1、中南大学矿业工程学科建设方案2017年6月1. 建设目标2. 建设基础3. 建设内容4. 预期成效撰写总体要求：1、建设方案要兼顾前瞻性和可行性，要制定相互衔接的近期、 中期和远期目标，详细规划设计路径、内容、举措。2、建设目标和建设举措等要有具体清晰的进度安排和定性定量 指标，可对照检查，可绩效评估，建设方案不能过于笼统。3、建设目标和建设举措要合理、具体。1.建设目标该学科的近期（2020年）、中期（2030年）及远期（本世纪 中叶）建设目标。1.1总体目标：践行习总书记提出的“资源开发要实现经济、资源和环境的协调发展”的理念, 响应国家“一带一路”的战略，满足国家发展对绿色矿业的需求，建
2、设中国领先， 世界一流的矿业学科。依托已有的国家重点学科、国家工程研究中心、国家111 创新引智基地等平台，与美国、加拿大、澳大利亚、南非、英国等矿业发达国家 的高校科研院所合作，进一步建设发展高水准国际联合研究中心和国际联合实验 室；进一步凝练学科方向，强化采矿工程、矿物加工、矿业二次资源综合利用等 领域的基础研究，组建智能化清洁化矿业工程国家重点实验室；加强与国际知名 矿业高校的合作办学。使矿业工程一级学科继续保持在国内前列，继续提高矿业 工程学科在QS等国际知名排行榜的排名。形成由高水平的学科领军人物、学术 带头人和学术骨干力量构成的创新性团队，承担重点专项及重点基金项目，产生 重大科技
3、成果，输送优秀的博士、硕士及本科生，成为国内外相关领域基础理论 研究、前沿技术及成果孵化制高点、优秀人才的培养基地。1.2近期（2020年）目标矿业工程学科进入QS世界排名前25,完成指标及依据如下：科研质量和学 术声誉2016年得分为60.6,提高至63以上;师均论文引用数2016年得分为73.7, 提高至77以上；毕业生质量和全球雇主评价2016年得分为53.1,提高至56以 上；学生/教师比例2016年为20:1,提高至15:1；国际学生比提高至15%以上。学科方向与创新平台：基于原有学科优势，在复杂金属矿产资源高效开采、 绿色与智能矿山、受限空间作业安全与工程灾害防治、复杂矿产资源高效
4、清洁利 用、二次资源循环利用与功能矿物材料等五个方向取得突破。组织申报并争取获 批组建智能化清洁化矿物加工国家重点实验室、深部岩石力学与环境安全控制国 家重点实验室、浮选化学国际联合实验室（中国代表单位）、矿山岩石力学与环 境控制国际联合实验室、中澳矿物加工联合研究中心、中国挪威岩石力学与地 下工程联合研究中心。人才队伍：学科专任教师新增45人左右，新进教师中在国外知名大学获得 博士学位者占比50%以上，国际交流的外籍教师比例占比10%。培养院士 12 人；培养或引进千人计划、长江学者、国家杰出青年基金获得者或万人计划领军 人才3人以上，国家优秀青年科学基金获得者、青年千人或青年长江学者等4
5、人以上；新增教育部创新团队或国家人才推进计划创新团队12个，国家自然 科学基金创新群体1个。科学研究：实施年进账科研经费继续保持在5000-6000万元。进入全球1% 的ESI论文数达到10篇/年，支持工程学科进入全球1%。；申请国家发明专利达 到100件/年，申请国际发明专利3-5件，授权国家发明专利50件/年以上。加大 成果转化力度，获得国家三大奖12项、省部级科技一等奖6-8项。任职矿业 工程领域国际权威学术组织2人以上，国际权威期刊编委6人以上。在国际权威 学术会议上作大会报告和特邀报告2人次/年。教学与人才培养：建立国家级教学团队12个；建立和健全本学科专业本科 生、研究生（硕士、博
