中國工程院院士
個人履歷
劉天泉,男,1927年11月10日出生于江西省萍鄉(xiāng)市。中共黨員,教授,博士生導師,中國工程院院士。逝世時任煤炭科學研究總院學術委員會主任、北京開采所總工程師和學位委員會副主席。兼任國務院學委會采礦地質(zhì)石油學科評議組成員、煤炭科學基金委員會主任、中國巖石力學與工程學會副理事長、煤礦開采損害技術鑒定委員會主任等職。現(xiàn)任第八屆全國政協(xié)委員,曾任第六屆全國人大代表。1990年成為全國第一批享受政府特殊津貼者。
1950年劉天泉考入湖南大學礦冶系。
1952年,全國院系調(diào)整, 原 武漢大學、國立湖南大學、中山大學、廣西大學、南昌大學和北京工業(yè)學院的礦冶系(科)組建成 中南礦冶學院(現(xiàn)已并入中南大學)。
1952年9月被派去波蘭華沙大學學習波語一年,1954年9月至1957年1月在波蘭克拉科夫礦業(yè)學院采礦系本科畢業(yè),同年2月至1958年10月在該院采礦系碩士班學習,獲碩士學位。
回國后,一直在煤炭科學研究總院北京開采所從事科研第一線工作,獻身礦山事業(yè)。在采礦理論及特殊開采技術領域勇于開拓進去,首創(chuàng)礦山采動響應與控制理論及特殊開采技術。
個人簡歷
1927年10月10日(農(nóng)歷) 生于江西省萍鄉(xiāng)市(原名萍鄉(xiāng)縣)青山鎮(zhèn)青山村青泥凹。
1949-1950年 任江西省萍鄉(xiāng)縣青山村小學校長、教師、青山村農(nóng)民協(xié)會委員兼秘書。
1950-1952年 在湖南大學礦冶系學習。
1952-1954年 在北京俄文專修學校二部學習俄文,波蘭華沙大學波語班學習波文。
1954-1958年 在波蘭克拉科夫礦冶學院采礦系本科及碩士班學習,獲碩士學位。
1959-1997年 任煤炭科學研究院北京開采所課題組長,特采研究室主任、采煤研究室主任、所主任工程師。
1983-1988年 任六屆全國人大代表。
1984-1996年 任北京市人民政府采礦工業(yè)顧問團第一至第六屆顧問。
1984年、1991年、1994年 分別任焦作礦院名譽教授、四川建材學院兼職教授、北方交通大學教授、湘潭礦院、阜新礦院兼職教授。
1985-1998年 任國務院學位評定委員會第二、第三屆工學學科評議組成員。
1985年、1991年、1994年、1995年、1999年 分別任《巖石力學與工程學報》編委、《煤礦開采》主編、《地質(zhì)評論》編委、《中國煤炭》編委、《中國工程科學》編委。
1990年 任中國科學院地質(zhì)所地質(zhì)力學開放研究實驗第二屆學術委員會委員。
1992至今 任中國煤炭學會煤礦開采損害技術鑒定委員會主任。
1993-1998年 任第八屆全國政協(xié)委員。
1994年 被遴選為中國工程院首屆院士。
1994-1998年 任煤炭科學研究總院學術委員會主任,煤炭部煤炭科學基金委員會主任。
1995-1999 任中國煤炭學會常務理事,中國礦業(yè)協(xié)會常務理事,煤科總院工程設計所總工。
1997-1999 任煤炭科學研究總院總工程師。
1999年 病逝于北京。
主要論著
1 劉天泉,周家俊.保安煤柱的開采與地面建筑物的加固.北京:中國工業(yè)出版社,1966
2 劉天泉,等.煤礦地表移動與覆巖破壞規(guī)律及其應用.北京:煤炭工業(yè)出版社,1981
3 劉天泉.大面積采動引起的采動影響及其時空分布規(guī)律.礦山測量,1981(1)
4 劉天泉.用垮落法上行開采的可能性.煤炭學報,1981(1)
5 劉天泉,于振海譯.礦山巖體力學.北京:煤炭工業(yè)出版社,1983
6 劉天泉.論厚松散層下近松散層安全開采的幾個問題.煤炭科學技術,1986(9)
