簡介：劉寶琛(1932.7.20-2017.6.21)，遼寧省開源縣人。我國著名巖土工程專家，中國隨機(jī)介質(zhì)理論奠基人及其應(yīng)用的開拓者，中南大學(xué)教授，博士生導(dǎo)師;1956年加入中國共產(chǎn)黨，同年畢業(yè)于東北工學(xué)院采礦專業(yè)，分配到中國科學(xué)院長沙礦冶研究所從事科研工作;1957年，作為中國科學(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，以優(yōu)秀成績在科拉克夫礦冶大學(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，主持了國家重點開采的許多項目，均獲成功;1994年當(dāng)選為波蘭科學(xué)院外籍院士;1997年當(dāng)選為中國工程院能源與礦業(yè)工程學(xué)部院士;2000年榮獲全國先進(jìn)工作者稱號;2017年6月21日因病醫(yī)治無效，在長沙逝世，享年85歲。

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

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

有人把從事采礦工作、巖土工程的人稱為“煤黑子”“土疙瘩”，而劉寶琛卻認(rèn)為，只要能為祖國作貢獻(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，奠基開拓我國巖土工程

劉寶琛院士從小就志向明確，努力學(xué)習(xí)深造，學(xué)習(xí)成績優(yōu)異。1952年，他考入東北工學(xué)院采礦工程專業(yè)。1956年，以四年全5分的優(yōu)異成績畢業(yè)，同年加入中國共產(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、波蘭語、俄語、德語和日語多國語言。畢業(yè)后被分配到冶金部長沙礦冶院的前身——中國科學(xué)院長沙礦冶研究所。

1957年，劉寶琛被中國科學(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)時開采煤層影響地表移動是世界采煤國家共同關(guān)心的問題。1954年，李特維尼申教授引入隨機(jī)介質(zhì)概念來研究地表移動的規(guī)律，但他的研究主要是解決一些純理論性問題，沒有用于大規(guī)模的生產(chǎn)實際。劉寶琛把這一技術(shù)難題作為自己研究的重點，并先后在波蘭科學(xué)院院報發(fā)表了兩篇論文，以其獨到的見解引起很大反響。1962年初以優(yōu)秀成績作為第一個中國博士生在科拉克夫礦冶大學(xué)通過答辯，獲技術(shù)科學(xué)博士學(xué)位。

1962年2月，劉寶琛懷著報效祖國的滿腔熱情回到了長沙礦冶研究所。1965年，劉寶琛、廖國華合著的《煤礦地表移動的基本規(guī)律》由中國工業(yè)出版社出版。這是中國人寫的第一本有關(guān)礦山地表移動方面的專著。該書用概率論的觀點和方法來研究礦山巖層移動的規(guī)律，被稱為“概率積分法”。由此，隨機(jī)介質(zhì)理論在全國各煤礦得到廣泛應(yīng)用。

自1965年以來，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，解決了開采水平或傾斜礦床時巖層及地表移動與變形計算的二維及三維問題，并開發(fā)了相應(yīng)的計算機(jī)軟件。在國內(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采，以及采空區(qū)地表合理利用等問題發(fā)揮了重要作用。20世紀(jì)70年代以來，隨機(jī)介質(zhì)理論已形成一個很有影響的學(xué)派。

奠基隨機(jī)介質(zhì)理論，廣開“三下”開采先河

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或采礦后發(fā)生移動(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)這個理論存在一些問題，一個是它只考慮了巖土固有屬性，沒有考慮由于時間和空間上的變化而產(chǎn)生的多變性;另一個是它沒有解決生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用問題。于是，劉寶琛開始從力學(xué)角度研究巖層地表移動理論。他提出的時空統(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，他用英文寫的研究地表移動規(guī)律的論文《隨機(jī)介質(zhì)理論在開采傾斜煤層地表移動中的應(yīng)用》、《地表移動的時間規(guī)律》，在波蘭科學(xué)院院報上連續(xù)發(fā)表，引起很大反響。

