金属矿业的前沿领域_深部采矿
金属矿业的前沿领域深部采矿(正稿)
开采深度已达l600米，国外开采深度达到4100多米。12
1
12
2、我国许多矿山已转入深部开采
①何谓深部开采？
学术表达——地应力随开采的延深而逐步增大，当
增大到某一值时，岩爆的发生频率明显增加，超过这一
临界深度时的矿床开采，定义为“深部开采”。
一般约定——矿岩结构复杂，同一深度的地应力不
一定相同，因此，学术表达有很大的不确定性。一般把
都是紧缺资源，对外依存度均在50%以上，有的甚至
高达70-80%
我国金属矿产资源的保证度低,见下预测表: 4
1
4
编号
矿产名称
可供储量保证度 %
2010年
2020年
1
铁（矿石）
59
38
2
锰（矿石）
83
22
3
铬（矿石）
5
2
4
铜（金属）
19
9
5
铅（金属）
35
22
6
锌（金属）
33
17
7
铝（金属）
83
37
8
在采矿业,总计130亿美元,是2005年的100倍。 10
1
10
二、金属矿业正在向深部开采过渡
1、深部开采是矿业发展的必然 2、我国许多矿山转入深部开采 3、国外有大批深部开采的矿山
•
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11
1、深部开采是矿业发展的必然
我国金属矿床开采正逐步扩大到五类矿床——贫矿床、
软破矿床、水体下矿床、高寒地区矿床和深部矿床。
3
1
3
一、加强我国金属矿产资源的勘查
1、我国金属矿资源短缺形势严峻
我国矿产资源相对丰富,探明储量的金属矿产有
深部金矿开采技术的创新与挑战
M ine engineering矿山工程深部金矿开采技术的创新与挑战于鹏辉摘要：深部金矿的开采在金矿产业中占据重要地位，由于地质复杂性、工程技术难题以及环境与社会问题的存在，该领域面临着一系列挑战。
为了应对这些挑战，深部金矿开采技术正经历着创新的阶段。
本文将从深部金矿开采的重要性入手，探讨地质、工程、环境和社会层面的挑战，并介绍当前技术创新的方向，包括高分辨率地球物理勘探、高精度遥感技术、高效矿体开采方法以及自动化采矿设备的应用。
强调持续改进与国际合作在推动深部金矿开采技术发展中的关键作用。
关键词：深部金矿开采；技术创新；地质复杂性；工程技术难题深部金矿的开采对于金矿产业的可持续发展至关重要。
然而，随着勘探深度的增加，地质的复杂性、工程技术难题以及环境与社会问题也随之增加，使得深部金矿开采面临着前所未有的挑战。
为了克服这些挑战，深部金矿开采技术正在不断创新。
本文将探讨深部金矿开采的重要性、面临的挑战以及当前的技术创新方向。
1 深部金矿开采的重要性深部金矿开采在全球黄金产业中扮演着至关重要的角色，其重要性不仅体现在满足全球不断增长的金矿需求方面，更关乎矿业可持续发展、技术创新的推动以及对经济和社会的多方面影响。
随着人口的增长和新兴市场的崛起，黄金作为一种重要的贵金属，其在珠宝、金融投资以及工业应用中的需求不断攀升。
深部金矿的开采为确保金矿供应的稳定性和充足性提供了必要的支持，对黄金市场的稳定和全球金融体系的健康发展具有重要意义。
由于浅层金矿资源的逐渐枯竭，矿业公司被迫转向深部金矿的开发。
深部金矿的挖掘不仅延长了矿业产业链的寿命，也为矿业可持续发展提供了新的动力。
通过技术创新和环保手段，深部金矿的开采有望实现更为高效、低耗能的生产，降低对自然资源的过度开采，实现矿业的可持续经营。
面对深部地质条件和工程难题，矿业公司必须不断提升勘探、开采和提炼技术，以适应复杂多变的地质环境。
这种技术挑战激发了研发人员的创新精神，推动了科技水平的提高，也为其他矿业领域提供了有益的经验和技术积累。
金属矿山深部开采的研究报告
金属矿山深部开采的假设干关键问题及其对策研究科技大学教授蔡美峰摘要阐述了金属地下矿山深部开采中的深部巷道变形与支护、深部地压显现与开采动力灾害、地温升高引起作业环境恶化和露天矿山高陡边坡稳定性及合理的边坡角确定、改变传统运输方式、降低运输和生产本钱等关键问题及其对策思路；介绍了以地应力为切入点的金属矿采矿优化理论、以能量聚集和演化为主线的岩爆预测及防治和深凹露天矿高陡边坡稳定性分析与设计优化的主要技术内容。
