刘宝琛，岩土工程专家，中国工程院院士，中国随机介质理论奠基人及其应用的开拓者之一。在国内首次获得岩石应力-应变全图，提出了裂隙岩石通用力学模型；提出开采影响下地表移动及变形计算方法并开发了系列微机软件。提出了时空统一随机介质理论，并在实际中应用。解决了北京地铁建设预疏水地表沉降预计问题，获重大经济效益。

   

刘宝琛，满族，1932年7月出生在辽宁省开源县。1950年参加了中国人民解放军。1952年，考人了东北工学院采矿工程专业。1956年，以四年全5分的优异成绩毕业，同年加人了中国共产党。毕业后被分配到冶金部长沙矿冶院的前身—中国科学院长沙矿冶研究所。1957年，被中国科学院选派去波兰科学院岩石力学研究所做博士研究生，师从波兰著名的教授沙乌斯托维奇院士及李特维尼申院士。当时开采煤层影响地表移动是世界采煤国家共同关心的问题。1954年，李特维尼申教授引入随机介质概念来研究地表移动的规律，但他的研究主要是解决一些纯理论性问题，没有用于大规模的生产实际。刘宝琛把这一技术难题作为自己研究的重点，并先后在波兰科学院院报发表了两篇论文，以其独到的见解引起很大反响。1962年初以优秀成绩作为第一个中国博士生在科拉克夫矿冶大学通过答辩，获技术科学博士学位。

1962年2月，刘宝琛怀着报效祖国的满腔热情回到了长沙矿冶研究所。1965年，刘宝琛、廖国华合著的《煤矿地表移动的基本规律》由中国工业出版社出版。这是中国人写的第一本有关矿山地表移动方面的专著。 该书用概率论的观点和方法来研究矿山岩层移动的规律，被称为“概率积分法”。由此，随机介质理论在全国各煤矿得到广泛应用。

自1965年以来，刘宝琛发展和完善了随机介质理论及其在采矿和岩土工程中的应用，解决了开采水平或倾斜矿床时岩层及地表移动与变形计算的二维及三维问题，并开发了相应的计算机软件。在国内大部分煤矿及小部分金属矿已经得到广泛应用，为解决地表工业民用建筑物群、铁道及河流下的安全开采，以及采空区地表合理利用等问题发挥了重要作用。20世纪70年代以来，随机介质理论已形成一个很有影响的学派，目前，该理论在国内已被广泛应用，并被美国和澳大利亚所承认和应用。近年来他又把随机介质理论应用于隧道工程及地铁工程。以后出版的《城市隧道施工引起的地表移动及变形》和《随机介质理论在矿业中的应用》两本专著，对随机介质理论进行了系统的总结。

刘宝琛共发表科技论文200余篇，其中在国外发表30余篇。他曾先后多次应邀去国外做客座教授和讲学，参加国际会议及访问学者，把研究成果推向世界。

1999年刘宝琛调入中南大学担任教授、博士生导师，曾任中南大学土木建筑学院院长，现任中南大学铁道科学研究院院长。共培养硕士研究生7人，博士研究生40余人。1994年被选为波兰科学院外籍院士，同年被评为湖南省首届“科技之星。1997年当选为中国工程院院士，2000年被评为“全国先进工作者”。历任长沙矿冶研究院助工、研究室主任、工程师、副院长，兼任湖南省科协副主席，中南大学、东北大学、中国矿业大学教授，中国岩石力学与工程学会副理事长。

我国随机介质理论的奠基人

首先提出随机介质理论的是波兰科学院副院长李特维尼申教授。他把矿山岩土当成一种随机介质来研究。李特维尼申教授所提出的随机介质理论是研究地表在采矿时或采矿后发生移动（包括下陷、坍塌等）的状况、程度的规律。但是，刘宝琛发现这个理论存在一些问题，一个是它只考虑了岩土固有属性，没有考虑由于时间和空间上的变化而产生的多变性；另一个是它没有解决生产实践中的应用问题。于是，他开始从力学角度研究岩层地表移动理论。通过对波兰几十个矿山的实地考察和对大量数据资料进行计算分析，刘宝琛认为地表岩土不仅是弹性体，其力学效应也不只是瞬间实现，而是有一个时间过程。因此，他提出的时空统一随机介质理论与方法就把这种流变因素考虑进去。在留波期间，他用英文写的研究地表移动规律的论文《随机介质理论在开采倾斜煤层地表移动中的应用》、《地表移动的时间规律》，在波兰科学院院报上连续发表，引起很大反响。

