所謂協(xié)同開采，簡(jiǎn)言之，就是礦山開采全過程中資源開采行為與災(zāi)害處理行為及其他技術(shù)行為的合作、協(xié)調(diào)與同步，使礦山開采系統(tǒng)輸出較高的協(xié)同效應(yīng)。

       
 
        陳慶發(fā)：教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任廣西大學(xué)資源環(huán)境與材料學(xué)院副院長(zhǎng)。長(zhǎng)期從事采礦工藝、巖石力學(xué)、工程災(zāi)害防治等方面的研究工作。近年來，在非傳統(tǒng)采礦工藝與理論、裂隙巖體結(jié)構(gòu)三維解構(gòu)理論與技術(shù)兩個(gè)領(lǐng)域研究成果突出，先后提出“協(xié)同開采”重大采礦科學(xué)命題、“同步充填”采礦技術(shù)理念，以及巖體結(jié)構(gòu)均質(zhì)區(qū)三維劃分方法、巖體質(zhì)量RMRmbi 分級(jí)方法等學(xué)術(shù)思想；系統(tǒng)開展了采空區(qū)隱患資源協(xié)同開采理論、地下礦山巖體結(jié)構(gòu)解構(gòu)理論、柔性隔離層作用下散體介質(zhì)流理論、裂隙巖體塊體化程度修正理論、結(jié)構(gòu)均質(zhì)區(qū)三維劃分與巖體質(zhì)量分級(jí)一體化等原創(chuàng)性研究。
 
        主持國(guó)家級(jí)、省部級(jí)與企業(yè)橫向科研項(xiàng)目30 余項(xiàng)；以第一作者和通訊作者在SCI、EI 檢索源期刊發(fā)表論文40 余篇；以第一著者(或獨(dú)著)出版學(xué)術(shù)專著《隱患資源開采與空區(qū)處理協(xié)同技術(shù)》《地下礦山巖體結(jié)構(gòu)解構(gòu)理論方法及應(yīng)用》等4 部；獲授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利10 余項(xiàng)；獲中國(guó)有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)和湖南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)、廣西自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)等科研獎(jiǎng)勵(lì)10 余項(xiàng)。
 
        隨著協(xié)同開采理念的深入發(fā)展，大量協(xié)同采礦方法被發(fā)明創(chuàng)造出來，極大地豐富了我國(guó)金屬礦床地下開采采礦方法體系。陳慶發(fā)教授繼提出“協(xié)同開采”采礦科學(xué)命題10年之后，首次對(duì)金屬礦床地下開采協(xié)同采礦方法進(jìn)行系統(tǒng)歸納與整理，并集結(jié)團(tuán)隊(duì)最新研究成果，推出新著《金屬礦床地下開采協(xié)同采礦方法》。

  
        礦產(chǎn)資源是人類社會(huì)生存、發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中不可缺少、不可替代的物質(zhì)基礎(chǔ)。礦業(yè)是工業(yè)的命脈，并被譽(yù)為“工業(yè)之母”，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。我國(guó)95%以上的能源、80%以上的工業(yè)原材料和70%以上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料均來自礦產(chǎn)資源。隨著我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的規(guī)模越來越大。與此同時(shí)，我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源賦存的基本特點(diǎn)是大型礦床少，中、小礦床多；單金屬礦床少，伴生、多金屬礦床多；管理粗放，集約化程度低。隨著開采強(qiáng)度的增加，易采資源逐步消耗殆盡，一些開采難度大、隱患多、工程目標(biāo)復(fù)雜等難采資源逐漸受到人們的重視。當(dāng)前，對(duì)于這部分復(fù)雜難采資源，亟須一些采礦新理念、新命題、新理論、新技術(shù)、新方法予以指導(dǎo)。
 
        國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)和中國(guó)科學(xué)院于2012 年聯(lián)合出版的《未來10年中國(guó)學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略：工程科學(xué)》指出“復(fù)雜難動(dòng)用資源開采理論與方法”是未來影響我國(guó)采礦行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的理論與技術(shù)難點(diǎn)，將“難動(dòng)用儲(chǔ)量的資源開采理論與方法”列為優(yōu)先資助方向?！?017 年度國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目指南》也明確指出冶金與礦業(yè)學(xué)科處于資源、能源和環(huán)境的焦點(diǎn)，需求與發(fā)展的矛盾突出，需要踐行“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的發(fā)展理念；在資源開采方面，應(yīng)注重對(duì)采收率方面工程科學(xué)問題的研究，并將“礦床資源科學(xué)開采理論”列入鼓勵(lì)研究領(lǐng)域。
 
