簡(jiǎn)介：劉寶琛(1932.7.20-2017.6.21)，遼寧省開(kāi)源縣人。我國(guó)著名巖土工程專(zhuān)家，中國(guó)隨機(jī)介質(zhì)理論奠基人及其應(yīng)用的開(kāi)拓者，中南大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師;1956年加入中國(guó)共產(chǎn)黨，同年畢業(yè)于東北工學(xué)院采礦專(zhuān)業(yè)，分配到中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)沙礦冶研究所從事科研工作;1957年，作為中國(guó)科學(xué)院第一批公派進(jìn)修生到波蘭科學(xué)院巖石力學(xué)研究所學(xué)習(xí);1962年初，以?xún)?yōu)秀成績(jī)?cè)诳评朔虻V冶大學(xué)取得技術(shù)科學(xué)博士學(xué)位;20世紀(jì)60年代后期以來(lái)，主持了國(guó)家重點(diǎn)開(kāi)采的許多項(xiàng)目，均獲成功;1994年當(dāng)選為波蘭科學(xué)院外籍院士;1997年當(dāng)選為中國(guó)工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部院士;2000年榮獲全國(guó)先進(jìn)工作者稱(chēng)號(hào);2017年6月21日因病醫(yī)治無(wú)效，在長(zhǎng)沙逝世，享年85歲。

“劉寶琛院士的逝世，是我國(guó)巖土工程界的重大損失，是中國(guó)工程院和中國(guó)工程科技界的重大損失。”近日，中國(guó)工程院發(fā)布了這樣的唁電。

2017年6月21日15點(diǎn)30分，85歲的中國(guó)工程院院士、我國(guó)著名巖土工程學(xué)家劉寶琛在長(zhǎng)沙逝世。

有人把從事采礦工作、巖土工程的人稱(chēng)為“煤黑子”“土疙瘩”，而劉寶琛卻認(rèn)為，只要能為祖國(guó)作貢獻(xiàn)，自己心甘情愿當(dāng)“煤黑子”“土疙瘩”。

從小努力學(xué)習(xí)深造，奠基開(kāi)拓我國(guó)巖土工程

劉寶琛院士從小就志向明確，努力學(xué)習(xí)深造，學(xué)習(xí)成績(jī)優(yōu)異。1952年，他考入東北工學(xué)院采礦工程專(zhuān)業(yè)。1956年，以四年全5分的優(yōu)異成績(jī)畢業(yè)，同年加入中國(guó)共產(chǎn)黨。為了躋身于世界科研前列，他全方位學(xué)習(xí)，精通英語(yǔ)、波蘭語(yǔ)、俄語(yǔ)、德語(yǔ)和日語(yǔ)多國(guó)語(yǔ)言。畢業(yè)后被分配到冶金部長(zhǎng)沙礦冶院的前身——中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)沙礦冶研究所。

1957年，劉寶琛被中國(guó)科學(xué)院選派去波蘭科學(xué)院巖石力學(xué)研究所做博士研究生，師從波蘭著名的教授沙烏斯托維奇院士及李特維尼申院士。當(dāng)時(shí)開(kāi)采煤層影響地表移動(dòng)是世界采煤國(guó)家共同關(guān)心的問(wèn)題。1954年，李特維尼申教授引入隨機(jī)介質(zhì)概念來(lái)研究地表移動(dòng)的規(guī)律，但他的研究主要是解決一些純理論性問(wèn)題，沒(méi)有用于大規(guī)模的生產(chǎn)實(shí)際。劉寶琛把這一技術(shù)難題作為自己研究的重點(diǎn)，并先后在波蘭科學(xué)院院報(bào)發(fā)表了兩篇論文，以其獨(dú)到的見(jiàn)解引起很大反響。1962年初以?xún)?yōu)秀成績(jī)作為第一個(gè)中國(guó)博士生在科拉克夫礦冶大學(xué)通過(guò)答辯，獲技術(shù)科學(xué)博士學(xué)位。