7 劉天泉,等.建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程.北京:煤炭工業(yè)出版社,1987、2000
8 劉天泉.采場內(nèi)的遺留煤柱對地表沉陷的影響.世界煤炭技術,1989 (12)
9 劉天泉.論煤層底板中的裂隙帶最大深度及分布特征.煤炭學報,1990 (2)
10 劉天泉.百名院士科技系列報告集(中).礦山采煤沉陷與環(huán)境保護.北京:新華出版社,1997
11 劉天泉.露頭煤柱優(yōu)化設計理論與技術.北京:煤炭工業(yè)出版社,1998
12 劉天泉.采用綜合減沉是實施礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要舉措.煤炭企業(yè)管理,1998(8)-(9)
突出貢獻
劉天泉的突出貢獻是:
創(chuàng)立了一套完整的礦山采動響應理論體系。
開創(chuàng)了一套完整的礦山采動響應控制理論體系。
創(chuàng)新了一套完整的礦山特殊開采技術體系。
30多年來,他針對我國煤礦生產(chǎn)中的種種問題,堅持深入到生產(chǎn)第一線,主持完成100多項科研課題和工程指導項目。劉天泉出版發(fā)表了《煤礦地表移動與復巖破壞規(guī)律及其應用》等專著15本;《煤層覆巖破壞的基本規(guī)律》等主要論文60多篇;研究報告40多個;譯著2本,譯文20多篇,受到學術界與工程界的高度評價與重視;《礦山采動響應與控制》一書是國內(nèi)外第一部全面、系統(tǒng)地是、論述包括采動巖體及地表變形理論及其應用技術的專著。
劉天泉院士白手起家,把一個起初只有兩個人的研究小組建設和發(fā)展成為我國煤炭系統(tǒng)的第一個專業(yè)齊全、設備先進、技術力量雄厚的采礦技術研究室—煤科總院北京開采所持采研究室和煤炭科研系統(tǒng)第一個采礦工程學科博士學位授予點。到目前為止,該室已取得科研成果60多項,獲國家和省部級獎40多項,完成工程指導項目200多個。劉天泉的事跡早在1984年就作為煤炭系統(tǒng)5為科技專家中最年輕的我、一位被列入《志在振興中華》畫冊中、向國內(nèi)外作介紹。
人物生平
家庭背景
劉天泉,曾用名天然,1927年10月10日(農(nóng)歷)生于江西省萍鄉(xiāng)縣(現(xiàn)萍鄉(xiāng)市)青山村一個貧苦農(nóng)民家庭。父親只有小學二三年級的文化程度,母親是文盲。他讀完小學4年后,無力繼續(xù)讀書。時值老秀才劉聘吾等倡導成立了“教子會”,資助貧苦學習成績優(yōu)秀者上學,他才有機會在本縣唯一的縣立小學畢業(yè)。之后“教子會”即使在助學金之外設立了獎學金,但仍不足交納上中學的學費而又面臨失學。正好此時縣里成立了簡易師范學校,于是又有機會在簡師讀到1945年畢業(yè)。
富有強國之心
1944年虎口余生的大劫難降臨到他的頭上。那一年他剛滿16歲,日本侵略軍第11軍分左中右三路第四次進攻長沙,其左路沿湘贛邊境路經(jīng)萍鄉(xiāng),他家就在萍(鄉(xiāng))醴(陵)公路旁邊。生活有著落的人家都遠離交通線避難去了,他和父母無力離家。1944年6月24日日本兵進入青山村,大肆搜捕抓人,他被抓去當了勞工,20多天后借患痢疾之機逃走,不幸又被日本侵略軍抓回,用刺刀對他進行亂刺后,把他推到河里,但命運救了他,他帶傷在河灘渡過了五天五夜后,靠乞討回了家。為了不中斷學業(yè),在舅父家休養(yǎng)了一個多月,傷口痊愈后又去繼續(xù)學習,直到1945年畢業(yè);茧y給他留下了深刻的印象,永遠激發(fā)著他的強烈愛國、強國之心。