刘宝琛在长沙矿冶研究所主持成立了“308”科研组，后组成矿山压力研究室，重点研究“三下”(建筑物下、河流下及矿区铁路下)采煤技术。埋藏于地下的煤层被开采出来以后，采空区上的覆盖岩层与地表会发生移动，并进而影响到地面的建筑物和自然物。保护煤矿上部的建筑物和自然物，传统的方法是预留大块的保安煤柱，但这种方法会造成地下资源的大量积压浪费。如果搬迁全部的建筑物，又得消耗巨大的费用。刘宝琛发展的随机介质理论和方法则巧妙地解决这个矛盾。他综合考察了本溪、抚顺、焦作、平顶山及枣庄等大型煤矿，承担了“本溪矿务局在工业、民用建筑群和太子河下开采研究”、“抚顺石油一厂保安煤柱开采”及“本溪水泥厂在采煤地表建设大型架空索道”等重大的科研项目，开始了我国60 年代大规模“三下"”开采的先河。“本溪矿务局在工业、民用建筑群和太子河下这两处煤矿都是苏联专家设计的，按照惯例，建筑物下、河流下及矿区铁路下的煤层是不准开采的。可本溪矿务局的建筑物下还有大量的煤层等待开采。刘宝琛带领科研人员运用随机介质理论，经过周密的勘测、计算，提出了预计开采的方法。按照这个方法，本溪矿务局采屯煤矿采取协调开采、采后充填采空区等措施，在工业及民用建筑群下先后采煤6层，开采出煤炭近1000万吨，除了少部分建筑物采取加固措施外，绝大部分建筑物并没有加固，但都完好无损，节省搬迁费上亿元。实践证明刘宝琛运用的随机介质理论和方法是正确的，采取的加固措施是可靠的，它突破了苏联专家设计中的开采禁区。这项科研课题1977年获冶金工业部科学大会奖， 1978年湖南省科学大会奖。

太子河是流经本溪市的一条大河，宽100多米，流量大，河床下300多米的地层中有4层优质煤。刘宝琛对太子河的地层进行了全面分析，发现地层中有不透水的黏土层，厚达2米多，足以防止河水向下漏。于是，提出了分层开采、建筑防水闸门的开采方案。矿区按照刘宝琛的方案开采，挖出了100多万吨优质煤，没有发生矿井漏水现象。

“本溪水泥厂在采煤区地表建设大型架空索道”项目，开创了国内外先例，达到国际领先水平。在这个项目中，刘宝琛等运用采煤地表开裂发展动态分析及山体稳定性判别的系统工程方法，对索道区地表移动与破坏规律作出了可靠的结论。在地表每米拉伸变形高达22毫米的情况下，建筑大型架空索道，突破了国际上一般认为地表每米拉伸变形在9毫米以上不能用于建筑的禁区。这项研究成果创经济效益5000多万元，曾获辽宁省科技进步一等奖。

矿区铁路下的开采成功，进一步证明了刘宝琛发展的随机介质理论和方法的科学性。从本溪市到田师傅煤矿的矿区铁路支线地下的煤，过去一直不敢采。按照刘宝琛的方法开采后，铁路路基并没有受到破坏。

我国应用随机介质理论的开拓者

80 年代， 刘宝琛把随机介质理论和方法， 应用于除煤矿以外的其他矿山的“三下”开采。他进一步发展和完善了三维随机介质理论系统的预计与反分析方法，使其理论可以应用于复杂的开采条件与复杂的反分析问题中。其应用范围从采煤发展到采矿；从采矿发展到开采石油和天然气；从地下开采发展到露天开采；从矿山应用发展到地铁建筑。同时，开发了一系列微机化的预计及反分析软件，现场工程师们可以用来解决实际技术问题。刘宝琛的这些理论和方法，已经被公认为目前较完善、高精度的预计地表移动的好方法。他和同事们承担了“连云港新浦磷矿海泥流砂层下开采”、“江西省上珠岭铁矿地表移动的研究”、“湘西金矿冶炼厂保安矿柱开采”、“山东仓上金矿选矿厂稳定分析”，以及“山东望儿山金矿地表建筑保护”等全国各地的一些科研项目，为企业从“三下”开采出大量的有用矿产。

