基本介紹
- 中文名：張富民
- 國籍：中國
- 出生地：遼寧省海城縣
- 出生日期：1918年2月3日
- 職業：採礦專家
- 畢業院校：長春工業大學
- 代表作品：《豎井氣開式排水理論和實驗》
人物經歷,世界先進水平,有色金屬,領導工作,建設時期,砂錫礦山,地形條件,金堆城鉬,金堆城廠址,金堆城鉬礦,金屬礦山,無底柱崩落法,理論研究,
人物經歷
張富民，1918年2月3日出生於遼寧省海城縣。他自幼受家庭薰陶，喜愛祖國醫學和歷史。他上中學時，東北已經淪陷。在和日籍青年同窗共讀的歲月里，屢遭民族歧視，他深切感受到國家淪亡所蒙受的屈辱，因而激發他立志要走“科學救國”之路。1942年畢業於長春工業大學機械學科。大學畢業後，先後受聘於東北礦山公司長春機械廠、長春礦山研究所技術員。在此期間，他在中共長春地下黨的影響下，以滿腔熱血投入東北工人聯盟組織的工人運動，擔任工人主辦的《團結報》編輯並參加護廠、自救等革命活動。他通過礦山工作的多年實踐，日益認識到礦產資源是人類賴以生存的重要支柱，也是國家工業得以發展的基礎。於是，他利用工作上的方便，悉心收集和保護了大量日偽時期的地質資源資料，直到東北解放後移交給人民政府。這些寶貴資料，對東北地區礦山的恢復和建設起了重要作用。 東北解放後，從1948年至1952年期間，他歷任東北有色金屬管理局設計科科長、設計處副處長，擔起了東北地區有色金屬工業恢復生產和基本建設工程設計的重任。面對東北境內豐富的有色金屬礦山資源遭受長期戰爭創傷而一蹶不振的局面，他以高度的責任感和報效國家之情，積極投入工作。在他主持和指導下，十餘座礦山和冶煉廠、加工廠、機械廠的恢復和建設工作先後完成，使這些千瘡百孔的老企業獲得了新生。他不僅為建設東北有色金屬基地作出了重要貢獻，同時從無到有、由小到大地帶出一支工程設計隊伍，成為我國有色金屬工業工程設計的主要奠基人之一。
採礦
採礦
採礦採礦在第一、第二兩個五年計畫期間，他在北京有色冶金設計院先後擔任礦山處處長、設計辦公室主任等職務。在這期間，他先後擔任過瀋陽冶煉廠、壽王墳銅礦、雲南錫業公司、金堆城鉬礦、金川鎳礦、鳳凰山銅礦等工程項目初期建設的設計總負責人，以及德興銅礦、銅陵有色金屬公司各礦山、大冶有色金屬公司各礦山、東川礦務局各礦山、會澤鉛鋅礦、錫礦山銻礦等工程項目的規劃和設計的組織領導工作。在大批蘇聯專家直接指導設計院設計工作的年代，他既尊重蘇聯專家的工作和意見，但又不盲從。他面對在技術上占有權威地位的蘇聯專家，就金堆城鉬礦和雲南錫業公司等大型礦山的設計方案提出異議，堅定地選擇更適合中國國情和礦山實際的工藝技術，有力地促進了國家急需金屬的資源開發。他注重調查研究，不論礦山是處於偏遠地區或高山地帶，都要跋山涉水親自踏勘；他強調建設效益，不論大小項目，都指導設計人員進行多方案的優選設計。他在設計工作中，充分顯示了踏實的工作作風、求實的設計思想和卓有成效的設計組織才能。
採礦
採礦世界先進水平
瞄準世界先進水平，是張富民心目中時刻牽掛並不遺余力為之奮鬥的目標。早在1964年，他就積極策劃並組織引進了國外先進的礦山自動化設施。1965年他調冶金部後，繼續為推動冶金礦山科技進步而盡心盡力。他對我國冶金設計、科研單位及幾十個礦山企業和礦山機械廠進行了全面調查後，著手組織了我國礦山基礎科學研究和新工藝、新設備的開發工作，為我國金屬礦山的科技進步作出了貢獻。