6、士）教学与培养体系。每年开办两个全日制国际留学生本 科班，接收来华攻读学位的国际留学生比例占学生总数的15%o获国家级教学成 果奖12项，获省部级教学成果奖2项。在国际知名刊物上发表论文的博士 研究生占比100%,本科、研究生就业率95%以上。1.3中期（2030年）目标矿业工程学科进入QS世界排名前15,成为国际一流学科。形成由高水平的 学科领军人物、学科带头人和学术骨干力量构成的创新性团队，承担重点专项及 重点基金项目，生产重大科技成果，输送优秀的博士、硕士及本科生，成为矿业 工程领域基础理论研究、前沿技术及成果孵化制高点、优秀人才的培养基地。 1.4远期（本世纪中叶）目标保持国内领先、国
7、际一流的学科地位，进入QS世界排名前10。从理论、技 术、人才全方位支撑我国矿业工业的发展，发展若干引领全球金属矿业发展的基 础理论与技术原型。2.建设基础学科的优势特色、重大成就、国际影响、发展潜力以及面临的机遇和挑战等。2. 1优势特色结合本学科发展历史和现状，撰写近年来在相关领域形成的 学科特色及优势。中南大学矿业工程一级学科主要由采矿工程、矿物加工工程两个二级学科组 成，在有色金属矿采选方面，具有国内领先、世界先进的研究实力，培养了一批 具有国际视野和创新能力的优秀中坚力量，形成了引领世界矿产资源综合利用的 学科团队。采矿工程与矿物加工学科是在1952年组建的原中南矿冶学院采矿和选矿工
8、 程学科的基础上形成的。1981年、1986年，矿物加工工程和采矿学科分别被批 准为国家博士点。1987年、2001年，矿物加工工程、采矿工程分别成为国家重 点学科。2001年，矿业工程一级学科成为国家重点学科。1999年获得矿业工程 领域第一批教育部“长江学者”特聘教授岗位。2017年，QS世界大学学科排名之 矿物与采矿工程(Minerd & Mining)排名第28名。1990年学科带头人王淀佐当选为美国工程院外籍院士，成为继茅以升之后 的第二位外籍院士。1991年，王淀佐当选为矿物加工领域首位中国科学院学部 委员，1994年、1995年、2011年，王淀佐、古德生、邱冠周分别当选为中国
9、工程院院士。2010年，王淀佐院士获国际矿物加工大会终身成就奖。李夕兵、 胡岳华、冯其明、杨华明先后成为矿业工程领域国家杰出青年基金获得者或长江 学者特聘教授。2003年本学科团队被批准为国家自然科学基金委创新研究群体。 形成了被业界誉为“长沙学派”的中南大学矿产资源综合利用创新学科团队。本学科先后获批973首席项目3项，建立了 2个国家111创新引智基地、 国家工程实验室、湖南省2011协同创新中心等6个省部级以上科研平台，主办 国际学术会议20余项，并承担大会主席10余次。获国家科学技术进步一等奖3 项、二等奖8项。2. 2重大成就结合重点建设任务，撰写本学科的标志性成果和重大贡献，如国家
10、级奖励、国际重大影响等。经过60多年的建设与发展，矿业工程学科取得了一系列创新性成果：（1）地下金属矿山连续采矿新理论提出地下金属矿山连续开采理论与方法，建立采场连续、区域连续和全矿连 续采矿工艺系统。创立振动出矿原理，推动作业机械化、工艺连续化、生产集中 化和管理科学化的进程。地下金属矿连续开采工艺技术与装备获1992年国家 科技进步一等奖，硬岩无间柱连续采矿技术研究获2002年国家科技进步二等 奖。（2）金属矿硬岩诱导致裂与岩层控制在国际上首次提出半正弦波加载的岩石动态测试理论与方法，建立了以无用 耗散小、能量利用率最大为目标的岩石致裂合理加载体系和岩体动力失稳准则， 岩石脆断实验方法己被
11、国际岩石力学协会确定为测试标准，诱导致裂为核心思想 的开采理论创新了硬岩矿开采模式。岩石冲击动力学获第九届中国图书奖, 金属矿山开采矿岩致裂与岩层控制技术研究及应用于2004年获国家科技进 步二等奖。（3）隐患矿安全高效开采理论与技术构建了复杂空区上露天开采的安全隔离层厚度图谱；提出大孔逆向成井与 VCR法技术相结合的爆破方法与技术，实现露天坑内深埋采空区的工业化处理, 解决了约占我国总开采量35%的隐患矿床安全高效科学开采问题。隐患金属矿 产资源安全开采与灾害控制技术研究于2007年获国家科技进步二等奖。（4）磷石膏自胶凝充填理论与技术发明提出了以磷石膏废料为基质的充填材料配方，解决超细充填
