学风建设优秀团队

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()团队建设情况

以何满潮教授为学术带头人的研究团队,依托中国矿业大学(北京)岩土工程“国家重点学科”、土木工程“一级学科北京市重点学科”开展建设。多年来,始终致力于“煤矿深部重大灾害发生机理与防治”的理论与现场研究工作。
   
该团队形成始于1991127日以何满潮教授为所长的中国矿业大学北京研究生部“岩土工程研究所”,20075月更名为中国矿业大学(北京)“岩土工程研究中心”。在20余年的团队建设与研究工作过程中,先后承担了国家杰出青年基金项目(59825114)、教育部科学技术研究重大项目(104005)、国家自然科学基金重大项目(50490270)、国家教育部创新团队发展计划项目(IRT0656)、国家“973”计划项目(2006CB202200)以及国家自然基金重点项目(51134005)等国家级重大项目6项;国家自然科学基金面上及青年基金项目6项;国家教育部跨(新)世纪优秀人才基金项目3项;国家外专局海外高层次专家重点支持计划以及与日本、美国、意大利等进行的国际合作项目5项;现场关键工程项目90余项。
   
研究期间,先后从瑞典马尔默大学、日本北海道大学、清华大学、北京大学、中国地质大学(北京)、同济大学等国内外知名高校引进优秀人才7人。形成了以中科院院士宋振骐教授、工程院院士钱鸣高教授为学术顾问,以国家杰出青年基金获得者、国家973项目首席科学家何满潮教授为学术带头人、以教育部新世纪人才为骨干的创新型研究团队。团队主要成员共有16人,包括教授5人,副教授4人,讲师7人。另有在校博士后2人,博士研究生26人,硕士研究生34人。其中:国家杰出青年基金获得者1人(何满潮)、国家自然基金重大项目首席1人(何满潮)、国家973计划首席科学家1人(何满潮),教育部跨(新)世纪优秀人才3人(何满潮、孙晓明、杨晓杰)。20071月,教育部正是批准中国矿业大学(北京)何满潮教为学术带头人的研究团队入选“教育部长江学者和创新团队发展计划”。
   
2008516日,“深部岩土力学与地下工程国家重点实验室”正式获得国家科技部批准建设后,岩土中心研究团队作为主体建设单位,在何满潮教授的带领下,依托中国矿业大学(北京)“211工程”及“985优势学科创新平台”建设项目以及团队承担的国家自然基金重大及国家973计划项目,开展实验室建设工作。经过近5年的建设,完成实验室建设面积2430m2,建成了包括深部软岩水理作用实验系统、深部软岩气态水吸附智能测试系统、深部软岩吸附量子力学计算系统、深部软岩巷道破坏结构效应物理模拟实验系统、深部应变岩爆力学实验系统、深部冲击岩爆力学实验系统、深部TP(温度—压力)耦合作用下岩体力学特性及气体运移规律实验系统、恒阻大变形锚杆(索)静力实验系统、恒阻大变形锚杆(索)动载实验系统、深部开采顶板切缝自动成巷模型实验系统、深采露天矿软岩边坡滑坡灾害过程模拟实验系统等13台套具有自主知识产权的深部岩体力学实验装备,形成了“深部软岩大变形致灾机理”、“深部地下工程岩爆(冲击)动力学机理”、“深部大变形灾害控制”以及“深部热害环境致灾机理与控制”等四个主要研究方向为主体的“煤矿深部重大灾害发生机理与防治”系统实验平台。至此,以何满潮教授为学术带头人的研究团队从建设初期以理论与现场工程研究为主,建成了从“理论®试验®软、硬件系统®现场试验工程”的一个系统、完整的创新性研究团队。

   (二)创新能力与水平
   
团队建设期间,一直秉承“追求卓越、协作创新”的团队精神,成员之间在“煤矿深部重大灾害发生机理与防治”理论与现场科研攻关工作中,形成了非常紧密的合作关系,配合默契、关系融洽,具有很强的创新能力,取得了如下创新性成果:
  
1)建立了深部岩体力学的概念体系,自主研发了具有深部工程特色的深部岩体力学实验系统,系统深入地研究并解释了深部岩体大变形破坏机理以及破坏过程的发展规律;
  
2)提出了恒阻大变形的理念及其支护材料的系列设计,研发了相关静力学、动力学特性实验系统,形成了软岩缓慢大变形以及瞬间大变形的控制对策,为深部巷道工程大变形灾害控制开辟了新途径;
  
3)针对深部高温高湿条件下围岩软化大变形问题,提出了以矿井涌水为冷源的高温热害控制技术新体系,研发了相关装备系统,为高温高湿条件下的巷道大变形的控制和煤矿生产环境的改善提供了技术保障;
  
