矿产资源是人类赖以生存、社会赖以发展的物质基础,是生产力构成的主要因素之一。据统计,世界95%的能源以及80%的工业原料来自矿物原料。矿产资源是一个国家经济起飞的首要条件以及经济实力的重要标志。在世界已发现的200余种矿产中,我国就发现了约160多种,矿产资源储量位于世界第三位,其中20种重要矿产的探明储量居世界前列,但人均占有量位于世界第80位。在主要的矿产资源中,只有锑超过世界人均占有量、超过世界人均水平50%的有铁和锡,其它均低于世界人均值的1/5。其资源特点是分布不均,贫矿多富矿少。 
铜在我国自给率为60%左右。我国是世界上重要的铜进口国。主要受铜资源制约,我国铜矿山发展缓慢。预计十几年以后大部分矿山将陆续闭坑,供需矛盾更为突出,进口量将有加大趋势。我国铜资源特点是,大型铜矿少,中小型铜矿多。全世界探明金属储量超过500万t的巨型铜矿54座,而我国只有江西德兴铜矿和西藏玉龙铜矿两座。我国德兴铜矿正在开发,全部建成后预计年产铜14万t。玉龙铜矿由于外部建设条件较差,至今尚未开发利用。 
我国铝的生产量增长较快,进口铝明显减少,还出口一部份。我国铝土矿资源虽然丰富,但质量不理想,98%的铝土矿属于高铝硅低铁的难溶矿石,溶出性能差,只能采用流程长、工艺复杂、能耗高的方法进行处理。其次氧化铝厂建设投资大,周期长,生产成本高,而且达产期长。虽然冶炼铝能耗较高,建设投资较大,经济效益不很理想,但丰富的铝资源为铝工业发展提供了坚实的基础。 
铅锌是我国的优势资源,其品位特点为锌高铅低,符合市场需要。近年来,产量激增除满足了国内外市场外,还开始进入国际市场。 
我国金属矿床具有规模小和埋藏深的特点,大部分露天矿均需要通过地下开采深部矿体。进入21世纪后,一方面因露天矿逐步转入地下开采,需要通过露天地下联合开采以形成相对稳定的产量规模;另一方面则因深凹露天矿开采条件越来越差,剥采比大,采矿综合成本增加,需要采用露天地下联合采矿技术以改善矿山经营效益。因此,越来越多的矿山将进行露天地下联合开采。 

