“以平安高效环保开采技术破解金属采矿难题，力争早日建成‘无人矿山’。”在近日由长沙有色冶金设计研讨院无限公司和易捷海通（北京）科技无限公司结合举行的2016全国有色金属采选冶适用技术与配备大会上，北京科技大学教授、中国工程院院士蔡美峰表示。

　　蔡美峰是国际著名岩土工程专家，在岩石力学与工程、采矿工程优化和平安高效开采技术的研讨与使用等方面获得了突出成果。他针对地应力对采矿工程的极端重要性和地应力测量难度大、地应力材料缺乏并严重制约采矿工程技术程度进步的情况，树立了契合工程岩体特性的地应力测量剖析实际，创造了一种高精度的地应力测量办法和安装，完成了15个矿山和地下工程的地应力现场。针对金属矿床的构成进程和开采波动性均受地应力控制的特点，提出了以地应力为切入点，依据矿山的实践工程地质和开采技术条件，经过迷信的定量计算和剖析，选择最合理的采矿办法，确定最佳的开采总体布置、采场构造参数、开采顺序和支护加固措施的金属矿采矿优化实际，并在实践工程中失掉成功使用。

　　记者：我国金属矿山现状如何？为什么必需要开辟新的采矿形式？

　　蔡美峰：我国金属矿产资源总量较丰厚，但人均占有量远低于世界均匀程度，并且资源档次、质量和赋存条件较差。为此，我国60%以上的铁精矿、70%以上的铜精矿和50%左右的铝土矿需求从国外出口。次要金属矿产资源如此高的国外依存度，对我国国民经济开展构成了潜在的严重要挟。为了保证我国国民经济平安和可继续开展，必需普遍吸收各学科的高新技术，开辟先进的、非传统的采矿技术，发明更高效率、更低本钱、最少环境净化和愈加平安的采矿形式，努力进步金属矿产品产量和消费效率。

　　将来，平安、高效的采矿工程科技将在深部开采、延续化高效开采、信息化、自动化、智能化等方面获得严重打破。

　　记者：随着矿山开采年限的添加，深部开采将成为金属矿山的一个常态，我国金属矿山开采面临哪些成绩？

　　蔡美峰：随着浅部资源逐渐增加和干涸，矿产资源开采正向深部逐渐开展。南非、加拿大、印度、俄罗斯等是世界上金属矿深井最大的国度，南非绝大少数金矿的开采都在2000米以下，其中姆波尼格金矿采深到达4359米，矿体埋深更是超越7500米。

　　我国金属矿开采正处于向深部片面推进的阶段。上世纪末，我国千米深井金属矿数量很少，但十几年来，一批矿山开采深度到达或超越1000米。其中，辽宁红透山铜矿到达1300米，吉林夹皮沟金矿到达1400米，河南灵宝釜鑫金矿到达1600米。近期，在三山岛金矿西岭矿区1600米~2000米深处，探明一个金金属储量达400吨的大型金矿床，为我国在胶东半岛深部相似矿集区找到更大规模金矿床指明了方向。

　　进入深部开采后，高应力作用下的岩爆、地压控制和支护技术，通风、降温、提升技术等都是需求研讨的前沿课题。地应力值随开采深度添加而添加，深部高应力能够招致毁坏性的地压活动，包括岩爆、冒顶、塌方、突水等由采矿开挖惹起的动力灾祸。岩性好转，浅部的硬岩到深部变成软岩，弹性体变成潜塑性体，给支护和采矿平安形成很大的压力，严重影响采矿效率和效益。岩层温度随深度以3摄氏度/100米的速率添加，深井的低温环境条件严重影响工人的休息消费率，而为了无效降温，又必将大大添加采矿本钱。随着开采深度的添加，矿石和各种物料的提降低度明显添加，从而大大添加提升本钱，并对平安消费构成要挟。

　　岩爆的预测、预告是世界性难题。我们在岩爆诱发机理及其预测实际和技术研讨方面已获得严重打破，经过开采动力学与地震学的严密结合，基于开采扰动能量剖析，曾经可以完成对开采诱发岩爆的趋向做出实际的预测。以后次要成绩是，岩爆的监测和预告还短少成熟的技术，精确的岩爆短期和临震预告还做不到。在这方面，异样要根据岩爆诱发的机理，尽早开收回智能化可视化的岩爆精准探测与预告技术及设备。

　　同时，深井开采中的低温环境与控制、深井提升技术、深部充填技术等也获得了一定停顿，但仍需进一步增强研讨。

　　记者：延续化高效率采矿是金属矿山今后的开采方向，在这方面我国有什么停顿？

　　蔡美峰：延续化高效采矿次要包括机械延续切割掘进、采矿技术和无间柱延续采矿技术。

　　从久远目的动身，采用机械掘进、机械凿岩的办法，以延续切割设备取代传统爆破采矿工艺停止开采，是一个重要方向。采用机械切割的优越性在于：切割空间不需求爆破而分明进步其波动性；扩展开采境界，不受爆破平安境界的限制；延续作业，不受爆破搅扰，要求作业场地小；能精确开采目的矿石，依据矿层和矿石不同品级实行联系分运，使矿石贫化率降到最低；延续切割的矿石块度，适于带式运输机延续运输，可完成切割落矿、转载、运输等工艺平行延续停止，从而为完成延续开采发明条件；不需粗碎，切割机在切削矿石时就已将矿石破碎。但施行该技术需求处理的两个关键前沿性成绩是，采矿机作业受金属矿床形状多变及复杂地质条件的限制，切割头的寿命及费用。