4)提出了以恒阻大变形监控锚索为核心技术的基于滑动力变化的滑坡灾害远程实时监测新技术,研发了相应的监测预报系统,实现了边坡防治—加固—监测—预报一体化的目标。
   
研究成果获国家技术发明奖二等奖1项、国家科技进步奖二等奖3项、省部级一等奖6项、省部级二等奖8项;获国家发明专利19项;出版著作6部,发表论文300余篇,被国内外收录引用6800余篇次,其中:SCI收录25篇,被SCI引用130余篇次,EIISTP收录149篇。
2010914日教育部组织的“教育部长江学者和创新团队发展计划”专家组验收会上,专家组一致认为:“研究团队带头人具有很强的组织协调能力,团队成员之间相互协作,和谐发展,形成了一支富有凝聚力和创新能力的研究团队,取得了一批具有国际领先水平的研究成果,得到了国内外同行的高度评价。建议教育部给予滚动支持,努力争取成为国家自然基金委创新群体”。

(三)社会贡献与学术影响
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、社会贡献

   
团队建设过程中所取得的研究成果有力支撑了中国矿业大学(北京)岩土工程“国家重点学科”、土木工程“一级学科北京市重点学科”的学科建设,为顺利通过学科评估做出了重要贡献。
   
研究成果在江苏徐州、辽宁沈阳、广西那龙、辽宁铁法、山东兖州、龙口、四川芙蓉、新疆沙吉海等十余个灾害严重深部矿区以及露天煤矿、铁矿、金矿以及高速公路、自然边坡等领域成功应用,并在石油、水电、国防、城建等领域进行了推广应用,杜绝了安全隐患,有效改善了工人作业环境,累计取得直接经济效益30.1亿元,社会效益显著。
   
团队共培养出站博士后研究人员18名、毕业博士研究生57名、硕士研究生112名。其中,获中国岩石力学与工程学会优秀博士论文奖2人,中国矿业大学校级优秀博士论文4人。毕业的研究生已成为所在高校和科研机构学科带头人以及现场企业科研骨干,其中获中央军委一等功1人,晋升高级职称31人、晋升副高级职称48人。
    2
、学术影响
    
研究成果得到了国内外同行科学家高度评价,相关实验装备承担了国内外专家及科研机构的大量实验,具有较高的学术影响。

鉴于何满潮教授在深部岩体力学实验与理论方面的学术成就和贡献,在比利时蒙斯大学建校175周年之际,该校教授全会于201253日通过了授予何满潮教授荣誉博士学位的提议。1122日下午,蒙斯大学举行了隆重的荣誉博士学位授予仪式,何满潮教授与世界上第一架太阳能环球航行飞机发明家、航空专家M. Bertrand Piccard(瑞士籍)和M. Borschberg(瑞士籍)、法国巴黎中央工学院院长、航空航天专家HerveBiausser教授(法国籍)和国际空间站宇航员兼站长M.Frank de Winne(比利时籍)作为此次获此殊荣的5位科学家之一,接受了该校校长Calogero CONTI教授授予的荣誉博士学位。

截至目前,已有69位国际知名专家参观了深部岩体力学实验装备系统,对深部岩体力学实验研究中的先进理念及研究成果给予了充分肯定,其中,国际岩石力学学会主席John A Hudson教授于200959日参观实验室后,欣然题词:“It has been a delight to visit your laboratory and I sure that you will progress rock mechanical to a much high level”。

学术带头人何满潮教授多次应邀在国际岩石力学大会、中国岩石力学与工程大会等国际及国内大型学术会议上做特邀报告,并带领团队成员多次应邀出访美国、加拿大以及欧洲知名高校和科研机构进行学术讲学与交流。

原国际岩石力学学会副主席Luis Sousa教授为国家外专局“重点引进专家”自2010年起,作为国外访问学者在研究团队负责建设的深部岩土力学与地下工程国家重点实验室工作至今。期间,伊朗伊斯法罕国立大学LOHRASB FARAMARZI博士、美国亚利桑那大学材料科学与工程系Pinnaduwa H.S.W. Kulatilake教授、美国弗罗里达大学Conrad W. Felice教授、美国加州东部湾地区水务局David Lee博士等先后作为国外访问学者在实验室工作1周至4个月不等。

继何满潮教授等的“深部开采岩体力学研究”(《岩石力学与工程学报》,2005)于200720082009连续三年被评为中国百篇最具影响优秀国内学术论文后,据中国科学技术信息研究所发布的2012年度中国科技论文统计结果,何满潮教授等的论文“深部复合顶板煤巷变形破坏机制及耦合支护设计”(《岩石力学与工程学报》,2007)入选2011年中国百篇最具影响优秀国内学术论文。

有关深部软岩中黏土矿物吸附能量分析的研究成果“First-principles study of isomorphicdual-defectsubstitution in kaolinite”在2011年作为美国粘土矿物学会会刊《Clays and Clay Minerals》第59卷第5期的封面文章发表,该刊主编JOSEPH W. STUCKI等发表的“Advance in clay science”一文,对研究成果给予了高度肯定,认为“The implication of this work is a better understanding of the chemical and physical properties of natural kaolinite in engineering application”。

2010年发表在《International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences》上的何满潮等的论文“Rock burst process of limestone and its acoustic emission characteristics under true-triaxial unloading conditions”,三次入选该期刊季度Top 25 Hottest Articles,最高位列第6位。并多次被International Journal of Rock Mechanics & Mining SciencesEngineering GeologyRock Mechanics and Rock Engineering等国际知名刊物的论文正面引用。