露天地下同时开采包括露天地下同时开采同一矿体和露天地下联合回采两大类。露天地下同时开采同一矿体,其回采工艺相对独立。但地下采矿方法受到较多限制,一般要求地下采矿方法采用充填采矿法,故目前主要在有色金属或价值高的矿床应用。露天地下联合回采是在联合开采的基础上进一步从回采工艺上实现联合,形成一种新型的露天地下联合采矿方法,将露天采矿工艺和地下采矿工艺有机地结合起来达到大规模联合采矿的目的。单一采场的联合采矿在国内外少数矿山已有应用,其目的主要是为了解决露天坑底水平隔离层的回采问题。以减少剥离量、扩大采矿规模和实现内部排土场目的出发的大规模联合采矿技术的研究工作在国内还刚刚起步。 
露天地下同时开采能充分发挥联合开采的优势,使矿山产量规模相对稳定、可实现配矿、露天与地下工程可相互利用形成统一的开拓系统、通过井下出矿可大幅度减少剥离量、可形成内部排土场等,上述优势使其具有更大的技术潜力。2.3 地下开采技术设备现状 
扩大产量规模的主要途径是实现机械化大规模采矿。而井下无轨机械化采矿是提高地下矿山采矿效率的主要途径。我国地下金属矿自20世纪70年代以来也引进500余台井下无轨铲运机及其它无轨配套设备,且在此基础上自行研制开发了一些设备,均在生产中发挥了作用。因此以铲运机为中心的井下无轨配套设备应是21世纪初国内地下金属矿山的主要发展方向。对我国来讲,应进一步搞好下列几个问题:无轨设备大型式;铲运机斗容由2m3增大到4m3～6m3;辅助车辆载重量则由2t～3t增加到5t～8t。凿岩设备液压化;采用液压凿岩机和台车替代气动凿岩设备,以提高凿岩精度,并提高凿岩速度50%～100%,降低噪声10dB～15dB,节约能源2/3～3/4。 
辅助设备多功能化由一台通用底盘更换作业机构后完成运料、装药、支护、起重和检修多种辅助作业,以充分发挥无轨设计机动灵活、一机多能的作用,提高设备利用率和配套能力。 
提高采矿效率固然与高效率采矿设备密切相关,但大规模高效率的采矿方法将不仅为高效采矿设备创造应用条件,同时也是提高矿山生产能力的主要技术途径。 
近十多年来,国内已研究应用了多种大规模高效率地下采矿方法,如自然崩落法、深孔采矿法和中深孔采矿法等。21世纪初则不但要进一步完善现有高效率采矿方法,实现大规模开采,而且还将研究深孔连续崩落法等大规模高效采矿新工艺。 
由于浅地表矿石储量逐步减少,地下开采势必向深部发展,国内金属矿山开采深度在不断地增加,其深度已达到700m～1000m。 
开采深度增加普遍会遇到地压大、岩温高和水文地质条件复杂等特殊困难,常规采矿技术往往难以解决。而我国金属矿山刚刚进入深井开采阶段,在深井开采方面的技术经验均相当缺乏,在深井开采技术方面的研究工作做得较少,仅在岩层控制理论和岩爆机理等方面进行了探索性研究,而工艺与设备的应用研究几乎还是空白。但进入21世纪,我国深井开采矿山将逐步增多,则需要全方位加强深井开采技术研究。2.4 溶浸采矿 
我国金属矿床贫矿多、富矿少。根据对136个铜矿床(占全国总储量的90%统计,含铜品位大于1%的仅占21.6%,而小于0.5%的占26.8%。而随着20年来采矿工业的发展,富矿资源消耗较快,使得贫矿资源比例逐步上升。贫矿资源将是21世纪我国采矿工业的一个重要开采对象,因而势必相应地发展贫矿资源开采技术。而溶浸采矿、特别是原地溶浸采矿能有效地回收低品位矿石资源,因此必须大力发展溶浸采矿技术。但目前我国无论是堆浸规模还是溶浸采矿技术的工业应用方面,均距国际先进水平有较大差距。进入21世纪,我国应扩大堆浸规模,更重要的则是研究开发原地溶浸的关键技术,以促进原地溶浸采矿的推广应用。3 海洋采矿在我国的使用前景 
随着工业的日益发展,势必引起金属量的需求量大量增加,以致陆地上的资源日益减少。因此海洋矿产资源,已逐步为很多国家所瞩目。 
鉴于我国陆地上锰、铜、钴等金属资源的实际情况,及由比利时、加拿大、联邦德国、意大利、日本、荷兰、英国和美国等八个国家所组成的西方四个国际财团,正瓜分着世界海底矿产资源,因此,我国必须加速海洋资源的调查、研究开发工作,以便我国早日进入太平洋开采锰结核的时期。 
3.1 海洋资源(多金属结核)的概况 
锰结核分布在3500m～3600m的深海。整个海底多金属结核蕴藏量达3万亿t。其中具有工业开采价值的储量达700亿t。金属含量为:锰25%、镍1.3%、钴0.22%、铜1%。而且结核还在以每年1000万t～1500万t的速度不断增大。主要分布于太平洋,其次是印度洋和大西洋,其中北太平洋最为富集。 

