21世紀高新技術與我國礦業(yè)的發(fā)展與展望


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21世紀高新技術與我國礦業(yè)的發(fā)展與展望

摘 要 在分析21世紀前半葉我國礦業(yè)發(fā)展對科學技術需求的基礎上，從地球礦產(chǎn)資源新領域開發(fā)、宇宙礦產(chǎn)資源開發(fā)前景、礦產(chǎn)開發(fā)利用技術變革三個方面，論述了今后四五十年間高科技發(fā)展對礦業(yè)科學與技術的影響，指出科學技術日新月異的進步，不僅給我國礦業(yè)科學大發(fā)展創(chuàng)造了前所未有的機遇，而且可能使礦業(yè)技術出現(xiàn)意想不到的變革。 關鍵詞 21世紀，高科技，中國，礦業(yè)，發(fā)展 在當今世界，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世紀國民經(jīng)濟的重要基礎產(chǎn)業(yè)，也是國家戰(zhàn)略安全保障的重要組成部分。20世紀70年代以來掀起的世界新技術革命浪潮，在強烈地沖擊著礦業(yè)這一歷史悠久工業(yè)領域的同時，也為其發(fā)展提供了新的契機。21世紀的礦業(yè)仍是一個充滿活力的嶄新技術領域。某些研究者甚至斷言，礦業(yè)技術如同航天技術、海洋技術等一樣，將會成為世界上的又一高科技領域[2]。 1．21世紀前半葉我國礦業(yè)發(fā)展對科學技術的需求礦業(yè)領域的基本任務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)安全和保護生態(tài)環(huán)境。因此，在21世紀前半葉，某些關系到我國礦業(yè)發(fā)展的因素對科學技術的發(fā)展和應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)資源將會進一步衰竭，開發(fā)將向深部和復雜條件地區(qū)延拓，礦產(chǎn)資源開采的地質與地理條件更趨復雜化，在新世紀實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的高效安全開發(fā)必須依賴于高新技術。 （2）礦業(yè)生產(chǎn)在追求高效率的同時，不斷在尋求實現(xiàn)高效益的可行途徑，包括實現(xiàn)高效開發(fā)的新工藝、新技術以及有用物質高效提取的新方法，以采用高科技基礎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)將向尚未實現(xiàn)開發(fā)或開發(fā)程度較低的新領域進軍，如海洋礦產(chǎn)開發(fā)領域（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）的技術與方法。 （4）傳統(tǒng)礦產(chǎn)開采是對自然界的一種破壞和污染過程，這種效應隨新世紀開發(fā)規(guī)模和強度的加大而趨于加劇，有效重建與恢復被破壞的生態(tài)環(huán)境，甚至實現(xiàn)無害化開發(fā)，必然要以高新技術的發(fā)展和應用作為基礎。 在人類文明發(fā)展史的長河中，礦業(yè)發(fā)展的需求曾經(jīng)帶動了科學技術的發(fā)展，而科學技術的進步有力地促進了礦業(yè)的發(fā)展，如17世紀末期新一代蒸汽機被用作采礦動力，從而揭開了第一次工業(yè)革命的序幕。在已經(jīng)到來的新世紀中，不僅礦產(chǎn)資源勘查、采礦工業(yè)、礦產(chǎn)加工洗選、采動環(huán)境保護等各個礦業(yè)環(huán)節(jié)需要高新技術的繼續(xù)支撐，而且通過對高新技術的開發(fā)與應用，將實現(xiàn)新領域礦產(chǎn)資源的開發(fā)，導致礦產(chǎn)資源開發(fā)新方法的產(chǎn)生，促進礦產(chǎn)有用物質高純度高效益提取，實現(xiàn)礦產(chǎn)資源的無害化開發(fā)。 2．高新技術發(fā)展將促進我國地球礦產(chǎn)資源新領域開發(fā)的進展地殼淺部礦產(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)資源這些新領域的開發(fā)，采用傳統(tǒng)的技術方法是無法實現(xiàn)的，必須廣泛地借助于高新技術來搭建開發(fā)“平臺”。 2.1 礦產(chǎn)資源的深部開采 我國相當一批已經(jīng)礦區(qū)進入或即將進入深部開采，為此國家在“九五”期間專門立項開展深部開采技術攻關研究。就常規(guī)流體礦產(chǎn)而言，如石油、天然氣等，實際上早已進入深部開采領域，在我國的最大采深可達5000m左右。對于以井工方式開采的固體礦產(chǎn)，我國目前部分地區(qū)的開采深度也已進入深部，如遼寧紅透山銅礦已達1377m，我國東部煤礦采深普遍超過600m，開灤趙各莊礦、沈陽彩屯礦的采深超過1000m。淺部資源的枯竭，會使得采深越