採礦
採礦在我國進入改革開放的新時期，張富民於1979年調回北京有色冶金設計研究總院擔任第一副院長兼總工程師和院技術委員會主任。除了主持審定重大工程設計方案以外，還積極推動設計與科研相結合，促進了已中斷多年的科研工作的恢復；他抓住對外交流與合作的良好環境，促成了“中國有色金屬礦業試驗中心”和“中加地質系統工程公司”的組建。同時，他積極支持“深圳設計分部”的建立以及深圳華城商業中心的改建；推動北京音樂廳、汕頭大學等民用建築設計業務的開展；促進我國遊藝機事業的開拓和“中國遊藝機公司”的建立，使該院由單一的專業性設計機構逐步演變為多科性綜合設計、科研單位。
張富民於1956年加入中國共產黨，曾先後當選過中國金屬學會理事，採礦學術委員會主任委；中國有色金屬學常務理事並擔任採礦學術委員會主任委員等職務。1982～1987年他被聘任為國家科委技術評定委員會地礦專業評審組副組長。在他年邁離休之後，仍以對採礦事業的無限熱忱，擔任了《採礦設計手冊》編委會總編，前後歷時六年，完成了這部一千萬字的、在我國採礦學術界和科技界具有深遠影響的大型工具書。
有色金屬
我國是世界上最早生產有色金屬的國家之一，在相當長的歷史時期內一直領先於世界。但是，從明代中葉以後，我國有色金屬工業便逐漸落後，甚至停滯不前。到中華人民共和國建國前夕，已處於奄奄一息的境地，有色金屬年產量僅有1.3萬噸。 1948年，東北解放區開始了恢復時期的工業建設。張富民受東北有色金屬管理局委派，肩負起組織清源金銅礦恢復生產和建設的任務。他帶領幾名從社會上招聘的、沒有做過設計的技術人員，在現場邊學邊乾。他拿出自己保存的日文設計手冊和技術資料供他們使用，帶領他們一起找礦、選點，做採礦工藝和採選設備的設計，親自指導施工和試運轉。經過九個月的日夜奮戰，使這座年產4萬噸礦石的老礦山在東北解放區第一個恢復了生產。
採礦
採礦領導工作
1949年，張富民擔負了東北解放區有色金屬工業的工程設計組織領導工作。過去，中國既沒有有色金屬工業工程設計的專門機構，也沒有這方面的專業技術人員，更不熟悉工程設計的程式和方法。他不畏艱難，全力傾注於有色金屬工業工程設計的開拓工作中。他首先組建了一支20餘人的工程設計隊伍。這支初生的隊伍，主要由剛出校門的年輕技術人員組成，都沒有搞過工程設計。面對東北地區十餘座有色金屬礦山急需恢復生產和建設的繁重任務，為了使這支年輕的隊伍儘快掌握設計本領，提高設計技術水平，他突擊翻譯了日文的《採礦學》和《選礦學》等教材，組織學習，並根據恢復生產和建設的工程特點，提倡理論聯繫實際，組織現場設計。他不顧身患嚴重痔瘡的病痛，身先士卒，帶領年輕的技術人員背起行李，跑遍了東北地區的山山溝溝，風晨露宿在各個礦山。他既主持確定建設方案，參與工程設計，同時又以紮實的理論基礎和豐富的生產實踐經驗，指導修復了一些礦山的架空索道、空壓機、球磨機等關鍵設備。在四年的艱苦奮鬥過程中，這支設計隊伍發展到200多人。他們自力更生地完成了恢復建設的工程設計任務，使倍遭破壞的老牛溝、夾皮溝、天寶山、石嘴子、清源、桓仁、青城子、岫巖、華銅、芙蓉、楊家枚子等有色金屬礦山獲得了新生。1952年，東北地區銅、鉛鋅精礦產量按含金屬量計算，已達到1.1萬噸，為發展東北有色金屬工業打下了良好的基礎。中國有色金屬工業第一代工程設計人員也在邊乾邊學、艱苦創業中成長起來。