我国在20世纪70年代中期,即组织许多单位对深海矿物资源进行调查,并把该资源的调查、研究与开发列入国家计划。国家海洋局和地质矿产部组织力量在太平洋进行多年的调查,圈定出30万km2 
,具有开采价值的申请矿区。1991年3月,联合海底管理局筹委会正式批准了中国矿区申请。 我国海洋资源开发现状:为加强大洋锰结核资源的调查工作,1990年成立了由国家海洋局等14个部门组成的中国大洋协会,是我国海洋资源开发得以顺利发展的根本保证。 
国外已由基础研究、小比例模型设备研制与实验室试验阶段,发展到小比例计算装置的海上试验,和实际规模原型的研制与示性经验阶段。而我国的深海多金属结核开采技术研究处在前一个阶段,大体相当于发达国家70年代初、中期水平。3.3 我国海洋资源开发前景 
西方发达国家已做了大量的创造性工作,基于可借鉴的国外先进技术和经验以及发展了的与深海有关的各项高新技术,我们完全可以在较短的时间,尽快赶上世界水平。目前各种深海采矿系统的基本原理与方案已基本定型,有关多金属结核采出与提升方面的基本原理正在建立,深海采矿的主次方向已成为设备研制的问题。在进一步深入开展基础研究的同时,现有的理论已能满足开始设备研究的需要。 
基于我国的研究成果,当前我国深海多金属结核物开采技术试验的研究的主要精力应放在水力采矿系统,特别是泵提升系统。为满足研究的需要,还必须建造一个技术先进的海洋实验室。由于深海采矿是一个复杂的课题,需多个部门互相配合、联合攻关来研制新材料、新设备,才能保证深海采矿的顺利进行。当然有关人才的培养也是非常重要的,可选派有关人员去国外深造或学习,也可在我国有关高等学校设置相关专业。在一定时期内,还可设专业性较强的海洋采矿研究所。争取在下世纪初,能将深海采矿在我国变成一种大规模的工业现实。

由于新一轮全球经济的大幅上涨，全球性的资源价格出现飞涨，从而再次引起了人们对不可再生资源能否持续供给的担忧。从现实来看，资源需求仍然旺盛，根据我国社会经济发展目标，到2020 年，要再实现GDP 翻两番，即便是按资源用量再翻一番考虑，也会形成全球性资源供给压力，加上印度、巴西等国经济增长对资源需求的因素，全球性资源供给压力更大；虽然这种资源的短缺被认为是结构性的供给不平衡，但如果中国、印度、巴西等国经济带动世界经济再持续增长20 年，则对资源需求的增长将是十分巨大的。 
对资源需求的增长需要开采更多的矿石。随着时间的流逝，优质矿体已耗竭，开始开发不那么富的矿体。在过去的 70 年中，铜品位持续下降，2003 年，要萃取lt 铜所需的矿石是1950 年的5 倍。技术开发产生了掘进更深的勘探方法，增加了发现更富更深新矿体的概率。这在某种程度上抵消了矿石质量下降的不利因素。但总的来说，陆地矿产资源的逐渐枯竭将成为必然趋势。因此，向陆地低品位矿开采和深部采矿已成为当前采矿业的方向，到海洋采矿，到太空采矿，已被未来学家预测在2l 世纪将要开展的采矿技术。 

采矿技术的发展趋势：

1 采矿设备研究新型的生产率更高的设备是采矿技术进步的标志之一，采矿设备的技术进步是采矿技术进步的支撑条件，今后新型化、大型化、液压化、智能化采矿设备的研制仍然是采矿设备的发展趋势.。 
1.1 露天采矿设备(1)开采设备大型化是优势资源集中化开采的必然要求，也是简化剥采工程并降低开采成本提高经济效益的重要途径。实践证明，采用大型开采设备可以明显提高矿山产量与经济效益。例如，单斗电铲与卡车的标志性配套规格，每隔15-20 年就要更新换代一次。目前单斗电铲斗容已达76.5 m3，其装载重量超过100 t；与之相匹配的卡车载重量已达360 t。(2)液压设备将获得更广的应用。在设备大型化的同时，钻孔、铲装设备向着液压化方向发展，国外液压挖掘机使用率已占 26%，液压电铲使用率已占48%，德国O&K 公司RH400 液压挖掘机的斗容达42 m3。液压钻机、液压电铲、液压破岩设备的使用比例将逐步提高。(3)运输设备的连续化是提高运输效率的有效手段。采用连续或半连续开采工艺进行露天矿山剥离 和采矿工程，是国际性发展趋势。陡坡铁路、大倾角运输机、矿用汽车整车提升运输系统等将在不同类型矿山获得开发、应用与完善；露天矿矿用汽车整车提升系统将是值得发展的方向之一，该系统为斜坡提升，按提升方式分两类：一类是借助于外部驱动力的"整车卷扬提升系统"；另一类是以自卸汽车自身驱动力为主外部驱动力为辅的"汽车自驱动+卷扬提升系统"。 
1.2 地下采矿设备地下采矿装备向无轨化、大型化、微型化、液压化、自动化的方向发展。(1)地下采矿无轨装备向着大型化、微型化、自动化的方向发展，目前，最大的电动铲运机载重量达25t，最大的井下载重汽车载重量达80t。在设备自动化方面，遥控铲运机已应用于采矿生产，为处理小空间和危险部位开采而研制的微型铲运机最小斗容仅0.38 m3。今后井下设备将向着无人驾驶、机器人作业的方向发展。(2)近年来，在凿岩和爆破领域最主要的进步是提高了凿岩速度和凿岩的精确度。实现全液压化是凿岩设备的发展趋势。凿岩设备还将持续向自动化和遥控方向发展。使用自动化遥控设备除可以提高凿岩效率外，由于炮孑L 凿岩精确度的提高，爆破破碎质量也大为提高，同时也显著地提高了凿岩作业的安全。 (3)装备配套，机械化程度高；地下采矿装备从凿岩、装药到装运全程实现机械化配套作业，各种类型的液压钻车、液压凿岩机、柴油或电动及遥控铲运机将得到普遍运用。随着智能化采矿技术的突破和兴起，遥控采矿设备将是今后采矿设备的发展趋势和技术研究方向。 