关键词金属矿山, 深部开采, 关键问题, 对策1 影响金属矿山深部平安高效开采的主要问题1.l 地下矿山我国有很多重要的金属矿产资源都是通过地下开采的方式所获得, 如大多数的有色金属矿山和黄金矿山均为地下矿山。
随着浅部资源的逐渐减少和消失,地下开采的比例将越来越大, 包括现有的局部露天矿山也将转入地下开采。
经过几十年的开采,目前很多地下矿山均己进入深部开采或即将进入深部开采。
如XX狮子山铜矿的开采深度己到1100 米, XX玲珑金矿和XX夹皮沟金矿己到1000 米, XX红透山铜矿己达1300 米。
随着开采深度的不断增加, 地质条件恶化, 破碎岩体增多, 地应力增大, 涌水量加大, 地温升高, 带来了深部地压、提升能力、作业环境恶化、通风降温和生产本钱急剧增加等一系列问题, 抑制了生产能力提高和矿产资源的充分回收。
1.1.1 深部巷道变形与支护随着开采深度的增加, 地应力随之增大。
因此, 深部巷道与采场的维护原理与浅部有十清楚显的区别, 这种区别的根源在于岩石所处的应力环境的区别以及由此导致的岩体力学性质的区别。
在浅部十分普通的硬岩, 在深部可能表现出软岩的特征, 从而引起巷道和围岩的大变形；浅部的原岩大多处于弹性状态, 而深部的原岩处于“潜塑性〞状态, 由各向不等压的原岩应力场引起的压、剪应力超过岩石强度, 造成岩石的潜在破坏状态。
深部高应力环境下的巷道支护, 除了必须考虑岩石强度性质和岩体构造外, 还应重视巷道所处的应力环境。
金属矿深部开采现状与发展战略
3I ndustry development行业发展金属矿深部开采现状与发展战略赵 钺（兰州有色冶金设计研究院有限公司，甘肃 兰州 730000）摘 要：近年来，我国工业产业飞速发展，在不断的发展进程中，需要大量的金属矿产资源。
但由于金属矿产资源属于不可再生资源，且金属矿产保有量有限，使金属矿产资源出现严重短缺现象。
加之资源消耗量和开采难度的不断加大，节能减排以及环保生态政策的不断推进，导致开采利用业对大多数处于表层的、相对紧缺的金属矿产资源的开发和利用提出了更高、更严的标准和要求。
为了缓解当前所面临的金属矿产开采危机，缓解金属矿产供应与需求之间的矛盾，寻找替代性资源，加大探矿深部金属资源已迫在眉睫。
针对当前我国采矿技术发展趋势，为了提高找矿、采矿工作效率，促进我国社会经济持续向好发展，勘探和发掘地表深部的金属矿资源已成为促进我国金属矿业发展的重要方式和途径，基于此，本文将对当前我国金属矿深部开采现状与发展战略进行全方位的分析与阐述，以供参考。
关键词：金属矿；深部开采；现状；发展；战略中图分类号：TD85 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）17-0003-2收稿日期：2020-09作者简介：赵钺，男，生于1989年，汉族，甘肃徽县人，本科，中级工程师，研究方向：采矿工程。
随着经济建设速度逐渐加快，我国的资源需求量越来越大，各项资源消耗都极为严重，使得各国都面临着不同程度的资源危机。
金属矿产业市场也不例外，金属矿开采会破坏农田和土地，属于能源消耗较大行业，大量金属产品出现了供不应求的局面，导致全球性金属资源价格大幅度上涨，金属资源开采行业进入了前所未有的新高潮。
面对新形势下金属矿产资源需求旺盛的局面，我国在结合国内外金属矿深部勘探的先进技术、理念和实践经验，不断挖掘出更富更深的新矿体。
近年来，由于全球性资源供给压力加大，使得具有一定资源条件的老矿山不断扩大开采规模，过去在技术条件限制下的深部矿、难采矿以及低品位矿不断被开发出来，与此同时，与之相对应的大型金属开采技术、深部矿开采技术、难采矿开采技术等不断更新与发展，使金属矿开采品位逐渐降低。