他還要繼續(xù)學習,但困難又降臨到了他的頭上。當時師范學校畢業(yè)生不能升高中。于是堂兄把自己的初中畢業(yè)證借給了他,在易舜堯老師的幫助下,冒名先是在一個私立中學讀了半年,后又轉(zhuǎn)入江西省立宜春中學,直到1949年高中畢業(yè)。
這時適逢中華人民共和國建立。他在本村做了一年小學教師后考入了湖南大學礦冶系,于1952年參加了中國共產(chǎn)黨。兩年后,被選拔到留蘇預備班學習俄文。出國時因?qū)I(yè)需要改去波蘭,在波蘭克拉科夫礦冶學院采礦系本科插班二年級學習,后繼續(xù)進入碩士班讀研究生。
從事科研工作
1958年畢業(yè)回國后分配在煤炭科學研究院北京開采所從事科研工作。他深知,科研的關鍵在創(chuàng)新,創(chuàng)新的基礎是熱愛本職、勤奮和正確的科學方法的結(jié)合。
他所熱愛的地下工程破壞性影響及控制這門學科(又稱開采沉陷或“三下”采煤),當時在我國尚屬空白。為此,他選定了國內(nèi)外尚未進行過研究的開采急傾斜煤層作為試驗測試目標。這是他的研究方法的第一步——“求特”。為了解決淮河下采煤問題及探索地層內(nèi)部的破壞性影響特性,在長達5~6年的時間,他不畏艱險,冒著巷道經(jīng)常塌方的危險,爬著進到采空區(qū)上方的巷道內(nèi)觀測。他根據(jù)我國煤礦緩傾斜厚煤層多的實際,開始了第二步研究方法——“抓點”。經(jīng)過較長期對幾個煤礦的試驗、測試與研究,不僅解決了含水層下緩傾斜厚煤層的開采難題,還使他對地下工程破壞性影響的奧秘有了一個科學的概念。柴里煤礦因水文地質(zhì)條件復雜,被定為試驗礦井,他毅然挑起試采這副重擔。試采不久開始了“文化大革命”,煤礦生產(chǎn)幾乎停頓,但他仍長期住在礦上,直接指揮鉆機隊,終于完成了既定測試任務,為試采成功做出了貢獻。在邢臺煤礦,他為了取得一套準確而完整的資料,促進該礦早日達產(chǎn),關鍵時他每天下三次井,跟班測試,不漏掉一個數(shù)據(jù)。在艾維爾溝礦區(qū),他經(jīng)常進入塌冒的采空區(qū)觀測、測繪,探測堅硬頂板冒落規(guī)律。在“求特”、“抓點”的基礎上,他又不停地實現(xiàn)第三步研究方法——“廣納”。這時他幾乎走遍了全國有關的大小煤礦,進行技術服務、學術交流,大大豐富了這門學科的內(nèi)涵。近年來,他年歲大了,不能再去現(xiàn)場直接進行觀測,但他深知,科學無止境,勤奮出真知,他又在技術咨詢、指導研究生及承擔國家自然科學基金項目中,使這門學科的深度和廣度進一步提高,于是開始了他的第四步研究方法——“升華”,使學科的領域和方向不斷拓展和創(chuàng)新。
論文著作
在他的4個研究階段中,他建立了煤炭系統(tǒng)第一個特殊開采技術研究室及煤炭科學研究總院第一個采礦工程博士學位授權點,培養(yǎng)了一批人才。他發(fā)表論文60篇,編寫研究報告、技術咨詢報告約100篇,出版專著6本,譯著2本,獲科技進步獎:國家級一等獎1項,二等獎1項,省、部級特等獎1項、一等獎1項、二等獎6項、三等獎9項,還獲得何梁何利科技進步獎1項。
劉天泉1994年遴選為中國工程院首屆院士,他是六屆全國人大代表、第八屆全國政協(xié)委員;北京市人民政府采礦工業(yè)顧問團第一至第六屆顧問;國務院學位評定委員會第二、第三屆工學學科評議組成員;焦作礦院、四川建材學院、北方交大、湘潭礦院、阜新礦院的名譽教授和兼職教授;博士生導師。1999年于北京病逝。
成就及榮譽
地下工程破壞性研究
地下工程破壞性影響在建國初是一門尚沒有人專門研究的學科,對其在工程安全及環(huán)境保護方面的影響也缺乏認識。雖在建國前礦山工程的破壞性影響事故時有發(fā)生,但并未引起人們的注意,直至20世紀50年代后期,我國才開始了這項研究。