2 采矿工艺
2.1 露天采矿工艺从全球矿石生产产量来看，露天采矿是矿山开采最主要的方式，露天与地下矿石产量之比在2000 年前后儿年基本稳定在6：1，其中84%为露天开采矿石产量，而16%为地下开采矿石产量。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。如大间距集中化无底柱参数的进一步扩展，充填采矿技术中新的充填材料和充填工艺的研究，自然崩落法技术的完善与应用范围的扩展等等；针对特定矿体改进的采矿技术将会不断出现。由于易采资源耗竭，勘探深度的加深，将越来越多地开采深部矿体和难采矿体，深井开采技术、复杂难采矿体开采技术将是今后几年研究的重点，在理论研究和系统开采技术方面都将取得突破。深井开采的岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害是深部开采中面临的突出问题，除此之外，安全技术、地质构造、采场布置与采矿方法、降温与通风、采场支护、超深竖井掘进、钢绳提升和无绳提升等都是深部开采面临的关键问题。对此，深部开采岩爆、矿震、冲击地压等动力灾害控制、预报与防治技术，深部开采的采、掘技术，深部开采通风与降温技术将在对正在或逐步进行的深井矿山开采技术研究及理论研究的基础上获得快速发展。难采矿开采面临一系列特殊的技术难题。如松散破碎矿体顶板与围岩稳定性控制技术，流砂含水层覆盖的矿体和大水矿体开采的矿山水治理技术及结合水防治的采矿方法研究，残留矿体开采地压活动的监测、预报和控制技术，"三下"矿体开采岩层破裂与移动的一体化基础研究等。因为难采矿开采的矿体越来越多，这些技术难题将逐步被解决，将出现一批有代表性的技术成果。
2.3 露天转地下开采和露天一地下联合开采技术随着一批露天矿开采结束，相继转入地下开采或露天一地下联合开采，露天转地下开采或露天--地下联合开采技术已落后于生产实际。露天转地下开采技术研究牵涉多方面的技术问题，尤其是存在露天转地下开采的过渡问题、隔离层的开采问题和露天转地下开采或露天一地下联合开采的岩石力学问题。在未来几年，露天转地下开采技术将获得突破。 

3 溶浸采矿技术¨1 在开采品位不断降低的趋势下，溶浸采矿技术以其能够回收复杂低品位矿石、甚至能够对现堆存的废石、尾矿中的矿物进行回收而将会获得快速发展。溶浸采矿技术是一门边缘交叉学科，目前的基础还较薄弱，需要在散体渗流动力学，高效菌种的培育，强化浸出过程中多因素强关联机制方面进一步开展理论研究。随着溶浸采矿技术的发展，溶浸采矿方法将占有越来越大的比重。 

