近年来, 我国经济持续稳定发展, 各个行业对矿产资源的需求量持续增长, 如何更加合理和有效地开发利用矿产资源, 不仅关系到相关行业的正常发展, 更影响到国家的长期可持续发展和战略安全。

露天开采, 作为一种高产高效的开采方式, 在矿山行业中一直占有十分重要的地位。自20世纪50年代起, 随着大型凿岩及装运设备的研发和应用, 特别是近20年来, 科学技术的进步日新月异, 学科之间的交叉日益扩大, 尤其是计算机、 电子通讯、 机械加工等领域的进步, 露天采矿技术得到迅猛发展, 露天采矿的规模和效率得到了空前提高, 露天开采矿石产量占矿石总产量的比重越来越大。

我国对于露天采矿的相关技术研究始于20世纪50年代, 多年来, 金属矿床露天开采的教学体系一直沿用已经使用多年的旧模式, 对当前矿山实际工程的适用性不强, 内容上多年来一直变化不大, 新的理论和技术没有得到充分体现, 已经很难适应当前的露天采矿需求。同时我国各高等院校矿业工程专业的本科生和研究生都开设了露天采矿学课程, 但苦于缺乏一本通用的露天采矿教材, 各高等院校露天采矿相关知识的教学水平参差不齐。因此, 对采矿工程专业露天采矿相关课程的改革及教材的更新已势在必行。

本书作者们从事露天采矿相关领域教学与研究已有20余年, 对该领域的基本理论知识掌握扎实, 了解该领域近年来取得的新进展, 通过对露天采矿相关知识全面系统总结和概括, 并经多位具有丰富科研教学经验和现场工程实践的教授及专家的审阅和指点, 几易其稿, 最终完成了本书。

本书的编写力求做到

1. 内容上及时更新。在高等学校的传统教材《金属矿床露天开采》(李宝祥等编)的基础上, 本书作者通过大量最新资料的查阅和收集, 将多年来尤其是近几年露天采矿领域所取得的最新进展和成熟的现场技术编入书内, 以求读者在阅读本书时可以得到最新的理论知识和实践经验。

2. 知识框架系统、 完整。原来的露天开采相关教材在我国露天采矿领域教学科研的发展过程中曾发挥了巨大的历史作用, 但由于时代背景和条件的限制, 总是很难做到知识框架的系统性与完整性。本书作者在编写的过程中尤其注意总结多年来从事露天采矿教学的经验和教训, 力求在本书中充分发挥之前相关教材的长处, 克服教学实践中已发现的问题, 以求成为采矿专业本科生教育的首选教材和从事露天开采的科研及工程技术人员的最佳参考书。

3. 重点突出。露天开采相关知识的学习与研究, 不仅要做到覆盖全面, 更要做到知识重点的突出。本书在编写过程中, 作者们结合个人从事该领域多年研究的经验和成果, 有选择地对重点章节进行详细介绍, 以求该教材在教学过程中, 能够帮助授课教师及学生做到有的放矢, 对关键知识点进行重点学习和掌握, 使其能够在学习完本课程之后, 对露天采矿相关领域有全面、 扎实的了解和掌握。

4. 适应信息技术发展需求。随着以计算机技术为龙头的现代科学技术的快速发展, 矿山生产、 管理已经进入信息时代, 传统教材在此方面不能适应现场需求, 本书配套《露天金属矿优化设计系统(教育版)》软件, 力求使读者通过应用示例的学习, 能迅速掌握露天开采境界优化、 采剥进度计划优化等相关计算理论和知识, 从而迅速提高其实际操作水平。

5. 立足国情, 放眼世界。考虑到本书主要适用于国内相关高校的本科生培养, 本书在编写过程中尤其注意结合我国国情进行相关知识的介绍, 同时, 结合作者对发达国家该领域最新进展的认识和了解, 查阅相关资料, 总结提炼最新信息, 为学习本教材的学生和工程技术人员提供更宽的视角和知识平台。

6. 注重实践。工程学科理论研究的根本意义在于实践应用, 没有实践价值的工科理论本身没有任何意义。本书作者们大多长期从事该领域的科研和教学工作, 在工程实践中积累了丰富的经验, 书中通过工程实例的介绍, 为读者生动活泼地展示知识点, 力求做到学以致用。