凡建設工程大都涉及地下工程,例如礦山巷道、隧道、峒室、邊坡及城市地下工程等,而某些工程本身就是地下工程,例如礦山采場、地下鐵道及地下管路等。地下工程有淺埋、深埋和小斷面、大面積之分;有支護工程和無支護工程之分;其所在地有巖石、土體和硬、軟、碎、散及富水等不同巖石、土體之分。隨著地下工程類型的不同,地下工程會對其周圍巖體產(chǎn)生不同的影響,例如,冒頂、抽冒、切冒、裂縫、塌陷、滑坡、崩塌等,一般稱其為破壞性影響;彈塑性變形、彎曲、均勻沉降等,則稱其為非破壞性影響。減少這些影響對工程及環(huán)境造成的后果,需要不同的控制方法。
離地表淺、特淺的地下鐵道和隧道,如果條件復雜,開挖工藝和支護不當,會引起地表塌陷、裂縫,破壞地面環(huán)境和景觀;離地表較深、很深的巷道、峒室,除了在其周圍產(chǎn)生一定影響外,對地表及環(huán)境則不會產(chǎn)生破壞性影響。
提出“三帶”模型
劉天泉對大面積采煤(礦)在周圍巖土體中發(fā)生的變形與位移進行了長期深入的研究。他認為:長壁采煤工作面,當采深小、巖性軟時,一個長壁采煤工作面推進幾十米后,采動影響就可達到地表;而在采深大、巖性硬時,一個長壁工作面要推進較大長度或采完一個以上的工作面才會影響到地表。正常地質(zhì)及開采條件下,大面積回采工作面在周圍地層中產(chǎn)生的采動影響,劉天泉概括地用受影響地層中的上部,“頂三帶”、下部“底三帶”及周邊“邊三帶”構(gòu)成的“三帶”模型描述,而在地表產(chǎn)生的采動影響,則用“地表下沉盆地”模型描述。在特殊地質(zhì)及開采條件下,還可能產(chǎn)生有別于“三帶型”的抽冒型和切冒型破壞性影響。它們是最劇烈的采動影響顯現(xiàn)形式。
上述理論已廣泛應用于“三下”采煤。1985年、2000年先后由他主編的《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設與壓煤開采規(guī)程》全面地反映了“三下”采煤技術的內(nèi)容。
建筑物壓煤的研究
建筑物壓煤是我國存在的量大面廣的問題之一,特別是村莊壓煤問題。但在建國后很長一段時期這方面的技術尚處于空白,是礦區(qū)工農(nóng)業(yè)業(yè)生產(chǎn)建設上一個亟待解決的重要問題。
劉天泉1954年在波蘭重點學習了處于國際先進水平的波蘭城鎮(zhèn)建筑物下現(xiàn)代采煤技術;貒,他把這方面的先進技術在我國做了全面介紹和開展了重點試驗研究。
他在我國數(shù)十個礦區(qū)介紹了波蘭城鎮(zhèn)下采煤技術成就,并編寫出版了波蘭城鎮(zhèn)下采煤技術資料。1963年以來,他先后4次去波蘭考察波蘭城鎮(zhèn)建筑物下采煤技術。1974年,他作為我國撫順、阜新、本溪、濟寧四個煤礦城市市長赴波城鎮(zhèn)下采煤考察團秘書長兼翻譯,又全面考察了波蘭城鎮(zhèn)下采煤技術,并在這些礦區(qū)開展了試驗研究。
1963年,由煤炭部領導成立了我國第一個撫順城市下采煤試驗組,他擔任試驗組副組長,組織科研、高校及現(xiàn)場科技人員進行了建筑物下采煤試驗研究,使波蘭城鎮(zhèn)下采煤及受采動影響建筑物加固方面的技術理論與經(jīng)驗,開始在我國全面推廣。
1970~1985年,他還組織波蘭城鎮(zhèn)下采煤專家多次來我國進行全面交流和技術咨詢,如鶴崗礦區(qū)鐵路下采煤、本溪礦區(qū)井筒煤柱及工業(yè)場地建筑物下采煤、唐山煤礦鐵路下采煤以及大屯礦區(qū)塌陷區(qū)治理等問題,開展了我國與波蘭在這方面的技術合作,使我國有關科技人員對波蘭城鎮(zhèn)下采煤技術有了進一步的了解