深部岩爆力学实验系统承担完成了我国和加拿大、意大利、伊朗、新加坡等四个国家的专家委托的两百多次岩爆实验,其中,加拿大工程院院士、北美岩石力学学会主席、国际岩石力学学会前副主席、国际知名岩爆专家Peter K. Kaiser教授对委托进行了加拿大Garson矿和Creighton矿的深部岩爆实验,并多次来实验室进行学术交流;意大利岩石力学学会主席、佛罗伦萨大学Massimo Coli教授就国际著名的意大利卡拉拉大理岩深部开采岩爆问题开展了合作研究,合作发表SCI论文1篇(Manchao HeXuenaJiaM.ColiE.LiviLuis SousaExperimental study of rockbursts in underground quarrying of Carrara marbleInternational Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences52(2012)18),并由Coli教授在第五届国际岩石应力研讨会(2011.8.26)作为专题报告宣讲。

 2010年发表在《International Journal of Geology》上的何满潮等的论文Experimental investigations on gas desorption and transport in stressed coal under isothermal conditions入选该期刊Top 25 Hottest Articles,位列2010年第三季度第23位。

(四)持续发展与服务能力

研究团队所从事的“煤矿深部重大灾害发生机理与防治”研究方向是我国煤炭资源、特别是深部煤炭资源安全开采的前沿方向,对于保障我国能源安全具有重大的理论与现实意义。煤炭作为我国能源主体,占化石能源储量(包括石油、天然气)95%以上。富煤、少气、缺油的资源条件决定了今后相当长的时间内,煤炭在中国一次能源结构中占据不可替代的重要地位。随着煤炭需求不断增加,浅部资源日益减少,深部煤炭资源将是我国主体能源的后备保障。然而,在深部开采过程中,各类大变形工程灾害事故频繁发生,煤炭安全形势十分严峻。特别是近年统计数据表明:随着开采深度的加大和赋存条件的恶化,冒顶、塌方、冲击地压、顶板大面积来压等大变形灾害造成的死亡人数超过瓦斯灾害,居煤矿各类事故之首,同时,深井高温高湿热害已成为我国“隐性”矿难和煤矿工人的“隐形杀手”,而且还可能诱发其它重大事故(如围岩塌方、瓦斯突出和爆炸),严重制约了煤炭的高效、安全开采。以何满潮教授为学术带头人的研究团队,在近三十年的研究工作中,通过研制独创的实验装备,对煤矿重大灾害致灾机理进行了系统研究,并从控制的角度出发,研发了相关的控制技术及装备,为我国煤炭安全生产做出了重要贡献。但是,深部“三高一扰动”(高地应力、高地温、高渗透压以及强烈的开采扰动)的复杂地质力学环境,使得煤矿工程灾害成灾机理更为复杂,仍有大量科学问题亟待解决,急需开发有效的深部开采工程灾害控制技术与手段。因此,以“深部岩土力学与地下工程国家重点实验室”为实验平台,以正在承担的国家自然科学基金重点项目等国家级项目为依托,随着研究团队的不断壮大、高层次人才的不断培养、研究手段与水平的不断提高,研究团队在“煤矿深部重大灾害发生机理与防治”研究领域具有很强的可持续发展潜力。
   
研究团队本着服务与社会、服务与工程的理念,强化实验室开放力度,近五年社会各界人士参观访问国家重点实验室达2000多人次。设立本科生开放日先后有400多名在校本科生参观了实验室,极大丰富了学生的知识背景。相关实验装备先后承担了国外加拿大劳伦森大学、美国亚利桑那大学、意大利佛罗伦萨大学、新加坡南洋理工大学、伊朗伊斯法罕大学的著名高校以及国内清华大学、中科院力学所等高校和科研机构的300余次实验。同时,研究团队通过校企联合培养研究生以及举办技术培训班等途径为“煤矿深部重大灾害发生机理与防治”研究与工程领域培养高水平人才的基础上,十分注重校企联合,以推进科研成果向生产力的转化。多年来,何满潮教授带领研究团队到国内30余个软岩工程与深部灾害严重的矿区进行技术咨询和现场服务。并与多个煤炭企业集团建立了联合研究中心。其中,由研究团队与徐矿集团联合申报的“国家能源深井开采及灾害防治重点实验室”于20121026日通过了国家能源局组织的专家论证,申报的“热害治理与热能综合利用实验平台”项目获批实施。另外,中国岩石力学与工程学会软岩工程与深部灾害控制分会挂靠深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,先后主办了十一次“全国软岩工程与深部灾害控制学术大会”,极大推进了该领域的技术交流与科技进步。目前,分会注册会员人数已突破3000人,成为中国岩石力学与工程学会规模最大、影响最广的分会之一。因此,依托上述校企合作及学术交流平台,研究团队在“煤矿深部重大灾害发生机理与防治”研究领域具备了很强的服务能力。