受教育部地矿学科教学指导委员会的委托, 成立了《露天采矿学》编辑委员会, 由北京科技大学高永涛、 吴顺川任主编, 东北大学王青和武汉理工大学石忠民任副主编, 主要编写人员包括: 北京科技大学高永涛(第1章)、 吴顺川(第2章、 第10章)、 金爱兵(第6章), 东北大学王青(第3章第7节、 第12章第3节、 第13章第1~3节、 《露天金属矿优化设计系统(教育版)》), 武汉理工大学石忠民(第3章第1~6节、 第12章第1节)、 叶海旺(第12章第2节), 昆明理工大学戴晓江(第8章、 第13章第4节)、 郭忠林(第5章第1~7节), 内蒙古科技大学韩万东(第7章), 河北理工大学甘德清(第9章), 江西理工大学饶运章(第4章、 第5章第8节、 第11章)。

本教材作为教育部地矿学科规划教材出版, 得到了教育部地矿学科教学指导委员会、 中南大学出版社和北京科技大学及相关参编单位的大力支持和资助, 在此表示衷心感谢。本书撰写过程中, 中国冶金矿山企业协会的蔡鸿起教授、 北京科技大学胡乃联教授等在百忙之中, 对本书进行认真审阅, 提出了许多宝贵的意见和建议。尤其是本书主编之一吴顺川同志, 为本书的撰写、 统稿等做了长时间、 大量的工作, 付出了巨大的劳动, 此外北京科技大学的博士生周喻、 李健, 硕士生王宇、 陆云、 李兵等为本书的编写、 校核、 绘图工作付出了大量的艰辛劳动, 在此一并表示衷心的感谢。

本书虽由多位长期在教学和科研第一线的教师编写而成, 但不足和错误之处在所难免, 希望各位读者不吝赐教、 批评指正, 以便在本书再版时得以修正和完善。同时, 对在本书中大量引用的文献、 论文、 著作的作者表示谢意, 对个别引用而漏标的相关作者表示真诚的歉意。

高永涛

2010年8月

于北京科技大学

站在21世纪全球发展战略的高度来审视世界矿业, 可以清楚地看到, 矿业作为国民经济的基础产业, 与其他传统产业一样, 在现代科学技术突飞猛进的推动下, 也正逐步走向现代化。就金属矿床开采领域而言, 现今的采矿工程科学技术与20世纪90年代以前的相比, 已经不可同日而语。为了适应矿业快速发展的形势, 国家需要大批具有现代采矿知识的专业人才, 因此, 作为优秀专业人才培养的重要基础建设之一——教材建设就显得至关重要。

在2006—2010年地矿学科教学指导委员会(以下简称地矿学科教指委)的成立大会上, 委员们一致认为, 抓教材建设是本届教学指导委员会的重要任务之一, 特别是金属矿采矿工程专业的教材, 现在多是20世纪90年代出版的, 教材更新已迫在眉睫。2006年10月18~20日在中南大学召开了第一次地矿学科教指委全体会议, 会上委员们就开始酝酿采矿工程专业系列教材的编写拟题; 之后, 中南大学出版社主动承担该系列教材的出版工作, 并积极协助地矿学科教指委于2007年6月22~24日在中南大学召开了“全国采矿工程专业学科发展与教材建设研讨会”, 来自全国17所院校的金属、 非金属矿床采矿工程专业和部分煤矿开采专业的领导及骨干教师代表参加了会议, 会议拟定了采矿工程专业系列教材的选题和主编单位; 从那以后, 地矿学科教指委和中南大学出版社又分别在昆明和长沙召开了两次采矿工程专业系列教材编写大纲的审定工作会议。

本次新规划出版的采矿工程专业系列教材侧重于金属矿床开采领域。编审委员会通过充分的沟通和研讨, 在总结以往教学和教材编撰经验的基础上, 以推动新世纪采矿工程专业教学改革和教材建设为宗旨, 提出了采矿工程专业系列教材的编写原则和要求: ①教材的体系、 知识层次和结构要合理, 要遵循教学规律, 既要有利于组织教学又要有利于学生学习; ②教材内容要体现科学性、 系统性、 新颖性和实用性, 并做到有机结合; ③要重视基础, 又要强调采矿工程专业的实践性和针对性; ④要体现时代特性和创新精神, 反映采矿工程学科的新技术、 新方法、 新规范、 新标准等。

采矿科学技术在不断发展, 采矿工程专业的教材需要不断完善和更新。希望全国参与采矿工程专业教材编写的专家们共同努力, 写出更多、 更好的采矿工程专业新教材。我们相信, 本系列教材的出版对我国采矿工程专业高级人才的培养和采矿工程专业教育事业的发展将起到十分积极的推进作用, 对我国矿山安全、 经济、 高效开采, 保障我国矿业持续、健康、 快速发展也有着十分重要的意义。

古德生

中南大学教授

中国工程院院士

教育部地矿学科教指委主任

2008年8月