1962年2月，劉寶琛懷著報(bào)效祖國(guó)的滿(mǎn)腔熱情回到了長(zhǎng)沙礦冶研究所。1965年，劉寶琛、廖國(guó)華合著的《煤礦地表移動(dòng)的基本規(guī)律》由中國(guó)工業(yè)出版社出版。這是中國(guó)人寫(xiě)的第一本有關(guān)礦山地表移動(dòng)方面的專(zhuān)著。該書(shū)用概率論的觀點(diǎn)和方法來(lái)研究礦山巖層移動(dòng)的規(guī)律，被稱(chēng)為“概率積分法”。由此，隨機(jī)介質(zhì)理論在全國(guó)各煤礦得到廣泛應(yīng)用。

自1965年以來(lái)，劉寶琛發(fā)展和完善了隨機(jī)介質(zhì)理論及其在采礦和巖土工程中的應(yīng)用，解決了開(kāi)采水平或傾斜礦床時(shí)巖層及地表移動(dòng)與變形計(jì)算的二維及三維問(wèn)題，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件。在國(guó)內(nèi)大部分煤礦及小部分金屬礦已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，為解決地表工業(yè)民用建筑物群、鐵道及河流下的安全開(kāi)采，以及采空區(qū)地表合理利用等問(wèn)題發(fā)揮了重要作用。20世紀(jì)70年代以來(lái)，隨機(jī)介質(zhì)理論已形成一個(gè)很有影響的學(xué)派。

奠基隨機(jī)介質(zhì)理論，廣開(kāi)“三下”開(kāi)采先河

首先提出隨機(jī)介質(zhì)理論的是波蘭科學(xué)院副院長(zhǎng)李特維尼申教授。他把礦山巖土當(dāng)成一種隨機(jī)介質(zhì)來(lái)研究。李特維尼申教授所提出的隨機(jī)介質(zhì)理論是研究地表在采礦時(shí)或采礦后發(fā)生移動(dòng)(包括下陷、坍塌等)的狀況、程度的規(guī)律。但是，劉寶琛發(fā)現(xiàn)這個(gè)理論存在一些問(wèn)題，一個(gè)是它只考慮了巖土固有屬性，沒(méi)有考慮由于時(shí)間和空間上的變化而產(chǎn)生的多變性;另一個(gè)是它沒(méi)有解決生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用問(wèn)題。于是，劉寶琛開(kāi)始從力學(xué)角度研究巖層地表移動(dòng)理論。他提出的時(shí)空統(tǒng)一隨機(jī)介質(zhì)理論與方法就把這種流變因素考慮進(jìn)去。在留波期間，他用英文寫(xiě)的研究地表移動(dòng)規(guī)律的論文《隨機(jī)介質(zhì)理論在開(kāi)采傾斜煤層地表移動(dòng)中的應(yīng)用》、《地表移動(dòng)的時(shí)間規(guī)律》，在波蘭科學(xué)院院報(bào)上連續(xù)發(fā)表，引起很大反響。

劉寶琛在長(zhǎng)沙礦冶研究所主持成立了“308”科研組，后組成礦山壓力研究室，重點(diǎn)研究“三下”(建筑物下、河流下及礦區(qū)鐵路下)采煤技術(shù)。埋藏于地下的煤層被開(kāi)采出來(lái)以后，采空區(qū)上的覆蓋巖層與地表會(huì)發(fā)生移動(dòng)，并進(jìn)而影響到地面的建筑物和自然物。保護(hù)煤礦上部的建筑物和自然物，傳統(tǒng)的方法是預(yù)留大塊的保安煤柱，但這種方法會(huì)造成地下資源的大量積壓浪費(fèi)。如果搬遷全部的建筑物，又得消耗巨大的費(fèi)用。劉寶琛發(fā)展的隨機(jī)介質(zhì)理論和方法則巧妙地解決了這個(gè)矛盾。他綜合考察了本溪、撫順、焦作、平頂山及棗莊等大型煤礦，承擔(dān)了“本溪礦務(wù)局在工業(yè)、民用建筑群和太子河下開(kāi)采研究”、“撫順石油一廠保安煤柱開(kāi)采”及“本溪水泥廠在采煤地表建設(shè)大型架空索道”等重大的科研項(xiàng)目，開(kāi)始了我國(guó)60 年代大規(guī)模“三下”開(kāi)采的先河。