12、料浆快速泌 水、充填采场无缝接顶等难题，建成了世界上第一套磷石膏充填系统，为磷石膏 等工业固体废弃物综合利用开辟了一条经济可行的途径。磷化工全废料自胶凝 充填采矿技术于2009年获国家科技进步二等奖。（5）海底矿床安全高效开采提出适用于大垂深硬岩海底矿床开采的岩层微扰低沉降房柱式强化开采工 艺与技术，制定海下黄金矿开采技术标准，解决全尾充填、场外预排脱水、充填 接顶等配套技术难题，为我国首座海底大型金属矿开采矿山的建成与安全运行提供了技术保障。海底大型金属矿床高效开采与安全保障关键技术于2012年获 国家科技进步二等奖。(6) 复杂难采深部铜矿床开采关键技术围绕金属矿深井开采方法、环境监控和生
13、产科学化管理等关键技术难题开展 攻关研究，创立了金属矿深井安全高效开采理论和技术。首创了深井缓倾斜厚大 矿体无矿柱连续回采阶段空场嗣后充填采矿方法。发明了硫化矿石自燃与结块防 治新技术。突破了极细粒级全尾砂浆的立式砂仓制备和自流管输降压的关键技术。 开发了具有世界先进水平的数字矿山软件产品。引领和促进了我国深井金属矿开 采理论和技术水平的提高。复杂难采深部铜矿床开采关键技术研究与应用于 2011年获国家科技进步二等奖。(7) 矿物加工药剂的分子设计在国际上首次提出了“浮选剂结构模型”新概念，率先运用量子化学理论研究 选矿与冶金浮选剂结构与性能关系，建立了浮选药剂分子设计理论，确定了选矿 与冶金
14、药剂结构性能的定量判据，将浮选药剂分子设计理论提升到新阶段，奠定 了在这一领域的国际领先地位。获2013年国家科学技术发明二等奖。(8) 有色金属硫化矿电位调控浮选理论与技术建立了硫化矿电位调控浮选新理论及电位调控浮选技术。使浮选过程由传统 的二维参数(pH值、药剂浓度)控制发展成为三维参数(pH值、药剂浓度、矿 浆原生电位)控制。在世界上首次实现了电位调控浮选的工业化应用。获2000 年度国家科技进步一等奖(9) 矿物颗粒间相互作用与细粒浮选理论与技术创新性地提出了”粗粒效应”模型，揭示了矿浆体系中的“载体、中介、助凝” 作用及其规律，开发了载体浮选技术，解决了复杂铅锌硫化矿细泥、锡石细泥和
15、 硫化氧化混合铜矿浮选分离的难题，为我国其它细粒矿石浮选分离问题的解决 提供思路和技术发展方向。2004年度国家科技进步二等奖。专著颗粒间相互 作用与细粒浮选获得第八届中国图书奖。(10) 低品位有色金属资源生物冶金理论与技术建立了较完整的生物冶金理论和技术体系。发明了嗜酸氧化亚铁硫杆菌及其 活性的基因芯片检测方法，形成国家标准，解决了生物冶金工程条件、物理化学因素和微生物群落结构与功能调控的难题，实现了生物冶金从宏观到微观、从定 性到定量、从理论到实践的跨越，大幅提高了低品位矿产资源浸出效率。制订国 家标准1项，获2002年中国高校十大科技进展，2008年国家技术发明二等奖。（11）复杂氧化
16、矿资源高效利用的理论与技术构建了系统的矿物/浮选剂界面相互作用调控的溶液化学理论体系，开创了 铝土矿浮选脱硅技术，在世界上建成第一条年产30万吨氧化铝的选矿一拜耳法 生产线，使我国铝土矿资源保证年限从不足10年延长到50年以上；发明了黑白 鸨混合矿金属一有机配合物新型捕收剂及浮选泡沫结构调整剂，成功开发了黑白 钨高效常温浮选分离新技术，取代了经典的“彼德洛夫法”加温精选工艺。获2007 年国家科技进步一等奖和2006年、2015年中国高校十大科技进展。（12）铁矿造块与金属化球团的理论与技术开创了高压裩磨强化铁精矿成球及球团焙烧的机械化学活化理论及预处理 技术，提出了铁精矿表面积衡量其成球性的