        采礦方法在地下礦山生產(chǎn)中占據(jù)核心地位，礦山所采用的采礦方法是否合理、正確，直接影響礦山的經(jīng)濟(jì)效益、生存和發(fā)展。如果礦山企業(yè)忽視采礦方法的革新與創(chuàng)新，仍慣用或套用一些典型而單一的采礦方法，未必能夠取得最好的經(jīng)濟(jì)效益，甚至可能出現(xiàn)無法回采而被迫放棄的尷尬局面，從而造成國(guó)有寶貴資源的損失。因此，開發(fā)與創(chuàng)新一些新型采礦方法，仍將是今后我國(guó)復(fù)雜難采礦體主管單位亟待解決的技術(shù)難題。當(dāng)前，正值“供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革”的關(guān)鍵時(shí)期，采礦工作者仍需大力提倡一些采礦技術(shù)新理念及“因礦生法”和“因礦創(chuàng)法”的新思維，摒棄“因法套礦”的舊觀念，持續(xù)深入地促進(jìn)采礦方法的科技進(jìn)步。
 
        2008 年，作者針對(duì)采空區(qū)隱患資源開采的技術(shù)難題，引入?yún)f(xié)同理念，創(chuàng)造性地提出了“隱患資源開采與空區(qū)處理協(xié)同的礦業(yè)開發(fā)新技術(shù)模式”，2009年完成了博士學(xué)位論文《隱患資源開采與采空區(qū)治理協(xié)同研究》，自此，我國(guó)采礦工程學(xué)術(shù)界拉開了“協(xié)同開采”研究的序幕。2011 年，作者明確給出了協(xié)同開采的定義及其技術(shù)體系，同年出版了國(guó)內(nèi)第一本協(xié)同開采方面的學(xué)術(shù)專著《隱患資源開采與空區(qū)處理協(xié)同技術(shù)》。所謂協(xié)同開采，簡(jiǎn)言之，就是礦山開采全過程中資源開采行為與災(zāi)害處理行為及其他技術(shù)行為的合作、協(xié)調(diào)與同步，使礦山開采系統(tǒng)輸出較高的協(xié)同效應(yīng)。時(shí)至今日，協(xié)同開采理念已被我國(guó)礦業(yè)行業(yè)廣泛采用，相關(guān)理論和技術(shù)開發(fā)研究已然成為采礦學(xué)者開展學(xué)術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
 

▲ 協(xié)同開采技術(shù)體系

 
        隨著協(xié)同開采理念的深入發(fā)展，我國(guó)學(xué)者提出和發(fā)明了大量協(xié)同采礦方法(典型方案)，如大量放礦同步充填無頂柱留礦采礦方法、分段鑿巖并段出礦分段礦房采礦法、電耙–爆力協(xié)同運(yùn)搬偽傾斜房柱式采礦法、淺孔鑿巖爆力–電耙協(xié)同運(yùn)搬分段礦房采礦法、卡車協(xié)同出礦分段鑿巖階段礦房采礦法、柔性隔離層充當(dāng)假頂?shù)姆侄伪缆鋮f(xié)同采礦法、底部結(jié)構(gòu)下卡車直接出礦后期放礦充填同步水平深孔留礦法等。這些協(xié)同采礦方法的提出，極大地豐富了我國(guó)金屬礦床地下開采采礦方法體系，積極地影響著我國(guó)采礦工作者的思想變革，有力地促進(jìn)了我國(guó)金屬礦床地下開采技術(shù)水平的進(jìn)步。
 
        但截至本書出版，通過文獻(xiàn)檢索可知尚未有其他學(xué)者對(duì)我國(guó)金屬礦床地下開采協(xié)同采礦方法進(jìn)行系統(tǒng)歸納與整理；且該類采礦方法存在概念與范疇缺失、命名不規(guī)范、技術(shù)特點(diǎn)闡述不清晰、類組歸屬混亂等問題，令眾多從業(yè)人員無法順利掌握，新方法亦難以廣泛地推廣應(yīng)用。為解決這一系列問題，作者歷經(jīng)數(shù)年獨(dú)立思考，不斷強(qiáng)化對(duì)協(xié)同采礦方法的內(nèi)涵式理解，不斷積累相關(guān)學(xué)術(shù)研究成果，反復(fù)修改與完善書稿，直至今日付梓。
 