深部技术开采及发展趋势
采矿工程学科前沿与进展——深部技术开采及发展趋势姓名：班级：采矿1101班学号：1111104007深部技术开采及发展趋势随着浅部资源的逐渐消耗殆尽，矿产资源开发向深部发展将成为一种趋势。
根据矿床开采工作所面临的地压问题，可按开采深度将矿山分为以下几类。
开采深度小于300m，称浅井开采。
在此深度内采矿时，一般地压显现不严重，即使发生地压活动，也属静压问题，易于处理。
开采深度300～800m，称为中深井开采。
根据矿体赋存条件、矿岩的物理力学性质，在掘进或开采过程中，可能发生轻度岩爆，如岩石弹射等现象。
开采深度超过800m，为深井开采。
在此深度内具有二类变形特征的岩石会发生频繁的岩爆，影响作业安全。
与浅井或中深井开采相比，深井(含超深井)开采这一特殊环境将带来一系列安全问题，主要包括岩爆(即在压力作用下，岩石发生爆裂的现象)、高温、采场闭合和地震活动等，其中尤以岩爆为丰要危害。
预计随着浅部资源町供开发量的减少，深部资源勘探技术发展获得更多深部可开采资源，这一比例将会呈逐步减小的趋势。
当代露天采矿工艺的技术发展趋势是开采工艺的综合化。
采剥工艺的选择，贵在因地制宜。
对于范围广阔、能力巨大的大型矿山，针对不同开采深度、不同地段、不同开采对象的特点，采用不同开采工艺，并组成综合工艺，以实现优化开采效果，已成为现代露天矿山的发展趋势。
将机械化、自动化、通信、计算机及优化理论等多学科交叉应用，通过研究、开发，实现露天开采生产的自动调度，生产计划和过程的优化，开拓运输系统和采装系统的优化将是露天开采常用的计划、生产管理手段；在未来几年，数字矿山技术将会得到普及。
2.2地下开采工艺地下开采虽然产量比例小，但数量多，西方国家有地下矿 365 座(2002 年数据)，其中多为小型但却高效的矿山。
尽管如此，许多地下矿山十分巨大并装备有非常精致的设备和较高的自动化水平。
对传统主要采矿方法的不断改进是地下开采工艺的发展趋势。
浅谈金属矿床深部找矿中的地质
案例二：某金矿床的深部找矿
总结词
该案例揭示了金属矿床深部找矿中的地质规律，通过 加强对金矿床成矿地质背景和成矿规律的研究，发现 了某金矿床的深部矿体。
详细描述
该金矿床位于一个褶皱构造带内，通过详细的地质调 查和勘探，发现了新的金矿体。这些新矿体的发现得 益于对褶皱构造带中地层、岩性和构造的深入研究， 以及对物探、化探资料的准确解读。
案例四：某铅锌矿床的深部找矿
总结词
该案例表明了金属矿床深部找矿中的综合思考，通过全 面分析和综合运用多种找矿信息，成功地发现了某铅锌 矿床的深部矿体。
详细描述
该铅锌矿床位于一个沉积变质带内，通过全面分析和综 合运用多种找矿信息，发现了新的铅锌矿体。这些新矿 体的发现得益于对多种找矿信息的综合分析和判断，以 及对地质背景和成矿规律的深入理解。
02
金属矿床形成的地质条件
地层与岩石学特征
地层
地层是金属矿床形成的重要条件之一。不同地层具有不同的岩石组成和沉积环境 ，这些因素直接影响着金属矿床的形成。
岩石学特征
岩石学特征也是金属矿床形成的重要条件。不同类型的岩石，其结构和构造不同 ，对金属矿床的形成具有不同的影响。
构造与成矿的关系
构造背景
浅谈金属矿床质深部找矿中的地
汇报人： 日期:
目录
• 金属矿床深部找矿概述 • 金属矿床形成的地质条件 • 金属矿床深部找矿的技术方法 • 金属矿床深部找矿的实践案例 • 金属矿床深部找矿的前景展望
01
金属矿床深部找矿概述
金属矿床定义与分类
金属矿床定义
金属矿床是指在地壳中由地质作用形成的，含有一种或多种金属元素（或化合 物的独立矿物）的集合体。
构造背景对金属矿床的形成具有重要影响。不同的大地构造环境，其地质构造特征和演化历史不同，对金属矿床 的形成具有不同的影响。
深部金属矿开采关键理论技术进展与展望
深部金属矿开采关键理论技术进展与展望摘要：由于我国金属矿产资源大部分分布在较深的地下，因此需要采用深部开采的方式进行开采。
