21世紀(jì)高新技術(shù)與我國(guó)礦業(yè)的發(fā)展與展望


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21世紀(jì)高新技術(shù)與我國(guó)礦業(yè)的發(fā)展與展望

摘 要 在分析21世紀(jì)前半葉我國(guó)礦業(yè)發(fā)展對(duì)科學(xué)技術(shù)需求的基礎(chǔ)上，從地球礦產(chǎn)資源新領(lǐng)域開發(fā)、宇宙礦產(chǎn)資源開發(fā)前景、礦產(chǎn)開發(fā)利用技術(shù)變革三個(gè)方面，論述了今后四五十年間高科技發(fā)展對(duì)礦業(yè)科學(xué)與技術(shù)的影響，指出科學(xué)技術(shù)日新月異的進(jìn)步，不僅給我國(guó)礦業(yè)科學(xué)大發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的機(jī)遇，而且可能使礦業(yè)技術(shù)出現(xiàn)意想不到的變革。 關(guān)鍵詞 21世紀(jì)，高科技，中國(guó)，礦業(yè)，發(fā)展 在當(dāng)今世界，95%左右的能源資源為礦物資源，80%左右的工業(yè)原料為礦物原材料[1]。因此，礦業(yè)不僅是21世紀(jì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是國(guó)家戰(zhàn)略安全保障的重要組成部分。20世紀(jì)70年代以來(lái)掀起的世界新技術(shù)革命浪潮，在強(qiáng)烈地沖擊著礦業(yè)這一歷史悠久工業(yè)領(lǐng)域的同時(shí)，也為其發(fā)展提供了新的契機(jī)。21世紀(jì)的礦業(yè)仍是一個(gè)充滿活力的嶄新技術(shù)領(lǐng)域。某些研究者甚至斷言，礦業(yè)技術(shù)如同航天技術(shù)、海洋技術(shù)等一樣，將會(huì)成為世界上的又一高科技領(lǐng)域[2]。 1．21世紀(jì)前半葉我國(guó)礦業(yè)發(fā)展對(duì)科學(xué)技術(shù)的需求礦業(yè)領(lǐng)域的基本任務(wù)是盡可能提供充足的礦物產(chǎn)品或原料,提高礦物產(chǎn)品的質(zhì)量,降低礦物商品生產(chǎn)成本,保障礦業(yè)生產(chǎn)安全和保護(hù)生態(tài)環(huán)境。因此，在21世紀(jì)前半葉，某些關(guān)系到我國(guó)礦業(yè)發(fā)展的因素對(duì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提出了更高的需求： （1）地殼淺部以及開發(fā)條件較好地區(qū)的礦產(chǎn)資源將會(huì)進(jìn)一步衰竭，開發(fā)將向深部和復(fù)雜條件地區(qū)延拓，礦產(chǎn)資源開采的地質(zhì)與地理?xiàng)l件更趨復(fù)雜化，在新世紀(jì)實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效安全開發(fā)必須依賴于高新技術(shù)。 （2）礦業(yè)生產(chǎn)在追求高效率的同時(shí)，不斷在尋求實(shí)現(xiàn)高效益的可行途徑，包括實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)的新工藝、新技術(shù)以及有用物質(zhì)高效提取的新方法，以采用高科技基礎(chǔ)上的全新方式與手段替代傳統(tǒng)方式和手段。 （3）挖掘新的礦產(chǎn)資源，并充分利用現(xiàn)有礦產(chǎn)資源，礦業(yè)將向尚未實(shí)現(xiàn)開發(fā)或開發(fā)程度較低的新領(lǐng)域進(jìn)軍，如海洋礦產(chǎn)開發(fā)領(lǐng)域（海洋開采問題），甚至探討開發(fā)宇宙礦產(chǎn)資源（空間開采問題）的技術(shù)與方法。 （4）傳統(tǒng)礦產(chǎn)開采是對(duì)自然界的一種破壞和污染過程，這種效應(yīng)隨新世紀(jì)開發(fā)規(guī)模和強(qiáng)度的加大而趨于加劇，有效重建與恢復(fù)被破壞的生態(tài)環(huán)境，甚至實(shí)現(xiàn)無(wú)害化開發(fā)，必然要以高新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用作為基礎(chǔ)。 在人類文明發(fā)展史的長(zhǎng)河中，礦業(yè)發(fā)展的需求曾經(jīng)帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，而科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步有力地促進(jìn)了礦業(yè)的發(fā)展，如17世紀(jì)末期新一代蒸汽機(jī)被用作采礦動(dòng)力，從而揭開了第一次工業(yè)革命的序幕。在已經(jīng)到來(lái)的新世紀(jì)中，不僅礦產(chǎn)資源勘查、采礦工業(yè)、礦產(chǎn)加工洗選、采動(dòng)環(huán)境保護(hù)等各個(gè)礦業(yè)環(huán)節(jié)需要高新技術(shù)的繼續(xù)支撐，而且通過對(duì)高新技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)新領(lǐng)域礦產(chǎn)資源的開發(fā)，導(dǎo)致礦產(chǎn)資源開發(fā)新方法的產(chǎn)生，促進(jìn)礦產(chǎn)有用物質(zhì)高純度高效益提取，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的無(wú)害化開發(fā)。 2．高新技術(shù)發(fā)展將促進(jìn)我國(guó)地球礦產(chǎn)資源新領(lǐng)域開發(fā)的進(jìn)展地殼淺部礦產(chǎn)資源的不斷枯竭，必然使得人類要著眼于深部礦產(chǎn)。海洋中不僅存在著維持人類生存所必須的生物資源，而且蘊(yùn)藏著豐富的礦產(chǎn)資源。礦物能源盡管最終將被可再生能源所替代，但天然氣水合物、煤層氣等新型礦物能源資源的巨大潛力尚未得到開發(fā)。礦產(chǎn)資源這些新領(lǐng)域的開發(fā)，采用傳統(tǒng)的技術(shù)方法是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，必須廣泛地借助于高新技術(shù)來(lái)搭建開發(fā)“平臺(tái)”。 2.1 礦產(chǎn)資源的深部開采 我國(guó)相當(dāng)一批已經(jīng)礦區(qū)進(jìn)入或即將進(jìn)入深部開采，為此國(guó)家在“九五”期間專門立項(xiàng)開展深部開采技術(shù)攻關(guān)研究。就常規(guī)流體礦產(chǎn)而言，如石油、天然氣等，實(shí)際上早已進(jìn)入深部開采領(lǐng)域，在我國(guó)的最大采深可達(dá)5000m左右。對(duì)于以井工方式開采的固體礦產(chǎn)，我國(guó)目前部分地區(qū)的開采深度也已進(jìn)入深部，如遼寧紅透山銅礦已達(dá)1377m，我國(guó)東部煤礦采深普遍超過600m，開灤趙各莊礦、沈陽(yáng)彩屯礦的采深超過1000m。淺部資源的枯竭，會(huì)使得采深越