矿业工程专业介绍

（一）学科概况

矿业工程学科是关于矿产资源安全、高效、绿色、智能开采以及高效加工和清洁低碳利用的工程技术科学。矿产资源种类繁多，分为能源矿产、金属矿产、非金属矿产等。由于矿藏自然赋存条件以及矿业生产与环境的复杂性、多样性和不确定性，矿业工程学科发展受到很多因素制约，经历了不断创新的艰难过程，至今已发展成为与现代高新技术结合紧密的综合性工程科学。

矿产资源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础。国民经济和社会发展所需要90％的能源资源、80％的工业原材料和70％以上的农业生产资料均来自于矿产资源。我国是目前世界上矿产开采量和消费量最大的国家，年开采量达百亿吨。全国有300多座因矿业发展而兴起的城市，有数千万人从事矿业工作。

我国是世界上最早开发和利用矿产资源的国家之一，3000多年前就开始凿井开采铜矿，2000多年前已有较规范的采选技术。明代末年的《天工开物》一书已经具体记载了当时采矿、矿物加工的生产情形。西方国家在18世纪中叶第一次工业革命后进入了工业化社会，矿业工程学科成为随工业发展而较早出现的学科之一。我国的矿业工程学科萌生于20世纪初，1895年建校的北洋大学、1909年建校的焦作路矿学堂是我国最早设立矿业工程学科的高校，为我国近代矿业人才培养做出了开创性的贡献。但是真正形成学科体系和迅速发展是在新中国成立后，尤其是改革开放以来，我国矿业取得了举世瞩目的成就，矿业工程学科也进入了蓬勃发展时期。目前全国共有38所高校和科研院所建设有矿业工程学科学位点，其中一级博士点授权单位21个、一级硕士点授权单位34个、二级硕士点授权单位4个。学位授权点数量、布局基本合理，基本满足我国矿业开发和人才培养需求。

矿产资源是一种天然的不可再生资源。经过长期开发利用，我国埋藏于地壳浅部的优质矿产资源逐渐枯竭，矿产资源开发正向深部、西部生态脆弱区和低品位、难处理的资源过渡，加之我国矿产资源的禀赋特征和深部高应力及冲击地压、环境与碳排放、多种矿物高精度分离的制约，导致矿产资源开发和加工利用的难度越来越大，亟需开发新的矿产资源开发与加工利用的理论与技术，构建新时代安全绿色智能开发和清洁高效低碳利用的矿业模式，消除开发和加工利用过程对环境的污染和破坏，实现无废开发和利用。

矿产资源开发活动受到地质构造、地应力、地下水、地温等多因素影响，开发环境十分复杂。矿产资源往往具有多种矿物共伴生特性，矿物高效分离和高值化利用难度大。仅仅依靠传统的数学、物理、化学、力学等理论已经不能解决矿产资源开发与加工利用过程中出现的一系列科学和工程问题。因此，矿业工程学科需要建立更多的符合自身特征的理论、方法和技术。

矿业工程学科除发展自身的理论、技术外，还需广泛吸收相关学科的新理论、新技术，创新现代的矿业开发和利用技术，开发以往尚未被利用或未充分利用的资源，创造更高效率、更低成本、近零排放和更好安全条件的矿业开发和利用模式，提高矿山企业效益，服务国家战略和社会发展需求。

未来的矿业工程将在绿色开采、智能开采、无人化开采与利用、深部开采、共伴生矿物资源共采、流态化开采、连续化高效率采矿、溶浸采矿、井下采选充一体化、矿山管理与装备等矿产开发领域，以及低品位资源开发利用、多矿种精准分离、原位转化与利用、难分离矿物高效回收、尾矿和固体废弃物资源化综合利用等矿物加工利用领域取得技术突破。在资源经济、矿业可持续发展、深部矿山岩体力学、矿业安全、矿山环境与近零排放、矿山全生命周期资源开发与利用、地热与可燃冰资源开发与利用等方面取得重要进展。在面向海洋、深地、太空等矿产资源的开发与利用方面进行有益探索。矿业要实现矿产资源的无人化开发与利用，以及开发与利用过程中的低碳、零碳、负碳排放，和利用地下空间进行储碳等，助力“双碳”目标。