为确保深部开采技术水平得到提高，需要加大对地下深部开采的支护技术与掘进技术创新的研究力度，为我国金属矿产开采行业的可持续发展提供保障。
基于此，文章主要分析了深部金属矿开采关键理论技术进展与展望。
关键词：深部金属矿；开采；技术；进展；展望1深部金属矿的概念深部金属矿是指位于地下较深处的金属矿床，一般深度超过1千米。
由于地表资源日益减少，深部金属矿成为未来金属矿产资源的重要来源之一。
深部金属矿的开采需要采用深部开采技术，这种技术需要克服地下水位高、地压大、温度高等困难条件，因此对开采技术和设备要求较高。
深部金属矿的开采对于提高国家矿产资源的开采水平、保障国家经济建设和可持续发展具有重要意义。
2金属矿深部开采关键理论与技术2.1深部岩体力学理论与浅部力学特征相比，深部岩体处于“三高一扰动”的环境，这种复杂的力学环境制约了深部开采的发展。
因此，为适应深部的复杂力学环境，保证安全、高效开采，亟需对传统的浅部岩体力学理论进行变革，以新思路、新方法来研究深部岩体力学理论。
深部岩体赋存于“三高一扰动”的复杂环境中，表现出强流变性、强湿热环境和强动力灾害的响应特征。
（1）强流变性。
在深部高应力的作用下，岩体结构与力学特性相比于浅部会发生重大变化，即使质地非常坚硬的岩体，在深部的特殊环境下也会变成软岩，表现出明显的流变特性，这就导致现有浅部的岩体力学特性不再适用于深部的特殊环境，深部岩体力学的流变性则成为深部岩体力学研究的一大难题。
（2）强湿热环境。
由于深部具有高地温、高岩溶水压力的特点，在深部环境中表现出高温高湿，导致工作条件恶化，严重影响工人健康、工作效率，设备的安全运行、生产效率等。
因此，深井降温与热害治理成为深部开采所面临的一大难题。
（3）强动力灾害。
深部开采的动力灾害主要包括岩爆、塌方、冒顶和突水等，深部开采最大的特点即为岩爆发生频率相比于浅部具有明显的增加，且一旦发生岩爆将会造成巨大的损失，严重威胁工人的安全。
金属矿深部开采现状与发展探讨
采矿工程M ining engineering 金属矿深部开采现状与发展探讨徐冬东（江西省地质矿产勘查开发局九一六大队，江西 九江 ３３２１００）摘 要：由于我国金属矿产位置较深，其开采模式主要为深部开采，在开采技术上，需确保深部开采技术水平得到提高，同时加大地下深部开采的支护技术与掘进技术创新，从而为我国金属矿产开采行业的可持续发展提供保障。
因此，本文主要对金属矿深部开采现状与发展进行研究分析，并在现有技术上结合其发展趋势进行说明，为以后类似的事件提供参考价值。
关键词：金属矿；深部开采；现状与发展；研究中图分类号：ＴＤ８５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２０）２２－００５１－２Discussion on present situation and development of deep mining in metal minesXU Dong-dong（９１６ ｂｒｉｇａｄｅ， Ｊｉａｎｇｘｉ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｍｉｎｅｒａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， Ｊｉｕｊｉａｎｇ ３３２１００， Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｄｕｅ ｔｏ ｔｈｅ ｄｅｅｐ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｒａｌｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ， ｔｈｅ ｍｉｎｉｎｇ ｍｏｄｅ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｄｅｅｐ ｍｉｎｉｎｇ． Ｉｎ ｔｅｒｍｓ ｏｆ ｍｉｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｉｔ ｉｓ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｄｅｅｐ ｍｉｎｉｎｇ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ， ａｎｄ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ｓｕｐｐｏｒｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｄｅｅｐ ｍｉｎｉｎｇ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｇｕａｒａｎｔｅｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ＇ｓ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ｓｔｕｄｉｅｓ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｅｐ ｍｉｎｉｎｇ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅｓ， ａｎｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｓｉｍｉｌａｒ ｅｖｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ．Keywords: ｍｅｔａｌ ｍｉｎｅ； ｄｅｅｐ ｍｉｎｉｎｇ； ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ； ｒｅｓｅａｒｃｈ在我国金属矿产的地质勘查中，我国大部分的金属狂潮位于地下较深处，其开采模式主要 为地下深部开采。
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2．未来20-30年是我国资源消耗高峰期
我国正处于工业化中期阶段，就是资源消耗强度最大 的时期，今后20-30年是我国资源消耗的高峰期。 随着人均GDP的增长，人均金属矿产消耗量呈“S”形 曲线变化。如下图所示。
前工业 化阶段 工业阶段 快速工业 化过程 后工业化阶段
人均金属矿产消费
缓慢工业 化过程
•c
•b
•a
人均 GDP
1
77
据预测 ：我国的钢、铜、铝、锌四种金属,达到 “S” 形曲线峰值的时间，及其金属消费量，见下表。 峰值消费量相当大。
中国主要金属消费需求预测表
金属 钢，亿吨 铜，万吨 铝，万吨 锌，万吨 2000年消费量 1.42 188 330 123
1
“S”型曲线达峰值时间 2012—2013 2019—2023
54000 2520
820
1090
12850 22234 4393 783 1260 1365
1990-2008年，国民经济增长15.3倍,同期钢增长 7.3倍,十种有色金属增长9.5倍。没有金属产量的同步 增长，就没有国民经济的可持续发展。 1 5 5
我国经济的快速发展，但是，在很大程度上是 以消耗资源和牺牲环境为代价。 ● 消耗资源—— 2006年.我国GDP 占世界总量5.5% ，而资源消耗： 能源消耗占世界15 %（24.6亿吨标准煤)、 钢材消耗占世界30%（3.88亿吨）、 水泥消耗占世界54%（12.4亿吨）。 ● 牺牲环境—— 矿业是破坏环境最严重的行业。据统计： 我国黑色和有色矿山每年新增排放的废石、尾 砂、废渣以10亿吨的速度增长; 共伴生资源的综合利用率很低---冶金企业为 20 % ,有色企业为30-35%(发达国家达70%), 我国这种粗放的增长方式 ,已经难以维继。 6 1 6