17、技术标准；发明了有机复合膨润土的 插层复合技术及装备；发明了大型圆筒造球机高效摆动式刮刀强化分级装置，填 补国内空白；揭示了赤铁矿熔剂性球团技术的铁酸钙强化球团固结和抑制还原膨 胀机理;成功解决了以赤铁矿、硫酸渣等难处理原料生产球团矿面临的技术难题， 构建了大型链算机回转窑赤铁矿球团生产的关键技术，并己在国内八家球团厂 推广应用，正辐射到巴西、印度、伊朗等国球团厂。该成果荣获2010年度国家 科技进步二等奖。发明了铁精矿复合粘结剂球团直接还原法，将二步高温过程变 为一步高温过程生产直接还原铁，在密云、新疆富蕴等地获得工业应用。该成果 获得2005年度国家技术发明二等奖。2.3国际影响撰写本学科
18、在人才培养、队伍建设、科学研究等方面的国 际合作现状，要包括国际奖励、国际声誉（ESI、四大排名）、大 型国际会议和参与国际组织（期刊）等情况。2017年，QS世界大学学科排名之矿物与采矿工程（Mineral & Mining）排 名第28名。本学科学术带头人王淀佐院士 1990年成为美国工程院外籍院士，担任国际矿物加工理事会常务理事。代表中国主办2008年第24届国际矿物加工大会， 并当选为大会主席。2010年第25届国际矿物加工大会上王淀佐院士获得“国 际矿物加工协会终身成就奖”，成为首位获得该奖的中国科学家，全世界目前仅 有14位科学家获此殊荣。美国工程院院士、国际矿物加工协会终身成就奖
19、得主 R Somasundaran评价“王淀佐教授及其团队的成果不但在中国是一流的，在世界 也是一流的”。古德生院士及其学术团队，始创了地下矿连续开采技术和难采矿体开采环 境再造大量崩矿技术，在世界采矿大会上报告，引起高度关注。提出的岩石断 裂韧度测试新方法，被国际断裂韧度测试方法建议委员会采纳。本学科于2011年主办第19届国际生物湿法冶金大会，邱冠周院士任大会 主席，创立了国际生物湿法冶金学会，总部设在中南大学，并选举欧盟矿物生 物联盟主席Dominique教授（法国）和本团队邱冠周院士分别为正、副会长。 第26届国际矿物加工大会邀请邱冠周院士作Biohydrometallurgy: Bi
20、otech key to unlock mineral resources value特邀主题报告。以胡岳华教授为带头人的学术团队在铝土矿浮选方面的研究成果，被 Fuerstenau, Jameson和Yoon三位美国工程院院士评价为“对浮选剂在铝硅酸盐 矿物表面的吸附行为的研究和新型高效浮选剂研发等方面作出了重要贡献”。胡 岳华受邀在第25届国际矿物加工大会上作Tnterfhcial Chemistry in Flotation of Diasporic Bauxit矿大会主旨报告。2015年，2016年分别受邀担任国际矿物加工 主流期刊 Minerals和 Physicochemical
21、Problems of Mineral Processing 的顾问编委。 2017年，担任Minerals期刊Flotation Chemistry （浮选化学）特刊的客座主编。李夕兵教授开展的岩石动静组合加载研究，被国际同行评价为“开创了岩石 力学研究新领域”。提出半正弦波加载岩石动力测试理论与方法，被采纳为国际 测试标准。作为大会主席主办Structures Under Shock and Impact国际大会，受 邀多次在国际岩石动力学大会上做主题报告，成为国际岩石动力学专业委员会 委员。随着本学科团队的国际影响力越来越大，近年来，国际矿物加工理事会IMPC前主席瑞典Eric Fors
22、sberg院士、现任主席南非Cyril OConnor院士，英 国皇家工程院JanCilliers院士，美国工程院Jan D Miller院士、Brent Hiskey院士,澳大利亚昆士兰大学Anh Nguyen教授，密歇根理工大学Jarek Drdich教授， 开普敦大学David Deglon和Aubrey Mainza教授等10余位国外专家先后来中南 大学访问交流，讨论开展合作研究的潜力。此外，学科团队成员朱德庆和胡岳华担任国际期刊Mineral processing and (tractive metallurgy 期刊的编委，高志勇担任 Minerals 和 Physicochemi