（二）学科内涵

1.研究对象

矿业工程是一门以矿产资源开发和加工利用为研究主体的工程学科。研究目标是将各种矿产资源以绿色、安全、经济、高效的方式从原生地开发出来，并进行高效和充分的清洁加工与低碳利用。研究对象主要包括安全、经济、高效和绿色智能的矿业开发新模式；针对不同矿产种类、不同赋存状况与不同环境条件的采矿新理论、新技术、新装备；矿业开发活动对生态系统的影响与修复和污染防治；矿物加工过程的物理、化学和生物作用机理及高效洁净的矿物加工工艺、药剂和设备；矿产资源的深加工、精加工及分级利用、提质增值的全值化利用技术；资源开采和矿物加工过程中的安全保障理论、技术与装备；矿山安全管理技术与方法，资源-环境-经济-社会进步相协调的矿业可持续发展的途径与方法；面向“双碳”目标的、全生命周期的矿产资源开发与利用方法。

2.理论体系

矿业工程学科的理论体系主要包括：以矿产资源赋存条件与禀赋特征评价为基础的矿山地质与矿物学理论体系；以工程地质、固体力学、岩体力学为基础的采动岩层控制理论体系；以多孔介质力学、流体力学、吸附解吸科学为基础的矿山岩体多场耦合理论体系；以现代物理、化学、生物学为基础的高效矿物分离理论体系；以机械设计、电工电子、自动控制为基础的矿山机电装备理论体系；以多场耦合、能量原理、风险辨识为基础的矿山安全理论体系；以人工智能、大数据、物联网等现代信息技术为基础的智慧矿山建设理论体系；以系统科学、经济学、管理科学为基础的全生命周期矿山规划与设计理论体系；以环境生态学、岩体力学、采矿学为基础的绿色矿山建设理论体系；以大数据、系统科学、氧化还原化学为基础的碳排放、捕集、存储与加工利用的理论体系。

3.知识基础

矿业工程学科涵盖的知识广泛，不同的学科方向需要不同的知识基础。

采矿工程：以地质学为基础的矿产资源种类及其赋存条件、开采条件的勘察、分析、评价理论和方法；以测量学、岩石力学、环境生态学为基础的开采设计、岩层运动、围岩稳定控制理论和技术；以机械工程、电气工程、信息与控制工程为基础的采矿装备、智能装备、工况分析与运行管理知识；矿山安全、灾害和环境污染防控知识；碳排放、碳储与加工利用的知识；可燃冰、地热等新能源开发知识。

矿物加工工程：以矿物学为基础的矿物分类与可利用性分析评价知识；以化学、物理、生物学、电磁学、流体力学等为基础的矿物分离知识；矿物材料深加工、精加工和全值化高效利用的理论和方法；难处理、低品位矿石的高效利用理论和方法；二次资源与共伴生资源的加工、处理与综合利用知识。

岩体力学与工程：以岩体强度、本构关系、原位岩体性质、非线性科学为基础的岩体力学基础知识；以地面及地下工程开挖理论与技术、开挖工程围岩稳定控制理论与技术、矿山及岩体工程的动力灾害发生机理与防治技术等为标志的工程岩体稳定控制；深地与深海资源开发的岩体力学基础等。

矿业安全与环境：以矿井环境与设施为背景的生产安全影响因素分析，以及安全防护、紧急避险、应急救援理论、技术与方法；以岩石力学、采矿学、安全工程理论为基础的开采诱发灾害孕育机理及预防控制理论与技术；以生态环境保护、碳储与利用为基础的矿山环境治理与节能减排理论与技术。

智能矿山工程：以矿区规划、信息融合、矿业大数据分析与使用等为基础的智慧矿区与矿山建设规划与设计的理论与方法；以高精度智能探测与信息智能采集装备、智能控制装备、信息智能传输为基础的智能装备研发；以矿山建设、开采方法、智能技术为基础的智能建井与智能开采方法、智能预警与安监等理论与技术；以智能分选装备、智能算法、过程仿真与模拟、智能矿物分离的方法与工艺、智能洗选厂软件系统为基础的智能矿物加工理论与技术。

矿业经济与管理：以经济学、管理学、采矿学、运筹学等为基础的矿业经济学、矿业系统工程、矿山安全经济与管理和矿山企业管理的基本理论与方法；环境、经济、社会与资源开发利用协调发展的理论和方法。

除本学科的知识基础外，相关学科的知识对矿业工程学科也至关重要，如数学、力学、物理、化学、地学、地球物理学、生物学、环境学、生态学、计算机、信息科学、系统科学、机械工程、材料科学、控制科学、经济学、社会学、法律等。