劉寶琛在長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采出來以后，采空區(qū)上的覆蓋巖層與地表會發(fā)生移動，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，但這種方法會造成地下資源的大量積壓浪費。如果搬遷全部的建筑物，又得消耗巨大的費用。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采研究”、“撫順石油一廠保安煤柱開采”及“本溪水泥廠在采煤地表建設(shè)大型架空索道”等重大的科研項目，開始了我國60 年代大規(guī)模“三下”開采的先河。

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)專家設(shè)計的，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)開采的。可本溪礦務(wù)局的建筑物下還有大量的煤層等待開采。劉寶琛帶領(lǐng)科研人員運用隨機(jī)介質(zhì)理論，經(jīng)過周密的勘測、計算，提出了預(yù)計開采的方法。按照這個方法，本溪礦務(wù)局采屯煤礦采取協(xié)調(diào)開采、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，開采出煤炭近1000萬噸，除了少部分建筑物采取加固措施外，絕大部分建筑物并沒有加固，但都完好無損，節(jié)省搬遷費上億元。實踐證明劉寶琛運用的隨機(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)專家設(shè)計中的開采禁區(qū)。這項科研課題1977年獲冶金工業(yè)部科學(xué)大會獎，1978年獲湖南省科學(xué)大會獎。

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，提出了分層開采、建筑防水閘門的開采方案。礦區(qū)按照劉寶琛的方案開采，挖出了100多萬噸優(yōu)質(zhì)煤，沒有發(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”項目，開創(chuàng)了國內(nèi)外先例，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。在這個項目中，劉寶琛等運用采煤地表開裂發(fā)展動態(tài)分析及山體穩(wěn)定性判別的系統(tǒng)工程方法，對索道區(qū)地表移動與破壞規(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)。這項研究成果創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益5000多萬元，曾獲遼寧省科技進(jìn)步一等獎。礦區(qū)鐵路下的開采成功，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，過去一直不敢采。按照劉寶琛的方法開采后，鐵路路基并沒有受到破壞。

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)計與反分析方法，使其理論可以應(yīng)用于復(fù)雜的開采條件與復(fù)雜的反分析問題中。其應(yīng)用范圍從采煤發(fā)展到采礦;從采礦發(fā)展到開采石油和天然氣;從地下開采發(fā)展到露天開采;從礦山應(yīng)用發(fā)展到地鐵建筑。同時，開發(fā)了一系列微機(jī)化的預(yù)計及反分析軟件，現(xiàn)場工程師們可以用來解決實際技術(shù)問題。

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

劉寶琛利用他會多國語言的長處，積極參加國際學(xué)術(shù)交流活動。1965 年10月，劉寶琛參加在德國萊比錫召開的國際巖石力學(xué)會議。他在會上宣讀了用德文寫的論文《中國煤礦沖擊地區(qū)及其防治》。這是他第一次在國際學(xué)術(shù)論壇發(fā)表論文，受到了與會專家的好評。

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)院在華沙召開全體院士大會，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。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)時上下班。他還自己出錢設(shè)立“院長獎”，以獎勵為土建學(xué)院爭得榮譽(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、道路鐵道工程兩個國家重點學(xué)科，巖土工程省重點學(xué)科，土木工程博士后流動站等成績。目前土木建筑學(xué)院已發(fā)展成擁有國家一級重點學(xué)科兩個，國家工程試驗室一個，博士后流動站兩個，躋身于我國高校的前列。

與已取得的成果相比，劉寶琛更傾向于培養(yǎng)人才。1978年國家恢復(fù)研究生制度，劉寶琛成為長沙礦冶研究院第一批研究生導(dǎo)師。1979年，他擔(dān)任副院長以后，在任務(wù)多、時間緊的情況下，仍沒有放松培養(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)，要求研究生扎扎實實地打好外語基礎(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，又注重實踐學(xué)習(xí);循循善誘是他培養(yǎng)研究生的重要方法。

對學(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。