23、cal Problems of Mineral Processing的编委，杨华明和董陇军担任Nature子刊 Scientific Reports 的编委，董陇军还担任美国Int J of Distributed Sensor Networks 期刊编委，Shock and Vibration副主编。2.4发展潜力以及面临的机遇和挑战发展潜力部分要包含本学科的发展前景的可行性和必要性， 即本学科在国际前沿、国家重大需求和区域社会经济发展等方面 的需求对接分析。面临的机遇和挑战部分要客观分析国内外学科 发展趋势、国家的重大战略需求等，对促进和阻碍本学科发展的 体制机制、软硬件条件等进行分析。我
24、国正步入工业化中后期，金属资源需求总量居高不下，对外依存度还会进 一步提高。新一轮技术革命与产业变革迅猛发展，高端技术和智能装备不断涌现， 战略性金属资源的需求将急剧增加。金属矿产资源开发和使用过程带来严重的污 染，重大环境污染事件时有发生，生态环境问题突出。因此，随着浅部矿与易采 易选矿的日益枯竭，安全、环境标准逐渐提高，研发绿色矿山采选工艺、战略金 属资源高效清洁综合利用技术，具有重要的战略意义。因此，矿业仍是国家重点 支持的支柱性产业，国家十三五国家科技创新规划、国家创新驱动发展战 略纲要和国家一带一路战略规划都将矿业产业作为优先的发展方向，为矿 业工程学科的发展提供了历史机遇。十三五国
25、家科技创新规划确定“在金属资源清洁开发、非金属资源综合 利用、废物循环利用等方面，集中突破一批基础性理论与核心关键技术；建立若 干具有国际先进水平的基础理论研究与技术研发平台、工程转化与技术转移平台、 工程示范与产业化基地,逐步形成与我国经济社会发展水平相适应的资源高效利 用技术体系，为建立资源节约型环境友好型社会提供强有力的科技支撑”。国家创新驱动发展战略纲要将“发展资源高效利用和生态环保技术，建设资源节 约型和环境友好型社会；发展绿色再制造和资源循环利用产业，建立城镇生活垃 圾资源化利用、再生资源回收利用、工业固体废物综合利用等技术体系”作为重 点的发展方向。国家“一带一路”战略中，明确“
26、加大煤炭、油气、金属矿产等传 统能源资源勘探开发合作，推进能源资源就地就近加工转化合作，形成能源资源 合作上下游一体化产业链。加强能源资源深加工技术、装备与工程服务合作”。本学科在金属矿产资源开采与开发利用领域具有很强的优势，已经与国内外 相关高校、研究机构、设计单位和骨干企业建立了长期稳定的战略合作伙伴关系, 学校在自己的定位层次和领域内办出了特色和水平，在与企业、研究院所的合作 中不断发展壮大，为我国有色金属行业培养输送了大批可靠顶用、高层次、高素 质的创新人才，研究产出了大批高水平、有显示度的科技成果，解决了有色金属 行业的系列重大问题，己形成独有的核心竞争力。但是，矿业工程学科的发展仍
27、面临以下挑战：(1) 基础理论研究、装备研制滞后于的工艺应用研究。由于国家需求和行 业特点，学科在发展过程中偏重工艺技术的研发，缺少对过程核心科学问题的提 炼和深入研究，导致矿业工程领域基础理论研究、装备方面的研究相对薄弱。(2) 人才培养、教师队伍建设的国际化滞后于产业的国际化。长期以来， 本学科本科生、研究生国际化培养的教学体系不完善。教师队伍中，具有国际化 学术背景的教师占比不高，与矿业工程世界一流学术机构的学术交流不足，导致 国际权威学术组织中任职人数偏少。(3) 现有的研究平台与装备水平落后于世界一流的学科平台的标准水平。 人均实验室面积不足，实验室配套设备不完善，高精尖的仪器设备不