4.研究方法

矿业工程学科的研究方法具有多样性和综合性，在不断借鉴相关学科研究方法的同时，自身研究方法也在不断发展和创新，逐渐形成了本学科独特的研究方法。

（1）定性分析与定量分析相结合，确定性分析与不确定性分析相结合的研究方法。针对矿业工程领域研究对象及其环境因素普遍存在的随机性、模糊性，必须采用相应的研究方法来对大量的不确定性信息进行处理和分析。因此，需采用定性与定量相结合、经验与理论相结合、结构分析与功能分析相结合、确定性与不确定性相结合的研究方法。

（2）实验室实验、现场试验与测试、物理模拟、数值模拟、计算机仿真等多种研究手段相结合的过程研究方法。在矿业领域中，大部分问题都与过程有关。因此，矿业工程领域中的许多问题必须看成是时间不可逆、非对称、非线性，具有自组织特性的动态演化过程。通过实验、建模和仿真，来构筑概念、结构、功能相似模型，研究和分析结构与功能之间、状态变化之间的历史继承性，获得局部与整体、个体与系统的整体响应。

（3）基于实验、观测、监测数据分析的反演研究方法。矿业工程系统是一个复杂的灰色系统，在本身存在许多未知因素的情况下，通过科学实验或者现场勘测、调查，获得基础数据，进行工程初步设计。在工程施工、建设过程中，采用多种手段监测工程的物理、力学响应，如应力、位移、稳定性状态变化等，可为采取必要措施保证工程安全提供依据，也可由监测结果反演基础信息，通过检验、修改原设计，使工程设计更加合理。

（4）整体综合研究方法。矿业工程研究中每一环节都是多因素的，因此，必须采用多种方法并同时考虑多种因素（包括工程、地质及施工等）进行综合分析和评价，尤其是要注重科学理论与技术相结合、工程技术与实践经验相结合，才能得出符合实际情况的正确结论，做出符合实际的工程设计或解决问题的正确方案。矿业工程整体综合研究方法又必须以系统论、信息论和不确定性分析理论为基础。

（三）学科范围

矿业工程一级学科主要包含采矿工程、矿物加工工程、岩体力学与工程、矿业安全与环境、智能矿山工程5个二级学科。

1.采矿工程

主要是以地学、数学、力学、化学等为基础，通过专用机电设备，将有用矿产资源以绿色、安全、高效、经济的方式开采出来为目标的工程学科。主要理论有采矿学、矿山岩体力学与岩层控制、流体力学、技术经济学、矿井通风与安全、矿山机电装备、信息与计算机科学、人工智能、矿山环境学等。学科采用理论、实验与工程实践相结合的研究方法，揭示矿产资源开采的基本规律，解决制约绿色、安全、高效、经济开采的基本问题，提出和实施低碳、智能、无废的开采方法。

2.矿物加工工程

主要是以物理学、化学、生物学、矿物学等为基础，以矿产资源高效清洁加工利用为目标的工程科学。主要理论有化学、物理化学、生物学、电磁学、流体力学、环境学等，学科采用理论、实验与工程实践相结合的研究方法，揭示矿物资源加工与利用的基本规律，将各种矿产资源以安全、经济、高效和环保的方式进行合理、有效和充分的利用，实现矿物资源的分离、富集、提纯、提取和深加工，以及矿山环境保护和固废利用。

3.岩体力学与工程

主要是以数学、物理学、力学、地质学、材料科学为基础，以工程围岩稳定和工程灾变防控为目标的工程学科。主要理论有数学、力学、地质学、岩体力学等，学科采用理论、实验与工程实践相结合的研究方法，揭示非均质、非连续、各向异性岩体在不同物理环境的力场中产生的各种力学效应，实现岩体工程中的围岩稳定和工程灾变防控，服务于矿业工程、地下工程、水利水电等众多工程领域。

4.矿业安全与环境

主要以安全科学、采矿学、环境学、生态学为基础，以减少或消除矿业开发与利用过程中的危险因素，保障生产安全和减少生态环境负效应为目标的工程学科。主要理论有采矿学、安全工程学、流体力学、热力学、辐射防护、环境工程学、工程地质学、职业安全与健康学等。学科采用理论、实验与工程实践相结合的研究方法，通过危险源辨识和评价，以及对灾害、环境等的预警、预防与应急处置等关键技术及其集成，揭示矿业安全、环境问题的客观规律，达到防治矿业灾害发生、降低环境污染，实现矿产资源低碳和负碳开发与利用。

5.智能矿山工程

主要以采矿学、矿物加工学、信息科学、控制工程、物联网等为基础，以矿产资源智能开采与智能矿物分离为目标的工程交叉学科。主要理论有人工智能、信息工程、大数据、自动控制等。学科采用理论、实验与工程实践相结合的研究方法，针对矿产资源开采与矿物分离的复杂作业环境和工艺流程，研发矿产资源智能开采与智能矿物分离的理论与技术，建设智慧矿山，实现矿产资源无人化开发与利用。