本溪礦務(wù)局在工業(yè)、民用建筑群和太子河下這兩處煤礦都是蘇聯(lián)專(zhuān)家設(shè)計(jì)的，按照慣例，建筑物下、河流下及礦區(qū)鐵路下的煤層是不準(zhǔn)開(kāi)采的。可本溪礦務(wù)局的建筑物下還有大量的煤層等待開(kāi)采。劉寶琛帶領(lǐng)科研人員運(yùn)用隨機(jī)介質(zhì)理論，經(jīng)過(guò)周密的勘測(cè)、計(jì)算，提出了預(yù)計(jì)開(kāi)采的方法。按照這個(gè)方法，本溪礦務(wù)局采屯煤礦采取協(xié)調(diào)開(kāi)采、采后充填采空區(qū)等措施，在工業(yè)及民用建筑群下先后采煤6層，開(kāi)采出煤炭近1000萬(wàn)噸，除了少部分建筑物采取加固措施外，絕大部分建筑物并沒(méi)有加固，但都完好無(wú)損，節(jié)省搬遷費(fèi)上億元。實(shí)踐證明劉寶琛運(yùn)用的隨機(jī)介質(zhì)理論和方法是正確的，采取的加固措施是可靠的，它突破了蘇聯(lián)專(zhuān)家設(shè)計(jì)中的開(kāi)采禁區(qū)。這項(xiàng)科研課題1977年獲冶金工業(yè)部科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)，1978年獲湖南省科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。

太子河是流經(jīng)本溪市的一條大河，寬100多米，流量大，河床下300多米的地層中有4層優(yōu)質(zhì)煤。劉寶琛對(duì)太子河的地層進(jìn)行了全面分析，發(fā)現(xiàn)地層中有不透水的黏土層，厚達(dá)2米多，足以防止河水向下漏。于是，提出了分層開(kāi)采、建筑防水閘門(mén)的開(kāi)采方案。礦區(qū)按照劉寶琛的方案開(kāi)采，挖出了100多萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)煤，沒(méi)有發(fā)生礦井漏水現(xiàn)象。

“本溪水泥廠在采煤區(qū)地表建設(shè)大型架空索道”項(xiàng)目，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)外先例，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。在這個(gè)項(xiàng)目中，劉寶琛等運(yùn)用采煤地表開(kāi)裂發(fā)展動(dòng)態(tài)分析及山體穩(wěn)定性判別的系統(tǒng)工程方法，對(duì)索道區(qū)地表移動(dòng)與破壞規(guī)律作出了可靠的結(jié)論。在地表每米拉伸變形高達(dá)22毫米的情況下，建筑大型架空索道，突破了國(guó)際上一般認(rèn)為地表每米拉伸變形在9毫米以上不能用于建筑的禁區(qū)。這項(xiàng)研究成果創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益5000多萬(wàn)元，曾獲遼寧省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。礦區(qū)鐵路下的開(kāi)采成功，進(jìn)一步證明了劉寶琛發(fā)展的隨機(jī)介質(zhì)理論和方法的科學(xué)性。從本溪市到田師傅煤礦的礦區(qū)鐵路支線地下的煤，過(guò)去一直不敢采。按照劉寶琛的方法開(kāi)采后，鐵路路基并沒(méi)有受到破壞。

80年代，劉寶琛把隨機(jī)介質(zhì)理論和方法，應(yīng)用于除煤礦以外的其他礦山的“三下”開(kāi)采。他進(jìn)一步發(fā)展和完善了三維隨機(jī)介質(zhì)理論系統(tǒng)的預(yù)計(jì)與反分析方法，使其理論可以應(yīng)用于復(fù)雜的開(kāi)采條件與復(fù)雜的反分析問(wèn)題中。其應(yīng)用范圍從采煤發(fā)展到采礦;從采礦發(fā)展到開(kāi)采石油和天然氣;從地下開(kāi)采發(fā)展到露天開(kāi)采;從礦山應(yīng)用發(fā)展到地鐵建筑。同時(shí)，開(kāi)發(fā)了一系列微機(jī)化的預(yù)計(jì)及反分析軟件，現(xiàn)場(chǎng)工程師們可以用來(lái)解決實(shí)際技術(shù)問(wèn)題。