建設時期
1953年起，中國開始進入大規模的社會主義建設時期，有色金屬工業作為基礎工業需要加速發展，然而工程設計工作還很難適應這一形勢的要求。張富民藉蘇聯專家來華工作之機，潛心研究了蘇聯設計院的組織機構和設計方法，結合我國的實際情況，寫出了有色金屬工業專業設計院機構設定的方案；同時，就設計程式、設計階段、資源周轉、檔案編制、總設計師工作條例等提出了具體實施意見。這些，都獲得主管部門同意並付諸實施，從而為設計工作走向正規化、規範化打下了基礎。
砂錫礦山
雲南錫業公司位於雲南省箇舊市。這是中國錫的主要產地，素有“錫都”之稱。中華人民共和國建立後，“錫都”的生產建設得到了恢復和發展，1953年生產純錫達10128噸，其中自產6192噸，收購3936噸。1954年，國家要求在第一個五年計畫期間增加自產純錫3800噸的生產能力。北京有色冶金設計院任命張富民為雲錫工程第一任設計總負責人。當時，雲錫公司已有6個礦山、7個選廠投入生產，牛屎坡殘砂礦床正在進行勘探。原有礦山機械化水平很低，砂錫礦山還是人工開採，多數礦山生產能力低下。張富民率領設計人員認真調查了這些礦山的資源、裝備、供電、供水和運輸等生產狀況，深入分析了牛屎坡砂礦床的勘探資源，並進行了現場踏勘。他認為新增純錫3800噸中的1300噸可以通過挖掘現有礦山潛力來解決。其餘2500噸如依靠改、擴建現有礦山，則建設條件差、礦點分散、投資大、建設期長；而開發牛屎坡殘砂礦床，新建新冠採選廠，雖原礦品位較低，但建設條件好，易於開採，可集中建設，投資較少，還具有擴大規模的潛力。於是他獨具見解地提出新建新冠礦山和選廠的方案。重工業部採納了這個建議，新冠順利建成投產，實現了第一個五年計畫錫產量的目標。 砂礦的傳統開採方法，一般為機采機運或機采水運。張富民在主持這項我國最大的砂錫礦工程設計時，為使企業具有更高的經濟效益，認真蒐集研究國內外資料，決心開創出一條適合雲錫公司砂錫礦建設的新途徑。
地形條件
他根據新冠砂錫礦的賦存情況和地形條件，參考國外開採砂礦的資料，針對當時雲錫地區供電、供水不足的矛盾，提出採用水槍開採及沖礦溝長距離（全長2110米）自流輸送的水采水運工藝方案。他深知要實現這個新工藝，必須依靠嚴格的科學方法，便決心組織了水槍水壓、沖采耗水量、水槍沖采能力、沖礦溝臨界坡度以及沖採運輸中產生泥團的處理等現場科學試驗，為設計取得了可靠的數據。他接著又主持水槍的設計和研製，獲得成功。這項新工藝比雲錫公司原有砂錫礦山的勞動生產率提高9倍，水采日耗水量較通常水采方法降低50%左右，礦山的生產成本大大降低，即使新冠采場在後期採礦品位降低到0.03%的情況下，仍不致虧損。
供電不足的矛盾
新冠採選廠一期日產3000噸工程於1957年投產，二期工程於1959年投產，達到年產純錫5260噸，占雲錫公司當時年產量的45%，投資較傳統的機采機運少40%，設備重量少90%，選礦砂錫回收率比雲錫公司其他各礦山提高20%。由於該項設計工藝流程合理、技術先進、建設期短、經濟效益顯著，1977年獲冶金部科技成果獎。