4 智能化采矿2l 世纪是各种现代技术飞速发展的世纪，"数字化"、"智能化"已成为知识经济的重要标志。信息、定位、通讯和自动化技术的迅速发展和应用，深刻地影响和改变着传统矿业沿袭百年的生产工艺和组织管理模式，遥控采矿、无人工作面甚至无人矿井等已在加拿大、瑞典、美国、澳大利亚等国成为现实。加拿大INCO 公司通过地下通讯、地下定位与导航、信息快速处理及过程监控系统，实现了对地下开采装备乃至整个矿山开采系统的遥控操作。智 能化采矿不仅是新技术的应用，而且要开展大量配套技术与设备的开发。智能化采矿的主要技术包括：数字化矿山技术(包括数字地质模型子系统和数字矿床模型子系统；虚拟条件下矿山模拟开采技术；等方面)；露天和地下矿通讯、定位与导航、信息快速处理及过程监控技术；采矿设备的智能控制与控制技术等。智能化采矿技术在采矿技术先进的国家加拿大、瑞典、美国、澳大利亚等国已有了较好的基础，在我国才刚刚起步。该项技术在可预见的未来将迅速发展。 

5 深海采矿技术¨1 深海金属矿产资源的开发，不仅技术难度特别大，而且受各方面的制约。2l 世纪，随着陆地金属矿产资源逐渐枯竭和我国国民经济发展对这些矿产资源需求的日益增加，随着科学技术的进一步发展及国际关系的逐步缓和，深海金属矿产资源开发必将成为一项高产出、高效益的产业。深海开采技术是深海金属矿产资源开发的核心，包括深海矿产的采集、海底软管输送系统、海底矿物制备装载和输配电、从深海将矿物输送到洋面的提升、海面支持以及采矿船动力定位和采矿及输送过程的监测控制。其核心技术是适应海底作业环境回采率高的智能化采集设备，回采过程形态复杂多变的软管输送技术，高效、安全可靠的多相流提升技术和设备，深海开采水下设备吊放回收技术及悬吊采矿系统的起伏摇摆补偿装置，开采过程采矿船、提升管道、采集设备随动定位及作业过程的监测控制，水下大功率高压输配电技术。以上核心技术的开发和完善才能建立完整的深海金属矿产的工业开采系统，使我国成为拥有这一高新技术跻身于首批进行深海金属矿产工业开发的行列。深海采矿技术的开发成功，伴随这个产业形成深海装备制造业和技术配套能力，可使我国参与国际商业竞争成为可能。海洋金属矿产资源的开发涉及海洋、地质、气象、环境、船舶工程、海洋工程、采矿、机械、冶金、材料、电子及自动控制等众多学科，在进行技术准备过程中，将会促进相关的机械工业、造船业、电子技术的进步，使这些行业的加工水平和装备水平匕一个新台阶。例如，深海采矿用作业车可应用于海底电缆铺埋，海上石油开发中的铺管作业等行业；大功率输送泵可为海水温差发电提供技术基础；为深海采矿技术开发而建设的深海实验室可为许多其他行业提供高水平的研究条件。 

6 太空采矿英国电信公司的未来学家伊恩·尼尔德和伊恩·皮尔逊合写的《未来技术发展时间表》是一项正在进行的研究项目，旨在帮助决策者及机构了解技术发展趋势及其潜在影响。其中关于太空采矿方面预测如下：201l_2015 年开展探测小行星的民间太空之旅以便进行太空采矿；2015--2016 年在月球上开采氦3；2040 年以后到小行星采矿。 

随着矿产资源价格的持续上扬，矿产资源开发向贫(矿)、难(采矿)方向发 展，面临的难题越来越多，近年来采矿技术也得到快速发展，采矿技术研发的投入也在加大，未来发展速度加快，采矿技术人员迎来了采矿科学发展的春天。同时采矿科技工作者面临的任务也十分艰巨，因为今后新的采矿概念和系统需凭借新技术的潜在力量来发展，特别是采矿科学向着高新技术应用方面的趋势日趋明显，这就要求广大采矿科技工作者要适应时代的要求，成为未来采矿技术创新的主力军。