深層金屬礦原位流態化開采構想

吳愛祥，王洪江，尹升華，阮竹恩

1.北京科技大學金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室，北京 100083；2.北京科技大學土木與資源工程學院，北京 100083

從2002年開始，我國10種有色金屬產量已經連續多年高居世界第一，并于2020年首次突破60 Mt[1]，金屬礦產資源為國民經濟的快速發展提供了有力的支撐。但是，隨著我國經濟社會發展對礦產品需求的持續增長和礦產資源的不斷開發，我國淺部金屬礦資源已趨于枯竭，逐漸轉入1 000 m以深的開采。據不完全統計，我國開采深度達到或超過1 000 m的地下金屬礦山已達16 座。目前，金屬礦山的開采深度以10～30 m/a 的速度加深。在未來，我國預計將有1/3 的金屬礦山開采深度達到1 000 m[2-3]，我國礦業將迎來千米時代。習近平主席在2016年5月30日的全國科技創新大會、兩院院士大會、中國科協第九次全國代表大會上舉例強調：“從理論上講，地球內部可利用的成礦空間分布在從地表到地下10 000 m”。學者研究預測，如果我國固體礦產勘查深度達到2 000 m，探明的資源儲量可以在現有的基礎上翻一番[4]。但是，深地金屬礦床開采面臨著高應力、高井溫、高井深的特殊開采環境[5]，采用傳統的采礦模式難以實現深部資源的安全、高效、經濟開采。

為此，本文基于謝和平等[6]提出的深地礦產資源流態化開采構想，對深層金屬礦產資源的原位流態化開采的具體構想與挑戰進行闡述。

1 基本定義

1.1 深層開采

世界上各個采礦大國對深部開采的深度劃分各不相同，目前尚無統一的定量劃分標準[5，7-10]。……