劉寶琛發(fā)展的隨機(jī)介質(zhì)理論與方法，概念明確，計(jì)算精確，措施可靠，很快在全國(guó)各大煤礦的“三下”開(kāi)采中推廣應(yīng)用，回采了原來(lái)大量劃為永久損失的國(guó)家資源。

劉寶琛利用他會(huì)多國(guó)語(yǔ)言的長(zhǎng)處，積極參加國(guó)際學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。1965 年10月，劉寶琛參加在德國(guó)萊比錫召開(kāi)的國(guó)際巖石力學(xué)會(huì)議。他在會(huì)上宣讀了用德文寫(xiě)的論文《中國(guó)煤礦沖擊地區(qū)及其防治》。這是他第一次在國(guó)際學(xué)術(shù)論壇發(fā)表論文，受到了與會(huì)專(zhuān)家的好評(píng)。

劉寶琛在隨機(jī)介質(zhì)理論及應(yīng)用方面作出了重大貢獻(xiàn)，其學(xué)術(shù)水平被波蘭科技界認(rèn)為已經(jīng)超過(guò)該理論的發(fā)源地波蘭，具有創(chuàng)造性的發(fā)展。1994年5月27日，波蘭科學(xué)院在華沙召開(kāi)全體院士大會(huì)，劉寶琛被選為波蘭科學(xué)院外籍院士。

投身高等教育事業(yè)，培育巖土工程高等人才

2002年5月，劉寶琛應(yīng)中南大學(xué)二級(jí)學(xué)院調(diào)整的需要，擔(dān)任了中南大學(xué)土木建筑學(xué)院院長(zhǎng)。雖然他年事已高，并常年患有高血壓、心血管等疾病，但他仍然帶病準(zhǔn)時(shí)上下班。他還自己出錢(qián)設(shè)立“院長(zhǎng)獎(jiǎng)”，以獎(jiǎng)勵(lì)為土建學(xué)院爭(zhēng)得榮譽(yù)的老師和同學(xué)。

在他任職期間，中南大學(xué)土建學(xué)院獲得橋梁隧道工程、道路鐵道工程兩個(gè)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，巖土工程省重點(diǎn)學(xué)科，土木工程博士后流動(dòng)站等成績(jī)。目前土木建筑學(xué)院已發(fā)展成擁有國(guó)家一級(jí)重點(diǎn)學(xué)科兩個(gè)，國(guó)家工程試驗(yàn)室一個(gè)，博士后流動(dòng)站兩個(gè)，躋身于我國(guó)高校的前列。

與已取得的成果相比，劉寶琛更傾向于培養(yǎng)人才。1978年國(guó)家恢復(fù)研究生制度，劉寶琛成為長(zhǎng)沙礦冶研究院第一批研究生導(dǎo)師。1979年，他擔(dān)任副院長(zhǎng)以后，在任務(wù)多、時(shí)間緊的情況下，仍沒(méi)有放松培養(yǎng)研究生的工作。1999年正式調(diào)入中南大學(xué)后，他把更多精力投入到培養(yǎng)博士研究生上。

劉寶琛治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，要求研究生扎扎實(shí)實(shí)地打好外語(yǔ)基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ);他培養(yǎng)研究生，既注重研究生的理論研究，又注重實(shí)踐學(xué)習(xí);循循善誘是他培養(yǎng)研究生的重要方法。

對(duì)學(xué)生，他總希望“青出于藍(lán)而勝于藍(lán)”。他已培養(yǎng)碩士研究生7人，博士研究生40余人，他們中許多已在采礦和巖土工程領(lǐng)域建功立業(yè)，成為主要技術(shù)骨干和跨世紀(jì)的學(xué)術(shù)帶頭人。