矿产资源在人类社会有着举足轻重的地位,没有矿产资源的开发利用人类社会将无法进步◈◈ღ✿。从最初的原始社会发展到现在的信息化社会,从人类对石器的利用到如今对核能◈◈ღ✿、原子能的利用,人类对矿产资源的利用水平决定了人类社会的发展程度◈◈ღ✿。无论是人类社会的发展,还是国民经济的发展,金属矿产资源一直扮演着十分重要的角色尊龙凯时人生就是搏官网◈◈ღ✿！◈◈ღ✿。因此,金属矿产资源的综合开发利用水平在一定程度上直接关系到人民生活水平的提高,也成为影响国民经济发展和人类社会进步的重要因素◈◈ღ✿。

　　矿业对国民经济的发展具有重要作用◈◈ღ✿，国家政策◈◈ღ✿、重大项目对矿业领域均给予了大力支持◈◈ღ✿，广大采矿科研工作者在金属矿山地下开采技术方面也开展了大量深入的研究◈◈ღ✿。本研究系统介绍了我国金属矿山“深部开采”◈◈ღ✿、“智能开采”◈◈ღ✿、“绿色开采”这3个方面的发展方向,围绕金属矿山地下开采的凿岩爆破◈◈ღ✿、运输提升◈◈ღ✿、岩层加固◈◈ღ✿、膏体充填及远程遥控五大关键技术◈◈ღ✿，系统综述了其发展历程及新进展◈◈ღ✿，并对机器人采矿技术◈◈ღ✿、流态化开采技术和超大型智慧矿山建设等金属矿山地下开采的前瞻性理论和技术提出了展望◈◈ღ✿。在矿业新形势下尊龙凯时app下载◈◈ღ✿，◈◈ღ✿，面对机遇和挑战◈◈ღ✿，亟需持续科技攻关,突破关键技术瓶颈,自主研发核心装备,保障我国金属矿产资源安全◈◈ღ✿。

　　矿业是我国国民经济稳定发展与国家安全的重要支柱产业◈◈ღ✿，为人类社会提供了基本物质和能源保障◈◈ღ✿。《中国矿产资源报告2019》和《全球矿业发展报告2019》的相关数据显示:地球人均矿产资源消耗量为3 t/(人·a),人类耗费的总量超过了自然资源的80%;2018年全球矿业为人类提供能源◈◈ღ✿、金属和非金属资源达到了227 亿t(其中能源◈◈ღ✿、金属尊龙凯时 - 人生就是搏!◈◈ღ✿，◈◈ღ✿、非金属产量各占68%◈◈ღ✿、7%◈◈ღ✿、25%),总产值高达5.9万亿美元(其中能源◈◈ღ✿、金属◈◈ღ✿、非金属矿产各占76%尊龙凯时人生◈◈ღ✿、12%◈◈ღ✿、12%),相当于全球GDP的6.9%;我国矿产品产量增长迅速,矿业产值占我国GDP的比例达到7%,为国家经济社会发展提供了80%的原材料和95%的能源资源,在矿产品的生产和贸易方面均达到了世界第一◈◈ღ✿。因此◈◈ღ✿，矿业在中国乃至全球经济与社会发展中具有越来越重要的地位,是现代化经济体系中不可替代的基础产业◈◈ღ✿。

　　随着近年来我国国民经济的高速发展,矿业发展突飞猛进,探明资源储量大幅增长◈◈ღ✿，已经成为世界上为数不多的几个矿种齐全◈◈ღ✿、总量丰富的矿产资源大国之一◈◈ღ✿。《中国矿产资源报告2019》和《全球矿业发展报告2019》的相关数据显示:截至2018年底◈◈ღ✿，我国已经发现的包括金属矿产(59种)◈◈ღ✿、非金属矿产(95种)◈◈ღ✿、能源矿产(13种)和水气矿产(6种)在内的各类矿产资源共173种;2018年我国矿产资源总产量位居世界第一,占全球总产量的31%,我国矿业总产值位居世界第一◈◈ღ✿，占全球总产值的17%;2018年我国粗钢◈◈ღ✿、10种有色金属◈◈ღ✿、黄金的产量和消费量继续位居全球首位,其中生产了9.3亿 t粗钢,5 702.7万 t 10种有色金属和401.1 t黄金◈◈ღ✿。虽然我国资源总量大且种类丰富,部分矿产储量甚至居世界前茅,但是我国人均占有量与世界人均水平相比仍有很大差距◈◈ღ✿。其中以铁矿石为例,据中国海关◈◈ღ✿、国家统计局统计的数据显示,国内2015—2020(其中 ,2020年只有1—11月份的统计数据)年间的铁矿石产量◈◈ღ✿、进口量◈◈ღ✿、国内粗钢产量及铁矿石对外依存度如表1所示◈◈ღ✿。从整体趋势来看,我国铁矿石的产量在持续减少,进口量不断增加,粗钢产量也在不断上升,铁矿石对外依存度常年保持在65%以上尊龙凯时官网◈◈ღ✿。◈◈ღ✿，尤其是2017年对外依存度超过了80%◈◈ღ✿。目前,我国铁矿石和铜精矿等大宗矿产原材料依然严重依赖进口,对外依存度高◈◈ღ✿。因此,在国民经济飞速发展的过程中,我国金属矿产品的增加量与国民经济发展速度不相适应,金属矿产资源供需矛盾分突显◈◈ღ✿。