除上述5个主要二级学科外，矿业经济与管理也是矿业工程学科的重要二级学科，该学科主要是以采矿学、经济学、管理学、统计学等为基础，以科学规划矿区开发、实现矿山企业开采和资源加工利用效益最大化为目标的交叉学科。主要理论有技术经济学、资源经济学、环境学、运筹学、会计学、计算机科学、管理科学等。学科采用理论、实验、计算机仿真与工程实践相结合的研究方法，揭示提升矿产资源开发与利用效益的基本规律、基本方法与政策以及矿业碳汇政策等。

（四）培养目标

1.硕士学位

热爱祖国,拥护党的基本路线,德智体美劳全面发展，遵纪守法,积极为中国式现代化建设事业服务。具有宽广的自然科学和社会科学知识，在本学科相关领域或方向具有较扎实的理论基础和全面的专业知识，系统的学术训练，熟悉矿产资源开发与加工利用的实践，具备学术研究和独立从事本领域专门技术工作或生产管理与经营等工作的能力。具体包括：对与自己从事专业相关的经典著作，有比较系统的阅读和掌握，了解研究方向的最新进展；对于矿产资源开发与加工利用相关领域或方向的知识有系统掌握和透彻理解，能独立从事本专业工作；了解不同研究方法的特点及方法论基础，思维敏捷，逻辑严密，具有发现问题、提出问题和解决问题的基本能力；能够深刻理解学术思想、学术研究和学术规范，恪守学术道德，有家国情怀。

2.博士学位

热爱祖国,拥护党的基本路线,德智体美劳全面发展，遵纪守法,积极为中国式现代化建设事业服务。具有宽广的自然科学、哲学、社会科学和知识产权知识，熟悉矿产资源开发与加工利用的历史与现状，掌握本学科最新进展和前沿动态，具有本学科坚实的理论基础和系统宽广的专业知识，在某一领域或方向有深入研究，能够独立从事科学研究、工程设计与建设、技术开发、生产管理与经营工作。具体包括：对与自己研究相关的重要理论、核心概念、关键技术及其发展过程，有透彻的了解和把握；有辩证思维和分析能力，能够判断问题的价值，跟踪学术前沿，进行理论和知识创新；对某一领域或方向，有深入研究和独特理解，并做出自己的创新性贡献，成为该领域或方向的高水平专业人才；有学术研究的感悟力，理解学术研究的真谛，不断开拓新的领域；有科学家精神和家国情怀，严谨治学，努力进取，恪守学术道德。

（五）相关学科

地质资源与地质工程、力学、安全科学与工程、环境科学与工程、土木工程、石油与天然气工程、冶金工程、机械工程、电气工程、化学工程与技术、计算机科学与技术、管理科学与工程、生物工程、电子科学与技术等。

硕士学位基本要求

（一）获矿业工程学科硕士学位应掌握的基本知识

矿业工程学科硕士生应具有较坚实的数理化基础知识和矿业工程专业知识，受到独立进行科研及专门技术工作的训练，能熟练地使用计算机及有关观测、实验仪器，能独立进行科研工作，具有承担有关专业的科研、学、技术和业务管理的能力，应较为熟练地掌握一门外国语。

硕士生应具备文献查询、资料搜集、矿山工作与实验室实验能力，以及数值计算、数据分析和学术交流能力；围绕矿业工程的某一学科方向进行系统的课程学习并开展研究工作，系统掌握该学科方向的基础理论知识和实验工作技能、实践技能，能够熟练地运用该学科的基本研究方法；借助学位论文选题，运用已有的知识积累、理论方法和研究技术开展研究工作，并进一步加深对该学科方向的理解。

（二）获矿业工程学科硕士学位应具有的基本素质

1.学术素养

硕士生应具有较好的才智、涵养和创新精神；关心矿产资源开发和利用现状、存在问题和发展前景，具有强的理论研究兴趣、学术悟性和表达能力，并具备一定的学习和实践能力；能够将矿产资源开发和利用的新理论、新技术研究与矿业灾害预防、环境保护、“双碳”目标、人工智能等技术创新和生产实践结合起来思考问题，具备一定的学术洞察力、扎实地开展工程现场调查、试验和数值模拟与实验等工作能力、较好的学术潜力和创新意识。