新冠採選廠新工藝的實踐，為中國砂錫開採提供了一個成功的經驗。後來老廠砂錫礦、黃茅山砂錫礦的改建、新建工程，在張富民指導下，也採用了水力開採技術，均取得了明顯的經濟效益。1958年，中國在援建越南古定鉻礦的設計中移植了新冠水采水運技術，從而改變了該礦長期生產被動、效益不高的落後狀況。張富民為開創我國砂錫礦建設新途徑作出了重要貢獻。
金堆城鉬
陝西省金堆城鉬礦的地質資源非常豐富，已探明的礦石儲量近十億噸，含鉬金屬量約100萬噸，堪稱世界上最大的鉬礦床之一。1958年金堆城鉬礦剛剛勘探完畢，就被國家列入重點工程建設項目。設計院委派張富民為設計總負責人，全面負責這個地理條件非常惡劣、建設條件異常艱難的大型礦山開發規劃和初步設計工作。 地處秦嶺腹地的金堆城鉬礦，遠離城市和鐵路線，交通問題首先就成為礦區建設的“攔路虎”。1958年，張富民帶領幾名技術人員，在民兵陪同下，冒著深山地區尚有殘餘土匪的危險，奔波在秦嶺的深邃山谷之中。歷盡千辛萬苦，徒步百餘公里，踏勘礦區通往隴海鐵路的最佳通路。在鐵路或公路運輸方案的選擇中，他經過詳細計算，斷定在一定歷史時期內不具備興建鐵路的條件，因而果斷地確定了公路運輸方案。這條跨越秦嶺山脈直通桃下車站的最佳線路的建議，為以後金堆城鉬礦得以加速開發和順利生產創造了良好條件。
金堆城廠址
金堆城廠址的選擇，涉及供水、供電、廢石堆積、尾礦排放、廠房建設、內外運輸等一系列複雜問題。廠區占地面積數百萬平方米，而在礦區周圍幾乎找不到一小塊平地。在高山峽谷中建廠，是該礦建設中的又一個難題。張富民為選擇最合理的建廠方案，跑遍了礦區附近的山嶽溝壑，深入探討各種可能的礦區總體布置。當集中建廠的可能性被否定後，他提出了由近到遠、分散建設的設計原則，將小選礦廠先建在礦區一側的寺坪地區，而將後期準備建設的大選廠安排在山谷中部和南部的山坡地帶。這樣，既較好地解決了建廠用地的困難，又恰當地解決了大、小廠之間的相互聯繫。金堆城鉬礦投產二十多年來的實踐證明，當年確定的在深山峽谷中山坡建廠的建設方案，布局合理、生產方便、效益甚佳，為我國特大型礦山項目的建設，提供了一個在極不利地形條件下建廠的成功經驗。
金堆城鉬礦
金堆城鉬礦的開採方案，是在蘇聯專家指導下按全面揭露礦體、一次形成大規模生產能力的原則開展設計的。從當時國家對鉬金屬的需求考慮，主管部門也把大規模開發金堆城鉬礦列入發展規劃之中。然而礦區東部受到高達400米的高山覆蓋，使得露天開採的基建剝離量為7000萬立方米以上，不僅投資很大、基建時間很長、經濟效益也差，同時受當時國家財力和大型采剝設備沒有來源的限制，這一方案實際上難以實施。張富民希望找出另一條既符合國情，又能多快好省地儘早開發礦山的新途徑。為此，他深入研究了國外特大型露天礦開發的成功經驗，並結合金堆城礦床的賦存條件，組織設計人員開展了多種規模、多種開採方法的方案比選，並與蘇聯專家組進行了反覆的切磋探討，最終提出了“由小到大、分期建設”的礦山開採方案，從而使礦山基建剝離量降低到原方案的幾十分之一，使金堆城鉬礦得以在短時間內首先完成小型採選廠的設計和建設，為以後二次擴建並最終形成大規模的採選聯合企業奠定了基礎。
90年代初，金堆城鉬礦已發展成為我國最大的鉬生產基地，年產鉬精礦11200噸，硫精礦32萬噸。實踐證明，張富民擔任第一任設計總負責人期間所確定的各項工程建設方案，是符合國情、切合實際的。金堆城鉬礦所走的這條道路，是一條大型企業在複雜地形條件下多快好省進行建設的捷徑。