1
17
4、深部开采处于“三高”的特殊环境
当开采深度达到800-1000米时，一般界定为矿山
转入深井开采。它是个特殊的开采环境——高应力、 高井温、高井深。 “三因素”是深井的主要致灾因素 高应力(40-80 Mpa)——诱发岩爆、导致冒顶，使支 护困难，危及作业安全，采矿方法与支护技术 不相适应等； 高井温(30-60℃)——导致矿石自燃、炸药自爆，工 作环境恶化,在高温环境下，人的生理承受到 限制； 高井深(1000-5000 m)——导致提升.通风.排水.充填 的困难增大，效率降低，费用增大，等。 18 1 18
1 16
3、国外有大批金属矿山转向深部开采
在国外.据不完全统计，在非煤矿山中.开采深 度超过 1000m的矿山有80多座。 ①按国家来划分： 加拿大30座.南非15座.美国11座，印度4座.澳 大利亚4座,俄罗斯.波兰.和赞比亚分别为2座； ②按开采矿种分: 在80多座深井矿山中,金矿26座、铜矿18座、镍 矿9座、钾盐矿7座、铅锌矿6座、银矿5座、铀矿4 座、铁矿3座； ③按开采深度划分： 深度1000-2000m 的60座，2000-3000m的12座， 3000m以上的有3座，其中最深的是南非卡里顿维尔 金矿,竖井深4164m，开采深度已达3800m 。 17
争夺态势——目前,世界有4300多家矿业公司（不 包括煤和石油）在100 多个国家开展勘查、开发。其 中美、加、澳三国的矿业公司几乎占全球的2/3 （加 拿大公司占全球37%，美国公司占17%，澳大利亚公司 占9.5%） 。 ● 实施全球资源战略 世界上没有一个国家的矿产资源能够自给自足的， 实施全球资源战略是发达国家的成功经验,我国也不能 例外。我国已经有上千个地矿公司在国外从事资源矿 产的勘探与开发。 全球矿产资源战略、已经成为我们国家全球战略 的一个重要组成部分。我们国家的方针是：“积极开 展资源外交”，“互利共赢，共同发展”。 1 13 13
●
15
2、我国大批金属矿山向深部开采过渡
上世纪五、六十年代建的一批金属矿山，经过长 期开采，资源已逐步枯竭，大型露天矿所剩无几，地 下矿山也有3/5接近尾声或已濒临关闭,其余2/5正逐 步向深部矿床开采过渡。 超过千米的矿山有:—— 夹皮沟金矿1600m, 会泽铅锌矿1360m, 红透山铜矿1300m, 冬瓜山铜矿1100m, 寿王坟铜矿1000m, 弓长岭铁矿1000mm; 此外,凡口铅锌矿，金川镍矿，高峰锡矿，湘西 金矿等重点矿山，都已进入深部开采。 16
1 4
1．金属矿业支撑着国家的可持续发展
矿业是国家经济安全和国防安全的基础产业。金 属矿业支撑着国民经济的快速发展。见下表：
年度
人均GDP,美元
钢产量，万吨 十种有色金属产量,万吨 1990
200
6535 239
1995 2000 2002
581
9636 496
2005 2008
1703 3266
（3）实施全球的矿产资源战略 ● 全球资源配臵的格局 目前，占世界人口不到1/4 的发达国家，消耗着 全球3/4的矿产资源，而广大发展中国家，只占1/4。 这就是全球矿产资源配臵的格局。 美国是世界上消费矿产最大的国家:Cu、Pb、Zn、 Al、Ni、M0六种金属的消费量是中国的5.9—32.4倍。 ● 全球资源争夺的态势 矿产资源是不可再生的。资源的有限性与世界经 济发展对资源需求的无限性，是一对矛盾；再加上矿 产资源的地理分布不均，这是全球争夺资源和国际关 系紧张的动因。美国前国务卿黑格就说过：“冷战实 质上是一场资源战”。 1 12 12
二、金属矿业正逐步转向深部开采
1.深部开采的 “ 深部”界定 2.我国大批金属矿山向深部开采过渡 3.国外大批金属矿山转向深部开采 4.深部开采处于“三高”的特殊环境 14
1 14
1、深部开采的 “ 深部”界定
何谓深部开采？