掌握并尊重与本学科相关的知识产权；遵循学术研究伦理，具有高度的社会责任感，借助学科知识服务于社会发展和文明进步。

2.学术道德

硕士生应恪守学术道德规范，对他人研究成果准确表达和规范引用，避免重复研究。杜绝篡改、造假、剽窃他人成果。不得选择性使用实验和观测数据，应准确表述自己的学术成果，不能夸大其词。遵纪守法，不违背国家各项法纪。

（三）获矿业工程学科硕士学位应具备的基本学术能力

1.获取知识的能力

硕士生应当具备通过研究动态分析、生产实践调查、科研活动和学术交流等各种方式和渠道了解本学科学术研究前沿，具有通过系统课程学习有效获取所需知识和方法的能力。硕士生应充分了解本学科的学术研究前沿动态和生产实践需求，避免盲目选题。应在矿产资源开采与加工理论、工程现场调查与室内试验、数值计算等方面打下良好基础，在科学研究、逻辑推理、系统思维等方面锻炼自己的研究能力，以使自己的学位论文得出可靠的结论。能够认真研读前人或同行的研究成果，加强学术交流，从中体悟前辈和同行学者的研究方法，进而找到适合自己研究对象的先进方法。

2.科学研究能力

硕士生不仅应具备学习、评价和利用已有研究成果的能力，还须要掌握扎实的数理化基础知识和现代岩石力学、工程地质、现代采矿、矿物学、人工智能、矿业安全与环境等现场勘查、观测技术以及相关的仪器操作、数据分析及实验室实验等基本能力。

硕士生应具备从前人研究成果或生产实践中发现有价值的科学和工程技术问题的能力，以及解决实际问题的能力。包括针对科学和工程技术问题，提出研究思路、设计技术路线以及完成研究过程的能力。具有获取研究数据资料、科学分析、推理，归纳、总结、论证和清晰表达所要解决的科学问题和工程问题的能力。

3.实践能力

硕士生应具有较强的实践能力、学术研究或技术开发方面的能力。能够独立完成文献综述，设计研究技术路线，开展实验室和工程现场试验，真实、准确、严密地分析、总结试验研究结果，独立撰写学位论文、独立回答同行质疑和从事学术交流。具备良好的协作精神和一定的组织研究能力。

4.学术交流能力

硕士生应具备良好的学术表达和交流能力，善于表达学术思想、阐述研究思路和技术手段、展示学术成果。学术思想的表达主要体现在运用特定的语言进行准确、清晰而富有层次的口头表达和文字表达。学术成果的展示主要体现于适时在学术期刊、学术研讨会、科研创新活动等平台中发布自己的学术成果或技术发明。

5.其他能力

硕士生还应具有将理论与实际相结合的能力，善于运用自己的知识和技能解决矿业工程相关的实际问题和技术需求。应当积极参与矿业工程领域的科研活动或生产实践活动，并熟悉科研或生产工作的一般工作流程和行规范。

（四）学位论文基本要求

1.规范性要求

（1）论文选题要全面、认真考量，理论前提成立且可靠，且要具体、有针对性。论文必须有关于选题的文献检索和评价，论述选题的学术价值、工程意义。

（2）论文必须以本学科和相邻学科的相关学术理论作为论证自己观点的理论支撑，且在文中体现出运用了自己所选择的学术理论。论点要明确、论据要可靠、论证要充分，前后一致。不能无论据地主观得出结论或不证自明。不能把教科书关于某一理论的介绍文字直接作为学术理论的论据。

（3）论文的核心学术概念要明确、严谨、有效，原则上只能来自学科内公认的学术论著对概念的阐释。

（4）选择的研究方法可以是理论研究、实验研究、实例研究，或模拟研究。但要以可靠、有效为目的选择适当的研究方法。

（5）论文的格式、插图、表格、计量单位、数学公式、数字用法、参考文献等必须符合国际上的有关标准与规范的规定。

（6）论文必须有适量的参考文献，原则上不少于60篇，其中最近3-5年内发表的文献一般应占一半以上，国外文献一般不少于10%。参考文献目录中所列的所有文献必须在论文正文相应位置标注。

2.质量要求

论文的基本理论依据或前提要可靠。实验或研究内容应完整，数据翔实、充分，分析合理。论文要有自己的新见解、新成果，论文中的设计、计算、实验、分析、推理、归纳、讨论等环节应连接密切，论文撰写必须严格按照硕士学位论文格式要求，书写规范条理，文字表达和图表清晰。凡是在论文中引用他人的论述、分析、数据和结果等，必须在相应的地方加以标注。