刘宝琛发展的理论和方法，用来解决地铁建筑的有关技术问题，也取得了显著的效果。北京地铁王府井至东单段的建设，原设计中没有考虑地层下降，施工单位看了设计方案，担心抽出地下水后可能引起地层下降。但下降多少，会不会影响施工他们没有把握。刘宝琛应邀带领博士研究生阳军生三次到现场，收集北京地下水和地层资料，进行预计。他们指出抽出地下水后，地层可能下降4厘米，可以施工。这个预计方案审查通过。1997年，该工程顺利竣工，验证了刘宝琛的预计方案的正确性。

刘宝琛发展的随机介质理论与方法，概念明确，计算精确，措施可靠，很快在全国各大煤矿的“三下”开采中推广应用，回采了原来大量划为永久损失的国家资源。

刘宝琛利用他会英语、波兰语、俄语、德语、日语的长处，积极参加国际学术交流活动。

1965 年10月，刘宝琛参加在德国莱比锡召开的国际岩石力学会议。他在会上宣读了用德文写的论文《中国煤矿冲击地区及其防治》。这是他第一次在国际学术论坛发表论文，受到了与会专家的好评。

1979 年，刘宝琛参加在瑞士举办的第四届国际岩石力学会议。他提交了两篇学术论文：《采矿引起地表移动研究》和《矿山支护机理研究》，让国际同行了解中国在岩石力学方面研究的进展和成果。通过参加国际学术活动，刘宝琛成了国际知名的岩石力学专家。1981年，他被指定为采矿大会国际岩层力学局委员；1982年，他当选为国际隧道会议组委会委员和国际《采矿科学技术》杂志编委会委员。

1989年3月，刘宝琛应澳大利亚昆士兰大学的邀请，赴该大学访问考察，还协助米克教授指导两位博士研究生。后应澳大利亚工程科学院、新南威尔士大学和纽卡斯特大学的邀请，在这三所大学传授他的理论与方法。

1990 年，刘宝琛应国际岩石力学学会前主席、英国帝国大学哈德逊教授的邀请，为他所主编的《岩石工程全书》撰稿。他分写第4卷第29章《中国地下开挖导致的地表移动》，共计28页。这是一套由世界上150位权威专家共同编写的专著，中国被邀请参加写作的只有陈宗基和刘宝琛两人。

刘宝琛在随机介质理论及应用方面作出了重大贡献，其学术水平被波兰科技界认为已经超过该理论的发源地波兰，具有创造性的发展。1994年5月2 7日，波兰科学院在华沙召开全体院士大会，刘宝琛被选为波兰科学院外籍院士。

投身教育事业培养高素质人才

2002年5月，刘宝琛应中南大学二级学院调整的需要，担任了中南大学土木建筑学院院长。虽然他年事已高，并常年患有高血压、心血管等疾病，但他仍然带病准时上下班，参加各种会议。有时开完一个会走路都比较困难了，但他还是坚持有会必到。他认为既然当了院长，就应负起院长的责任，毫不顾及个人事情。他还自己出钱设立“院长奖”，以奖励为土建学院争得荣誉的老师和同学。在他任职期间，中南大学土建学院获得桥梁隧道工程、道路铁道工程两个国家重点学科，岩土工程省重点学科，土木工程博士后流动站等成绩。目前土木建筑学院已发展成拥有国家一级重点学科两个，国家工程试验室一个，博士后流动站两个，挤身于我国高校的前列。目前，他虽然患有帕金森综合证、高血压等疾病，仍然每年坚持培养博士生数人，并担任中南大学铁道科学研究院院长。

与已取得的成果相比，刘宝琛更倾向于培养人才。他认为，人生是有限的，老一辈科学家的学术和经验需要青年人继承；祖国科技事业的发展，需要一代更比一代强。因此，他在研究学术理论的同时，热心为国家培养栋梁之才。