学术表达 ——随着开采深度的增加，岩石地应力不断增大， 当增大到某一值时，岩爆发生频率出现明显增加的 现象，超过这一临界深度的矿床开采，就定义为 “深部开采”。 ● 一般约定 ——由于矿岩的复杂性，同样的开采深度，地应 力不一定相同，因此，上述 “深部开采”的定义 有很大的不确定性。因此，一般约定把大于800– 1000米深度的矿床开采,视为“深部开采”。 1 15
2、关于深井高温的热害问题
（1）深井的热害 根据欧洲对2000m的钻孔观测，地温梯度大体为 3℃/100m。 影响井下温度的主要热源有:围岩散热、坑内热水放 热、矿岩氧化放热、机电设备放热，空气压缩放热和人 体放热等。 南非的西部矿,井深3300m，井下气温达到50℃； 日本丰羽铅锌矿，采深500m，但受裂隙热水影响，井 下气温达到80℃。 在我国，上世纪90年代已有热害矿井70个（含台湾 省20个），其中40个煤矿的采掘工作面超过30℃，最 高达40℃；金属矿山有的达45℃。 根据我国《煤矿安全规程》规定：井下工作面气温 1 23 23
（2）国内概况 我国于1933年在抚顺胜利矿最早出现岩爆问题，到 目前为止，已有红透山铜矿、冬瓜山铜矿等20多个矿井 有过发生岩爆的记录。 针对金属矿深井开采的重大问题，我国“九五”开 展了《千米深井矿山300万吨级强化开采综合技术》国 家攻关；“十五”开展了《大型紧缺金属矿资源基地勘 查与高效开采技术研究》国家攻关；2001年就《深部岩 体力学基础研究问题》举办了香山学术会议；2003年启 动了国家自然科学基金重大项目《深部岩体力学基础与 应用研究》；2009年，国家自然科学基金重点项目《高 应力硬岩矿床非爆连续开采理论与技术基础研究》又获 得立项。国家对深部开采问题给以高度重视。 近年，我国在岩爆发生机制、预测、监控等方面， 做了大量研究工作；一些控制岩爆的深井开采工艺技术， 1 22 在冬瓜山矿床开采设计之中得到了应用。 22
钨（WO3） 锡（金属） 钼（金属）源自113149 59 215
1
49
89 35 85
10
（2）矿业正逐步向深部矿床开采过渡 21世纪，我国金属矿床开采正逐步转向五类矿床— —贫矿床、软破矿床、水体下矿床、深部矿床和高寒地 区矿床。其中，重点要发展的、也是最经济、有效的是 开发“深部矿床”。 深部开采是矿业发展的必然——实际情况表明， 我 国大部分矿集区的大中型矿山，深、边部的资源远景还 很大，这些矿山终将转向深部开采。与世界矿业一样， 矿床开采深度越来越大。国内开采深度已经到l400多米， 而国外达到4000多米。 深部矿床开采处于一个特殊的作业环境，有许多科 学技术问题需要我们去解决,矿业科技工作者面临许多 挑战，我们的科研工作要逐步向深部开采转移，走在矿 业发展的前面。 11 1 11
1 9
●我国资源形势严峻，金属矿产的保证度低，见下表: 编号 矿产名称 可供储量保证度 % 2010年 2020年
1
2 3 4
铁（矿石）
锰（矿石） 铬（矿石） 铜（金属）
59
83 5 19
38
22 2 9
5
6 7
铅（金属）
锌（金属） 铝（金属）
35
33 83
22
17 37
8
9 10 11
镍（金属）
峰值年消费量 3.60—3.80 535— 685 1300—1630 220—235
2022—2028
2012—2013
88
3、积极应对矿资源短缺的形势
（1）我国矿资源短缺的形势严峻 我国是矿业大国，矿产资源相对丰富,占世界总量 的12%，居世界第53位; 我国占世界人口1/4 ，人均资源只有世界平均水 平的1/3（其中铁42.4%,铜23.3%、铝7.3%）,关系到国 计民生的大宗矿产,如富铁、铜、铝资源短缺已成定局。 矿产是不可再生资源，经过长期大规模开发，浅 部矿产资源已逐渐枯竭.我国陆地的矿产开发主要向两 个方向发展：①加速开发西部（高寒）地区矿床；② 大规模开发深部矿床。 从长远考虑，国家对海底、极地资源开发也很重视， 为维护我国海洋权益,国家投入也很大的。但是，要真 正进入工业开采、还是深不可及。 9