　　当前◈◈ღ✿，我国大多数黄金矿山和有色金属矿山均采用地下开采方式进行开采◈◈ღ✿。我国对各种矿产资源的消耗随着经济的发展不断增多◈◈ღ✿，金属矿山由于长期开采,浅部资源越来越少◈◈ღ✿，驱使矿山逐渐增加开采深度尊龙凯时人生◈◈ღ✿，部分露天矿山考虑生产成本因素逐步转为地下开采,如江苏凤凰山铁矿◈◈ღ✿、安徽铜官山铜矿等◈◈ღ✿，同时大部分地下矿山也开始转向深部开采,如云南会泽铅锌矿◈◈ღ✿、辽宁红透山铜矿等◈◈ღ✿。综上,未来地下矿山比重将继续上升,地下矿山将成为金属矿开采的主战场◈◈ღ✿。

　　目前,地球深部蕴藏65%的金属矿资源◈◈ღ✿，面对生产机械化商业展览消息◈◈ღ✿。◈◈ღ✿、智能化不足及矿山固废严重污染等问题极道美受◈◈ღ✿，为了加速金属矿开采的现代化进程,大幅提升金属矿开采的国际竞争力,改变传统开采产能落后的局面◈◈ღ✿，“深部开采”◈◈ღ✿、“智能开采”◈◈ღ✿、“绿色开采”将是未来我国金属矿开采理念的三大发展方向◈◈ღ✿。

　　在近半个世纪的发展历程中,关于“深部”概念的确定◈◈ღ✿，国内外的专家学者提出了诸多建议,但是到目前为止,尚无对“深部”概念的统一标准◈◈ღ✿。我国有些专家学者建议以岩爆发生频率明显增加来界定◈◈ღ✿，普遍认为矿山转入深部开采的深度为超过800~1 000 m◈◈ღ✿。谢和平院士提出:决定是否为深部的条件是力学状态◈◈ღ✿，而不是量化的深度概念,这种力学状态由地应力水平矿山设备◈◈ღ✿。◈◈ღ✿、采动应力状态和围岩属性共同决定,可以经过力学分析得到定量化的表述,并从力学角度出发,提出了“亚临界深度”◈◈ღ✿、“临界深度”◈◈ღ✿、“超临界深度”等概念◈◈ღ✿。由于浅部资源逐渐殆尽◈◈ღ✿，全球金属矿山开始进入千米时代◈◈ღ✿。据不完全统计,当前国外有112座超千米的地下金属矿山◈◈ღ✿，最大采深达4 350 m,我国开采深度达到或超过千米的地下金属矿山已达16座,目前金属矿山的开采深度以大约10~30 m/a的速度下降,在未来,我国预计将有1/3 的金属矿山开采深度达到1 000 m◈◈ღ✿。目前,很多新发现资源的埋藏深度也达到千米甚至更深,深部开采将成为我国金属矿山开采的重点方向◈◈ღ✿。进入千米时代◈◈ღ✿，金属矿山开采将面临诸多挑战,如“高井深”◈◈ღ✿、“高应力”◈◈ღ✿、“高井温”的技术难题以及由此引起的“强扰动附加属性,同时还存在机械装备以及工艺流程等一系列工程技术配套问题◈◈ღ✿。浅部开采时◈◈ღ✿，开采深度为0~800 m,地应力范围为10~20 MPa,井温一般小于30 ℃;深部开采时,开采深度超过千米甚至更深◈◈ღ✿，原岩应力达到40~80 MPa,工作面温度高达30~60 ℃◈◈ღ✿。为此,未来金属矿山开采的前沿领域必将属于深部开采,且未来采矿科研重心将会向深部开采转移,开展相应的理论技术以及核心装备研究◈◈ღ✿。近年来,尽管从国家层面上支持开展了大量的相关技术研究,但是在“三高一扰动的复杂条件下尊龙凯时人生就是搏z6com◈◈ღ✿。◈◈ღ✿，我国仍需重点开展金属矿山深部开采环境精准识别◈◈ღ✿、金属矿山深部采掘一体化装备及提升技术◈◈ღ✿、金属矿山深部开采灾害预警防控及资源化利用这三方面的研究,从而加速推进我国“向地球深部进军”的进程◈◈ღ✿。金属矿山深部开采总体架构如图1所示◈◈ღ✿。