▲ 協(xié)同采礦方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

 
        本書整體上可分為三個(gè)部分。
 
        第一部分為協(xié)同采礦方法的公共基礎(chǔ)，其中第1 章為協(xié)同開采科學(xué)命題，介紹了現(xiàn)有的幾種采礦與環(huán)境關(guān)系可調(diào)和理念、我國(guó)金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)理念需求、協(xié)同開采的定義、協(xié)同開采與現(xiàn)有幾種可調(diào)和采礦理念的關(guān)系、協(xié)同開采科學(xué)命題提出的意義、協(xié)同開采技術(shù)體系、協(xié)同開采發(fā)展形勢(shì)；第2 章為采礦方法分類表的修訂，介紹了采礦方法分類法的發(fā)展脈絡(luò)、當(dāng)前采礦方法分類存在的問題、空?qǐng)鏊煤蟪涮畈傻V法的內(nèi)涵、組合式采礦法與聯(lián)合式采礦法的歸類、部分采礦方法稱謂的修改、修訂后的采礦方法分類表；第3 章為協(xié)同采礦方法的發(fā)展歷程與分類，介紹了采礦方法創(chuàng)新的必要性，協(xié)同采礦方法的定義與范疇、發(fā)展歷程(2009～2018年)及分類。
 
        第二部分為具體協(xié)同采礦方法的內(nèi)容介紹，第4～6 章分別介紹了我國(guó)學(xué)者提出、發(fā)明的空?qǐng)?、崩落和充填三大類協(xié)同采礦方法(典型案例)的提出背景、協(xié)同技術(shù)原理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、具體實(shí)施方式、優(yōu)缺點(diǎn)、適用條件。
 
        第三部分為作者團(tuán)隊(duì)的最新相關(guān)研究成果，其中第7 章協(xié)同采礦方法協(xié)同度測(cè)度評(píng)價(jià)，介紹了采礦方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各協(xié)同采礦方法協(xié)同要素的結(jié)構(gòu)型式與協(xié)同效應(yīng)及協(xié)同采礦方法的協(xié)同度測(cè)度評(píng)價(jià)方法、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系與賦值、評(píng)價(jià)過程和結(jié)果等內(nèi)容；第8 章協(xié)同采礦方法的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法，介紹了創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法對(duì)采礦方法創(chuàng)新的助推作用、工程類常用的幾種創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法、各協(xié)同采礦方法的創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法、各創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法所占的比重和啟示。
 
表 19 種協(xié)同采礦方法協(xié)同評(píng)價(jià)匯總表

 

        需要說明的是：①本書因所收錄的協(xié)同采礦方法大都提出時(shí)間比較短，且因?qū)嵺`周期長(zhǎng)(行業(yè)典型特點(diǎn))、應(yīng)用成效數(shù)據(jù)不充分，因此對(duì)其實(shí)踐成效部分未予介紹；②因?qū)＠跈?quán)時(shí)效及創(chuàng)新性、安全性、可操作性等因素，部分申請(qǐng)專利暫時(shí)未能獲得授權(quán)，本書的出版主旨在于總結(jié)金屬礦床地下開采協(xié)同采礦方法的現(xiàn)有成果，并以此拋磚引玉、啟迪創(chuàng)新、引領(lǐng)實(shí)踐、推動(dòng)進(jìn)步；③出于對(duì)發(fā)明人知識(shí)產(chǎn)權(quán)的尊重，本書中部分專利名稱整體上仍沿用了申請(qǐng)專利的原有名稱。
 
        本書是繼《隱患資源開采與空區(qū)處理協(xié)同技術(shù)》之后，作者在協(xié)同開采領(lǐng)域出版的第二部專著。希望本書能為金屬礦床協(xié)同開采領(lǐng)域的理論研究與技術(shù)開發(fā)提供借鑒，能為更多新型協(xié)同采礦方法的發(fā)明創(chuàng)造提供啟迪，能為我國(guó)金屬礦床地下開采技術(shù)水平的進(jìn)步提供動(dòng)力。
 
        陳慶發(fā)
        2018 年10 月于廣西大學(xué)

本文摘編自《金屬礦床地下開采協(xié)同采礦方法》（陳慶發(fā)著.北京：科學(xué)出版社，2018.11）一書“前言”，有刪減，文中圖表來自于該書正文，標(biāo)題為編者所加。
 

       《金屬礦床地下開采協(xié)同采礦方法》首先介紹協(xié)同開采科學(xué)命題、當(dāng)前采礦方法分類存在的問題與修訂后的采礦方法分類表；其次介紹協(xié)同采礦方法的定義與范疇、發(fā)展歷程及分類；再次按空?qǐng)?、崩落和充填三大類分別介紹每一種協(xié)同采礦方法的提出背景、協(xié)同技術(shù)原理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及具體實(shí)施方式、優(yōu)缺點(diǎn)、適用條件；最后介紹協(xié)同采礦方法協(xié)同要素的結(jié)構(gòu)型式與協(xié)同效應(yīng)、協(xié)同度測(cè)度評(píng)價(jià)及創(chuàng)新思維與創(chuàng)新技法等。