”，同時獲得了煤炭系統第一個國家自然科學獎。

在這一研究過程中，我的體會有以下幾點：一是要了解問題的主攻方向；二是要了解該領域的研究成果及存在的問題；三是要加強實踐，不斷觀察出現的現象。事實上，創新就是突破原有知識與思維方法在解決實際問題中碰撞出來的火花。

關于煤炭開采的科學系統研究

近十幾年，由于國家對能源的需求，煤炭得到大規模開發。為此，煤炭為國民經濟發展作出了重要貢獻，行業本身也是竭盡了全力，但社會對行業的責難很多。經過長期思索，我認為是行業突出的負外部性影響了社會。因此，我在多個場合談到行業的“貢獻和責難”。貢獻是明顯的，沒有煤炭就沒有鋼鐵和水泥，因此也就談不上大規模的建設；但煤炭的開采和利用對環境的影響也是顯而易見的，再加上行業的不安全性，這些導致了行業影響和社會地位低下。至今，采礦學科仍然不是能夠匯聚人才的學科，導致學采礦的年輕人職業自信心不強。顯然，煤炭行業的健康發展存在問題。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系的三大學問。在這一過程中，人類對“使用”特別感興趣，因為它直接與自身的利益有關，為此市場經濟在使用領域發揮到極致。而獲取與回歸卻與我們賴以生存的地球環境有關，而環境在市場經濟中又難以用價格來表述，由此導致市場失靈。善待地球、善待環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”對環境的影響。

采礦是粗放而又艱苦的行業，入地比上天更難，由于難又不被重視因而成為粗放，越是粗放的行業越是沒有被開墾的“處女地”。由于行業艱苦而又為社會所必需，因此行業必須保證安全化、機械化和智能化，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，為國民經濟作出了貢獻，但超過了環境容量，破壞了環境，而且安全事故不斷。這些在企業成本中又難以體現，形成了行業的負外部性，由此導致社會的抱怨與責難。同時，市場經濟引起的消費波動，常常會使煤炭經濟掉入“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本身缺乏防備和相關預測研究。鑒于此，我從2003年開始就呼吁要研究“綠色采礦”“科學采礦”和“資源經濟”，搞清楚這些學問從而使煤炭工業得以健康發展。

1.關于綠色采礦

進入21世紀，由于國民經濟快速發展，煤炭產量由近10億噸很快發展到25億噸，而后發展到40億噸，接近全世界產量的40%～50%。如此大規模的開采，加之矸石排放，必然對水資源、土地以及區域環境帶來嚴重影響。所有這些都與采動后的巖層運動，尤其是裂隙場的形成密切相關。鑒于此，我和我的研究團隊提出了以控制“關鍵層”為基礎的煤礦“綠色開采技術”，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外引起了很大反響，上述技術尤其是各種充填開采技術在煤炭系統得到大力發展，充填采煤技術方法百花齊放。

2.關于科學采礦

隨著科學發展觀和低碳經濟的提出，煤炭作為主體能源的地位必然受到質疑。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模，煤炭在近期內還將被大量使用。因此，首先必須解決煤炭利用對環境的影響，使其在環境容量范圍內被利用，而發展潔凈煤和二氧化碳的處理技術是當務之急。由于煤炭開發和利用形成環境和安全的負外部性，再加上經營管理不當，因此煤炭在作為主體能源為國家經濟發展作出貢獻的同時，也受到社會的責難。為此，隨著國家經濟狀況的改善，以人為本是必然的理念，煤炭開采應該從高危行業名單中消除。因此，在多次報告會上，我一再提出：珍惜資源、發展機械化和智能化、保護環境和保證工人安全的“科學采礦”必須得到發展。科學采礦同樣在行業內引起強烈反響。當時，煤炭經濟形勢較好，大力發展了充填技術和復墾技術，有的學者還制定了科學產能以及煤礦開采科學性的評分標準，為各種條件下科學采礦提供了方向。這事實上也是煤炭科技“由大變強”的必由之路，也是煤炭學科的發展方向。

3.關于資源經濟

資源經濟的研究還是很不夠。一個行業經濟上不去，如何吸引人才？由于煤炭行業的特殊性，很難適應市場經濟的波動，至今國內還沒有一個資源城市有效地轉型為經濟城市，而先進國家已經沒有資源城市。市場經濟是企業家的經濟，企業家的行為很大程度上決定了行業能否健康發展。但當前，煤炭企業家的責任仍不十分明確。在市場經濟條件下，資源與企業利潤如何管理？這些問題都值得行業去研究，并為政府決策提供依據。

我的感悟

1.關于科研

在科研過程中，我體會對事業要精于“勤”：要勤于學習、勤于實踐、勤于思考和勤于總結，只有踏踏實實地完成這樣的循環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”“現象—本質”的關系，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。科學家更不能有嫉妒心理，要海納百川，要視國家和民族的尊嚴和利益高于一切。

2.關于人才

“千里馬常有，而伯樂不常有”，說明人才的培養還與管理者密切相關。一開始我們認為學科外行領導在學科內行方面有缺陷，但事實上不知曉具體科學技術不等于不懂科學發展規律，這樣的所謂“外行”領導在業務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，只要掌握了學科的基本規律，知道學科的科學技術內涵，并善于傾聽意見，“外行”也能做好伯樂，同樣也可以把學科搞好。“內行”了解學科的規律，若出于公心，他們的確可以成為好領導；反之，若他們眼光狹隘，從自己的研究領域利益出發去領導學科發展，也可能會埋沒“千里馬”， 這樣也有可能阻礙整體學科的發展。顯然，進步的社會應該有“伯樂群”，尤其在領導崗位上時，更應該當好伯樂，使自己領導的學科健康發展。

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干下去，這是歷史發展的必然。當然由于我認識的片面性，也希望年輕人以批判的眼光去繼承和發揚。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，能夠使科學研究以最高的效率，像接力一樣達到科學的頂峰，造福于人類”。要不斷地發現人才，團結他們，真正做到“尊重知識、尊重人才”。而有關領導，應該關心知識分子，尤其是潛在的“千里馬”，要關心他們的生活和健康，關心他們工作的進展。人無完人，那些有才能的人也會有不少缺點，因此應該幫助他們團結起來，處理好相互之間的關系，這樣才能形成有國際影響的科技成果，從而使礦業大學的采礦學科能達到并不斷保持一流學科的地位。

{作者單位：中國礦業大學（北京），作者系中國工程院院士}

[責任編輯：卜 珺]