1978 年国家恢复研究生制度，刘宝琛成为长沙矿冶研究院第一批培养研究生的导师。1979，他担任副院长以后，任务多，时间紧，仍然没有放松培养研究生的工作。1986年，身为副教授的刘宝琛，由于学术成果突出，经国务院审批，破格确定为博士研究生导师，在中南工业大学兼职。1999年正式调入中南大学，把更多精力投入到培养博士研究生中。

刘宝琛治学严谨，言传身教，要求研究生扎扎实实的打好外语基础和理论基础。他认为作为导师，要高瞻远瞩，给自己的研究生把准方向。在确定博士研究生的选题时，要有超前性和预见性。他把自己承担的重要科研项目与培养研究生的工作紧密结合起来，力图既出科研成果，又出有独创精神的高级人才。

刘宝琛培养研究生，既注重研究生的理论研究，又注重实践学习。他每次外出去解决技术难题，身边常带一二位研究生。1998 年1月， 湖南省衡山县大源渡水电站要炸掉临时围堰，又要保护临时围堰紧挨着的十几个刚建好的大坝闸墩，请刘宝琛到场指导。他带着博士研究生张家生亲临现场，认真审查了爆破设计，修正了原来的爆破参数，取得爆破成功。张家生说，“跟着导师出差，能学到许多书本上没有的知识”。

循循善诱是刘宝琛培养研究生的重要方法。他善于指导研究生在浩如烟海的资料中检索最新观点，了解本学科发展的动态及前景；他告诫学生，一定要时刻注意最新的科技动态，要善于接纳、引进、融合新思想、新观点。宽松的学术氛围，也是他最具特色的教学方式。他鼓励学生放开思路，大胆设想。鼓励学生在学术问题上与他争论，哪怕是争得面红耳赤。他还利用自己在国外的声誉，为研究生提供出国深造的机会。

对于学生，他总是希望他们“青出于蓝而胜于蓝”，他毫无保留地把自己的知识和做人的道理都悉心传授给每一个学生。在他与学生合写的论文或著作中，第一作者总是学生。他说：“我是共产党培养出来的，我学的东西要继续下去，为党和国家做贡献。”如今，他已培养硕士研究生7人，博士研究生40余人，他们中许多已在采矿和岩土工程领域建功立业，成为主要技术骨干和跨世纪的学术带头人，可谓是桃李满天下。

爱岗敬业，深入实际，无私奉献

50多年来，刘宝琛在科学探索的道路上奋勇攀登，时刻把吃苦耐苦作为一个科技工作者基本的素质。

有人把从事采矿工作的人称为“煤黑子”。而刘宝琛却认为，只要能为祖国作贡献，自己心甘情愿当“煤黑子”。就这样，他与采矿工程结下了不解之缘。他常常夜以继日地工作，一日三餐也不能按时吃，全心投入发展和完善了随机介质理论研究。

1964 年开始，刘宝琛与学友廖国华合著《煤矿地表移动的基本规律》一书。“文化大革命”期间，为了此书及以后的几篇论文，遭到长期批判，下放劳动。虽然由于著书受到了不公正的对待，但为了把研究成果及时公布于众，1982年，他的第二本书在下放知青点当带队队长期间完成的。他的一位老同学说：“为了一本书你挨批几年，真是死不改悔，还要写”。

刘宝琛是一位研究理论的科学家，又是一位联系实际的实干家。40多年来，每年下矿山时间常达七八个月。他常年在外无暇顾及家庭，但这一切得到了他的夫人崔志连支持与理解。他常说，如果能获得一枚军功章的话，那么分给他妻子一半是不算多的。他经常头戴安全帽，身穿工作服，与矿工吃住在简陋的工棚或土房窑洞。他的足迹遍布从黑龙江到海南岛的各主要煤矿和金属矿。在甘肃省的厂坝铅锌矿考察时，早上带一壶凉开水，几个馒头，一干就是一整天。“三下”考察，滑坡处理，深基坑作业，有时危险性大，他首先考虑的是他人的安全，人民的安全。湖南省邵东县因乱采石膏矿，弄得县城摇摇欲坠，不少建筑物随时都有沉陷的危险。一所小学突然塌陷四五米，连屋顶都看不见了。幸好师生及时撤离，才未造成人员伤亡。为了防止城区地层沉陷，1997年，年逾花甲的刘宝琛手持木杖，脚穿长统雨靴，下到废矿井考察开采情况及岩层结构。废矿井内氧气不足，呼吸困难，脚下淤泥深近1尺，人在上面行走，步履艰难。考察一个矿井要一个多小时，连续考察完第二个矿井时，他已脸色发青，嘴唇发紫，精疲力竭。刘宝琛先后考察了十几个废矿井，制定了用煤矸石等胶结充填防止采空区地层沉陷的措施。湖南省人民政府拨了500万元专款用来落实这项工程。                                                                               