金屬礦山
60年代初，中國金屬礦山地下開採主要是留礦法，約占半壁天下，其次是分層崩落法、全面法、分段空場法和房柱法，機械化水平都不高；露天開採工藝和裝備也都是常規技術。礦山作為冶金工業的基礎，已與國民經濟發展不相適應。 1964年，冶金部為改變冶金礦山面貌，組織了一個有張富民參加的三人專家考察組赴瑞典考察。他把蘇聯、民主德國的礦山技術與瑞典的技術作了認真對比，認為瑞典的先進礦山技術適用於中國礦山，建議選擇一個合適的礦山，全套引進瑞典技術和裝備，並加以消化，以提高我國礦山機械設備更新發展的起點。冶金部採納了這個建議，決定引進日產2000噸規模的全套採選設備建設鳳凰山銅礦，由張富民任工程設計總負責人。他從十餘年礦山建設工作的實踐中認識到，地下採礦工藝不改革，就談不上礦山機械化。在他的主持下，確定引進瑞典的尾砂分層充填和點柱分層充填新工藝及全套採選設備。鳳凰山銅礦於1970年建成投產，三年後即收回全部投資。該礦的機械化、自動化水平成為當時我國有色金屬礦山的典範。全套採選技術和設備的引進，促進了我國尾砂充填彩礦法的發展，對我國採選技術和設備的更新起到了良好的推動作用。
1965年，張富民調到冶金部後，先後任設計司有色處和科技辦礦山處處長。他以兢兢業業的工作態度和不斷革新的奮發精神，致力於新技術的開發和引進工作。他悉心考察了蘇聯、日本、美國、法國、瑞典等國的先進採礦工藝，結合我國金屬礦山的實際條件，把階段崩落法、膠結充填採礦法和無底柱分層崩落法等生產效率高、作業成本低、工藝技術先進的技術先後引入國內，為促進我國金屬礦山採礦工藝和設備的發展作出了重要貢獻。
無底柱崩落法
他大力組織在黑色金屬礦山推廣套用無底柱崩落法，親自與科研人員一起長期在梅山鐵礦進行科學試驗。在他的主持和指導下，將每個採礦環節的試驗結果歸納總結，寫出了各個環節的操作規程，做了紮實的技術基礎工作。至90年代初，天底柱崩落法已在黑色金屬礦山普遍推廣，改變了礦山面貌。
張富民深知採礦新工藝的實現需要有新的裝備。70年代期間，他不辭辛苦，奔波於金屬礦山和礦山機械製造廠之間，大力組織新裝備的試製和推廣。他向冶金部、一機部的領導提出露天採礦裝備的攻關規劃，並獲得批准實施。在此期間，一批新的礦山機械（如底卸式礦車、自動化水平較高的多繩提升設備、大型牙輪鑽機、大型電鏟、液壓圓錐破碎機、無極調速液壓聯軸器和大型棒磨、礫磨等新設備）在金屬礦山得到套用，從而推動了中國露天、地下礦山機械化水平的提高。
理論研究
在長期組織領導設計和科研工作，審定各種類型礦山建設方案過程中，張富民發現在設計工作的一些領域中，往往由於缺乏科學理論的指導而導致設計和生產實踐的盲目性，阻礙了採礦技術水平的提高。因此，他在冶金部和設計院從事科技組織管理工作的十餘年間，特彆強調設計同科研工作的結合，並積極支持和引導採礦基礎理論研究和套用的開拓工作。
推動岩石力學研究