28、够，缺乏具 有自主知识产权的大型实验平台。3.建设内容2017-2020年提升本校该学科人才培养、科学研究、社会服务、师资队伍建设水平、国际交流与合作水平的具体举措和进度 安排。本学科将继续强化学科创新平台和支撑条件的建设，完善高水平创新人才的 培养机制，深化国际交流与合作，始终保持本学科在国际矿产资源开发与综合利 用领域的一流水平。重点建设任务及具体目标如下：3.1人才培养培养模式改革。继续完善教授和副教授上课制度。坚持以学生为中心组织教 学过程，积极发挥在线视屏等信息技术在优化教学过程中的作用。继续实施系列 卓越计划和协同育人行动计划，与国内知名大型矿山企业（如中国五矿等）实施 人才培养联
29、盟建设方案。建设矿物加工国家级实验教学示范中心、矿冶国家级虚 拟仿真实验教学中心、综合专业技能培训中心和大学生校外实习实践教育基地， 进一步完善矿业工程实践教学体系，建设与行业企业共建的协同育人开放共享实 践基地，包括中国有色中南大学、中金岭南中南大学实践基地。课程体系建设。引进矿业工程世界一流高校（如科罗拉多矿业学院、科廷大 学等）的优秀教材和课程资源，开发和应用先进教学技术，结合最新的矿业工程 的科研成果，进一步完善现有的课程体系。在采矿工程、矿物加工工程两个二级 学科，外籍教师主讲的学科主干课程3门以上，编著一整套国家级规划教材。国际化培养。与澳大利亚昆士兰大学、美国亚利桑那大学、澳大利
30、亚联邦科 学与工业研究组织（CSIRO）等联合培养本科生、研究生。借助“一带一路”中 国政府奖学金，扩大矿业工程留学生规模。针对“一带一路”战略，培养一批更 具国际性的跨文化沟通能力、能够落实国家战略的高级专业人才。创新创业改革。注意培养学生的创新精神、创新意识和创新能力，推动建设 矿业工程大学生创新创业服务平台，建设全国优秀矿业工程创新创业导师人才库, 办好矿业工程全国大学生实践作品大赛等各类竞赛，整合多样化的教育资源，以 促进创新创业教育的师资队伍建设、课程建设和实习实践，将创新创业教育融入 人才培养全过程。3.2科学研究：方向一：复杂金属矿产资源高效开采随着浅部、易采、高品质资源的逐渐枯
31、竭，未来矿产资源开发将不得不更多 的面临“深、边、难、贫”等复杂地质条件，本学科将适应未来特殊开采技术条 件，研究复杂条件下（深部资源、海下资源、难采资源）的安全高效开采理论， 开发相应开采技术。重点建设内容包括：（1）深地资源高效开采理论与技术。研究深部高应力岩体的变形特性与能 量特征，揭示不同开采扰动方式、采场结构参数和回采顺序对原岩应力与能量分 布的时空影响机制，获得深部矿岩开采中采矿活动等对区域能量聚集与迁移的影 响规律；研发爆区高地应力能量聚集区域定位技术，实现利用高应力储能与爆炸 能协同高效落矿和危害控制，形成深部高应力岩体储能调控理论与破碎技术体系; 建立动力灾害能量向工程破岩动
32、能转换的条件与判据，提出深部硬岩开挖与灾害 控制互换的理论模型与技术方法，开发金属矿诱导致裂非爆连续开采技术。（2）海下资源安全高效开采技术。建设海底环境下厚大倾斜矿体开采岩层 变形移动与渗流试验平台，利用高速散斑数字摄影及应变电测法等手段，研究海 下开采不同护顶模式下采空区与充填料耦合作用下围岩的力学行为，探索海下开 采岩层移动规律，揭示海下开采岩层渗流特征与突水灾变机理，提出海下安全开 采新理论。开发基于海下资源开采的岩层变形、覆岩微震、井下水情及突水的大 数据观测系统，提出海底开采突水灾害的防治方法与应急预案，研究制定海下开 采的行业技术标准，实现海底资源开采的安全标准化。（3）难采资源安全高效开采技术。突破形态多变、矿岩软破、环境复杂和 工艺残留等难采资源的现有开采技术瓶颈，开展矿岩分界线动态二次圈定、采区 划分和爆堆移动规律等研究，实现形态复杂矿体分采分爆精确品位控制，研发残 留矿体开采大尺度物理模拟试验系统，构建超前精密探测与开采扰动实时监测系 统，形成透