（乔世范）

简   历

1932年         7月20日出生于辽宁省开源县。

1950—1952年  参加中国人民解放军，在东北军区二局从事无线电工作。

1952—1956年  在东北工学院采矿工程专业学习，获工学学士学位。

1956—1957年  在长沙矿冶研究所工作。

1957—1962年  在波兰科学院岩石力学研究所读研究生，1962年获博士学位。

1962年至1998年       历任长沙矿冶研究院助工、研究室主任、工程师、副院长、教授级高级工程师、博士生导师。

1994年       当选波兰科学院外籍院士。

1997年       当选中国工程院院士。

1999年       任中南大学土木建筑学院教授、博士生导师、院长、中南大学铁道科学研究院院长。

1991年       任湖南省科协副主席、中国岩石力学与工程学会副理事长、湖南省岩石力学与工程学会理事长、名誉理事长。 

主要论著

1 Liu Bao-chen.Application of the theo↑ry of stochastic media to the determination of the profile of the subsidence through on ground surface due to the exploitation of an inclined deposit. Bull.Pol.Acad.Sci.Vol.IX,No.9.1961.

2 Liu Bao-chen.Wplyw eksploatacii pukladow nachylonych na powierzchni ziemi.Kralcow (Praca Docto↑rska),1961.

3 Liu Bao-chen. Motion of rock masses due to advancing exploitation butt in the light of the theo↑ry of Stochastic media.Bull.Acad. Pol.Sci.Vol.X.No.4.1962.

4 刘宝琛,廖国华.关于本溪矿务局采屯煤矿耐火材料厂下压煤安全开采的建议.中国科学院矿冶研究所（内部资料）,1962.

5 刘宝琛,廖国华.矿山岩体移动的时间—空间问题.煤炭学报,1964, (3).

6 刘宝琛, 廖国华.煤矿地表移动的基本规律.北京：中国工业出版社, 1965.

7 刘宝琛.条带开采时的地表移动.长沙矿冶研究所（内部资料）,1978.

8 刘宝琛.开采引起的矿山岩体移动的基本规律.煤炭学报,1981,(1).

9 刘宝琛,林德璋.浅部隧道开挖引起的地表移动与变形.地下工程,1983, (5).

10刘宝琛.锦屏磷矿西山矿区地表将军崖古岩画及其保护范围内的地表移动观测站设计.长沙岩石力学工程技术咨询公司（内部资料）,1984.

11刘宝琛,随机介质理论及其在开挖引起的地表下沉问题中的应用,中国有色金属学报,1992,(3).

12 刘宝琛.矿山岩体力学概论.长沙: 湖南科学技术出版社,1985.

13 刘宝琛.关于幂函数型岩石强度准则的讨论.岩石力学与工程学报.1998,(5).

14阳军生,刘宝琛.抽水地面沉降预计的随机介质模型.水文地质工程地质,1999,(5).

15刘宝琛.综合利用城市地面及地下空间的几个问题.岩石力学与工程学报,1999,(1).

16阳军生,刘宝琛.城市隧道施工引起的地表移动及变形,北京:中国铁道出版社,2002.

17刘宝琛,张家生等.随机介质理论在采矿工程中的应用.长沙:湖南科学技术出版社,2004.

18刘宝琛,乔世范等.“平煤十矿通风竖井保安煤柱最小化设计,安全开采及井筒保护措施研究”研究报告,平煤集团（内部资料）.2005