　　智能采矿通过开采环境数字化◈◈ღ✿、采掘装备智能化◈◈ღ✿、生产过程遥控化◈◈ღ✿、信息传输网络化和经营管理信息化等方法,实现安全◈◈ღ✿、高效◈◈ღ✿、经济◈◈ღ✿、环保的开采工艺◈◈ღ✿，是21世纪矿业的重要发展方向,也是具有前瞻性的目标◈◈ღ✿。目前,智能开采是矿业发达国家争相抢占的技术制高点◈◈ღ✿，同时在“中国制造2025战略背景下,国家工信部提出“智能制造”和“两化融合”,发改委提出“互联网+”◈◈ღ✿、“云计算”和“大数据”◈◈ღ✿，应急管理部提出“机械化换人◈◈ღ✿、自动化减人”,我国也在不断推动金属矿智能开采的发展进程◈◈ღ✿。近年来,国内外对智能开采进行了相关研究,但是国内外智能开采的差距较大◈◈ღ✿。在作业面数据实时通信领域◈◈ღ✿，国外已实现光纤◈◈ღ✿、宽带无线◈◈ღ✿、透地及物联网通信,而国内的核心设备多为进口,网络可靠性不足◈◈ღ✿、信息传输不畅;在采掘装备远程遥控领域,国外已实现智能化行走和作业,国内智能化控制还不成熟;在开采全过程调度领域,国外主要利用OptiMine尊龙凯时人生◈◈ღ✿、AutoMine等数字化软件工具,分析和优化采矿全过程调度,国内主要针对井下有轨/无轨作业装备实行局部过程调度;在矿山远程管控平台领域,国外主要通过800XA极道美受◈◈ღ✿、Pitram系统实现矿山远程管控,而国内在多类装备◈◈ღ✿、系统的整合和一体化管控方面比较薄弱◈◈ღ✿。可见,智能采矿的发展是一个困难的过程,今后我国亟需从大型无轨装备自主化及远程智能化控制◈◈ღ✿、开采全过程三维可视化及数据实时采集智能化处理◈◈ღ✿、矿山生产决策及管控一体化平台这3 个方面进行重点研究,稳步推进我国金属矿山开采的智能化◈◈ღ✿。金属矿山智能开采总体架构如图2所示◈◈ღ✿。

　　绿色开采旨在将矿区的资源和环境看作一个整体,在协调开发◈◈ღ✿、利用和保护矿区土地◈◈ღ✿、水体◈◈ღ✿、森林等各种资源的前提下,充分回收极道美受极道美受◈◈ღ✿、有效利用矿产资源◈◈ღ✿，实现资源—经济—环境三者统一协调的开发过程,使可持续发展理念在矿业中得以充分体现◈◈ღ✿。矿产资源可持续发展及其与生态环境协调发展的实现◈◈ღ✿，是当今矿业领域的一个热点线年中国国际矿业大会上◈◈ღ✿，国土资源部首次提出了“坚持科学发展,建设绿色矿业”的口号,为我国矿业指明了绿色发展的方向;2011年尊龙凯时人生◈◈ღ✿，国家“十二五”规划提出了发展绿色矿业◈◈ღ✿，强化矿产资源节约与综合利用;2017年◈◈ღ✿，党的“十九大”报告再次明确了“绿水青山就是金山银山”,践行绿色发展理念◈◈ღ✿，建设美丽中国◈◈ღ✿。可见◈◈ღ✿，绿色开采遵循矿业可持续发展模式,是我国金属矿山开采的发展道路和时代要求◈◈ღ✿，已成为国家发展的重要战略◈◈ღ✿。同时◈◈ღ✿，金属矿山绿色开采有着全面的深刻内涵和实质内容◈◈ღ✿，充分体现了“绿水青山”和“金山银山”和谐共存◈◈ღ✿、互利互惠的原则尊龙凯时人生就是搏·(中国)官网◈◈ღ✿。我国金属矿山绿色开采需要依靠科技创新来提供有力支撑,亟需重点开展金属矿山采选充一体化技术◈◈ღ✿、特殊资源原位溶浸开采技术◈◈ღ✿、闭矿后地下开挖空间绿色开发利用技术这3个方面的研究,将绿色矿山建设作为推进我国金属矿山绿色开采的动力极道美受◈◈ღ✿。金属矿山绿色开采总体架构如图3所示尊龙凯时人生◈◈ღ✿。