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　　由于采用机械切割机实行延续掘进、采矿还需求较长研讨进程，基于爆败落矿技术的延续采矿工艺和技术，将是近期研讨的重点。具有代表性的就是无间柱延续采矿技术。这种延续采矿是以矿段为回采单元，矿段间不留矿柱，采矿任务面在阶段上延续推进，可从基本上处理临时以来因矿柱回采滞后给消费带来的一系列主动，致使国度资源少量损失、矿山经济效益遭到严重影响的成绩；回采时任务面的延续推进，有利于完成井下采矿作业的合理集中，为进步采矿强度和井下工人休息消费率发明条件；阶段延续回采时，强采、强出、强充，围岩暴露工夫较短，有利于控制采场地压，关于围岩稳定性较差、地压较大的深部矿床开采，将是一种无效的开采方式；阶段延续回采将推进地下金属矿山作业机械化、工艺延续化、消费集中化和管文科学化的进程，促进矿业古代化开展。

　　记者：信息化、自动化、智能化是将来采矿技术的开展方向，在金属矿山，这“三化”该如何完成？

　　蔡美峰：进入21世纪以来，信息、定位、通讯和自动化技术的迅速开展和使用，深入影响和改动着传统采矿业因循百年的消费工艺和管理形式，信息化、自动化、智能化已成为采矿技术的开展方向。而这“三化”是古代工程科技的三大中心技术。信息化是自动化的前提，自动化是智能化的前提，而数字化则是信息化的前提，只要完成矿山消费和管理的高度自动化和智能化，才干最大限制地进步采矿效率，保证平安开采。早在上世纪80年代，瑞典的基鲁纳铁矿就开端运用全盘遥控的无轨采矿设备，如今采场凿岩和装运已完成遥控自动化作业。加拿大曾经制定出一个拟在2050年完成的近景规划，即在其北部的遥远地域建成一个无人矿井，从萨得伯里经过卫星遥控操纵矿山的一切设备。

　　地下采矿自动化的关键技术包括先进传感及检测监控技术、采矿设备遥控及智能化技术、井下无轨导航及控制关键技术、高速数字通讯网络技术和地下自动采矿新工艺等。

　　为了极大地进步采矿效率，保证开采平安，开展高度自动化的遥控智能化采矿技术，建立无人采矿是最佳的选择和目的。目前，国际外仍处于建立无人矿山的初级阶段。在这一阶段，无人采矿的中心技术依然是传统采矿工艺和消费组织管理的自动化和智能化。新一代初级无人采矿技术必将触及采矿工艺及消费进程本身的革新，采矿设计和井下设备功能与牢靠性等成绩都需求进一步探究，井下无人设备维护、事故处置等都需进一步研讨。信息及通讯技术的提高，必将推进无人采矿从现行的基于传统采矿工艺的自动化采矿和遥控采矿，向以先进传感器及检测监控零碎、智能采矿设备、高速数字通讯网络、新型采矿工艺等集成化为次要技术特征的初级无人矿山开展。

　　东方兴旺国度早在上世纪80年代就开端施行井下任务面的无人采矿，而目前我国不少矿山连全盘机械化作业都做不到。为了极大地进步采矿效率、保证采矿平安，减速我国自动化智能采矿技术与设备的研讨与推行使用任重而道远。近几年来，以首钢杏山铁矿为代表的一批矿山，在片面推进数字化矿山建立的同时，矿山消费的自动化和遥控智能化作业的程度也有了长足的提高。目前，杏山铁矿曾经完成破碎、装卸、运输、提升、排水、通风、供电零碎全进程自动化控制，完成了皮带无人看守、地下运输电机车空中遥控无人驾驶、中深孔凿岩台车遥控自动化作业等，向遥控智能化无人采矿的远大目的迈出了重要一步。

　　记者：在“十三五”时期，我国金属矿山将围绕哪些国度严重专项展开技术攻关？

　　蔡美峰：进入21世纪以来，我国采矿工程科技获得很大打破与停顿，目前在许多方面曾经到达或接近世界抢先程度。在以后全球经济疲软、中国经济构造深度调整的情势下，全球和中国矿业进入了新一轮绝对萧条的时期。开辟先进的、非传统的采矿新实际、新技术，是复兴我国金属采矿业的殊途同归。

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　　我国是开展中国度，目前尚处于工业化和城镇化的开展阶段。因而，对金属矿产资源和金属矿产品的需求还会继续一定时期。“十三五”时期，国度已将“深部矿产资源开采”研讨的5个项目列入“深地资源勘查开采”国度研发技术重点专项。其中，“深部岩膂力学与开采实际”和“深部矿建井与提升技术”两个项目已于往年启动；其他包括“金属矿平安高效开采”和“无人采矿前沿技术”研讨内容的三个项目将在明年启动。

　　我们必需要集中优权力量，搞好国度重点专项研讨，力争“十三五”时期在开辟先进的采矿新实际、新技术、新配备方面获得严重打破。