岩石力学与岩石工程学科发展报告

科技工作者之家 2018-04-10

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岩石力学与岩石工程学科是运用力学原理和方法来研究岩石力学有关现象与工程问题的一门应用科学学科。近年来,我国岩石力学与岩石工程学科伴随着社会与经济的飞速发展,学科交叉融合度越来越高,计算机网络技术对学科发展注入新活力;坚持为经济建设主战场服 务,工程实践与科技创新相互促进;青年学者科研创新活跃,梯队建设初见成效。我国正逐渐由岩石力学与工程发展建设的大国向强国转化。

我国已建和拟建的岩石工程项目数量之多,规模之大,为世界瞩目,一大批大型水利水电工程开发与建设、矿山与能源开采、地下能源存储及核废料处置、地面与地下交通建设及其他许多岩石工程的建设陆续展开:从中国第二大水电站白鹤滩水电站,到国家九大科技基础设施之一、中国“天眼”工程(FAST); 从“12·20深圳山体滑坡事故”处理,到规划建设雄安新区、打造绿色智慧雄安等工程项目,都活跃着我国岩石力学与工程领域科学家们的身影。中国在岩石力学的理论与工程实践中已经取得的成果受到世界同行的关注与高度认可,现任国际岩石力学与岩石工程学会主席Eda Quadros 在 2016 年国际岩石工程安全 学术大会的一次讲话中说道,“岩石力学与工 程当前的重心在中国”。

为了记录我国岩石力学与岩土工程学科技术发展历程,阐述岩石力学与岩石工程学科发 展趋势与动向,推动我国岩石力学与岩石工程科学技术的振兴和发展,使业界人员了解岩石 力学与岩石工程科学技术发展动态,体现学会服务科技工作者的能力和水平,学会在中国科协的项目资助下编撰第二辑《中国岩石力学与工程学科发展报告》(2016-2017)。项目实施过程中得到了学会理事会层面的大力支持,得到了所有涉及专家的全力配合,最终完成1 篇综合报告、16 篇专题报告,包含了岩体工程地质力学、岩体工程数值模拟、地下岩石工程、地面岩石工程、深部软岩工程与灾害控制、城市地下空间、岩石动力学、大型岩土工程施工安全风险管理、锚固与注浆技术、环境岩土工程、高放废弃物地质处置岩石力学、古遗址保护与加固技术、水利水电工程岩石力学、岩石力学试验技术及工程应用、石油工程岩石力学、 地下储油洞库工程共 16 个方向的最新进展。

岩石力学与岩石工程学科重大研究进展及研究成果

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“十三五”时期,我国发展仍处于重要战略机遇期,经济发展步入“新常态”,煤炭行业发生了显著变化,进入“需求增速放缓期、过剩产能和库存消化期、环境制约强化期、结构调整攻坚期”(“四期并存”)的发展阶段。中国煤炭工业协会公布的煤炭经济运行形势报告显示,2014年煤炭企业利润同比下降44.4%,亏损企业亏损额同比增长61.6%,企业亏损面达到70%以上。脱困成为行业关键词,救市成为政策层面的主旋律。在推动能源革命和经济发展新常态背景下,何满潮院士团队创新性的提出了利用矿山压力做功形成回采巷道的切顶卸压无煤柱自成巷开采技术(110/N00 工法)。110/ N00工法基于“切顶短臂梁”理论,建立了无煤柱自成巷开采设计准则和以顶板定向预裂切缝技术、NPR恒阻大变形锚索支护技术、 防冲让压挡矸支护技术等关键技术为核心的 技术体系,实现了“拉得住、切的开、下得来、护得好”的工艺目标。

110工法实现了1个工作面只掘进1条巷道,同时取消煤柱留设;N00工法通过采煤与成巷一体化,实现了不掘巷道、不留煤柱开采。目前,已在50对矿井应用,节省30万米巷道掘进,节省了750万吨煤炭资源,挽回国家经济损失 37.5 亿元。该技术被业界誉为“第三次矿业科学技术革命”,是 “煤 矿开采技术的重大突破和重大创新与升级”。

以何满潮院士为领导核心的优秀创新团队,共有固定人员20 人,其中,中国科学院院士 1人,国家杰出青年基金获得者1人、教育部跨世纪/新世纪优秀人才3人;教授10人、副教授/高工5人。团队以深部岩土力学与地下工程国家重点实验室(北京)为依托,配备具有自主知识产权的大型实验装备30余台套。已初步建成了以深部岩体“力学特性”、 “破坏模式”、“灾害控制”为主要方向的科学研究平台与人才培养基地。成果获国家 技术发明二等奖1项、科技进步二等奖3项,发明专利 50 余项。

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来源:中国岩石力学与工程学会

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