鑒於金川龍首礦建設和生產中出現的嚴重地壓以及金川露天礦和德興銅礦的邊坡穩定等問題，早在70年代初，他就十分注意蒐集和研究國外的有關資源和經驗，推動岩石力學研究國外的有關資料和經驗，推動岩石力學研究工作的發展。他把從法國巴黎礦山大學索取到的一套岩石力學講義交給東北工學院作為開設岩石力學課程的教材，並設法幫助該院派出進修生去法國巴黎大學進修。之後，他又積極支持和扶助冶金系統設計、科研單位建立了岩石力學試驗室，改變了冶金設計部門沒有採礦岩石力學專門研究機構的狀況。經他不懈的努力，又爭取到日本政府援助建立了“中國有色金屬礦業試驗中心”，為岩石力學的研究提供了必要的先進裝備。在他的支持下，北京有色冶金設計研究總院先後開展了金川二礦區“采富保貧”大面積下向充填法開採區域穩定性研究，紅透山銅礦深部開採能否利用原有上盤豎井的地下工程穩定性評價，棲霞山鉛鋅銀礦“三下”開採充填體作用機制分析，德興銅礦北山露天采場及大山村選礦廠邊坡穩定性研究，銅錄山銅礦為保護古礦遺址露天陡邊坡開採及加固的研究，三山島金礦採用新採礦方法確定採礦參數的研究等，都為設計提供了科學依據，選擇出最佳設計方案，推動了採礦技術的提高，並且正逐步地把採礦設計多年使用的以“經驗類比法”為主的設計方法，推進到一個以科學數據為基礎的設計新階段。
張富民致力於改變過去採礦設計只能依據地質部門提供的資料和數據，再用手工去歸納、計算儲量的傳統方法。1979年，他重返設計研究總院工作後，積極支持開拓地質系統工程的研究工作，並充實了技術力量。為了使這支新生的力量儘快提高技術水平，他積極活動，於1985年與加拿大合作建立了中加地質系統工程公司，並出任董事長，參與經營決策。該公司引進了四套先進的地質軟體包及裝備，在此基礎上進一步開發，很快具備了建立礦床模型、進行儲量計算，建立最佳化決策地質系統，圈定露天礦合理境界，編制露天礦開採進度計畫等功能，並將其用於團結溝、招遠金礦、德興銅礦、金川二礦區、大廠礦務局、安慶銅礦等地，使設計院地質系統工程的套用，在當時居於國內領先地位。與此同時，該公司又為中外合資企業安太堡煤礦編制了年度計畫及長期規劃，得到好評，世界銀行以此作為對該礦的貸款依據。
漿體輸送技術
對於採礦業的發展具有重要意義。早在70年代，張富民就看到德國、法國、日本長距離漿體管道輸送、原礦水力提升及輸送技術，並帶回有關資料，親自主持並參與翻譯《漿體輸送技術手冊》 ，供科技人員使用。他在《有色礦山》期刊上發表了《淺談地下採礦的重液管道輸送技術》的文章，在北京金屬學會的學術會議上介紹長距離漿體管道輸送的設計方法及計算理論，並積極主張安慶銅礦採用管道輸送精礦的方案。他認為水力管道輸送技術的套用，會給礦山建設和生產帶來很好的經濟效益。在他的倡議和支持下，從70年代末到80年代初，先後在鞍山礦山設計研究院和北京有色冶金設計研究總院建立了漿體輸送試驗室。他回設計研究總院工作後，一直關注漿體輸送試驗室的工作，親自指導、審定試驗課題，現已完成40餘項關於精礦、尾礦、電廠灰渣、水泥廠石灰石料漿和化工光鹵石等試驗項目，均在設計中得到套用，有的已投入生產運行。他積極組織與日本、美國有關團體建立合作關係，交流漿體輸送技術。1990年在他的主持下在國內召開了第一次中日兩國的漿體輸送技術交流會。80年代以來，他注意到中國海洋礦產資源有待開發的遠景，積極策劃，親自審定提升、集礦的科研大綱，並得到了海洋、地礦部門認可，使北京有色冶金設計研究總院獲得了參加大洋採礦科研隊伍的機會，推動了漿體輸送新技術的發展。
