深部矿产和地热资源共采战略研究

蔡美峰 ，多吉，陈湘生，毛景文，唐春安，刘志强，纪洪广 ，任奋华 ，郭奇峰 ，李鹏

（1. 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083；2. 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083；3. 西藏自治区地质矿产勘察开发局，拉萨 850032；4. 深圳大学土木与交通工程学院，广东深圳518061；5. 中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037；6. 大连理工大学土木工程学院，辽宁大连 116023；7. 北京中煤矿山工程有限公司，北京 100013）

一、前言

经过多年的大规模持续开采，我国浅部矿产资源逐年减少、趋于枯竭，矿产资源特别是金属矿产资源的开采逐步向深部全面推进 [1]；已有一批金属矿山的开采深度达到或超过1 km，正在或计划兴建的大中型金属矿山几乎全部为地下深井矿山。未来十年，我国1/3以上的金属矿山开采深度将达到或超过1 km，部分可达2~3 km [2,3]。由此可见，深部开采是保障我国金属矿产资源可持续开发与供给的最主要途径 [4~6]。

金属矿深部开采会遇到一系列关键难题，最突出的是高温环境条件伴生的一系列问题使得深部采矿难以为继 [3,7]。为了维持正常生产必须进行降温处理，常用的降温技术有非人工制冷、人工制冷两大类。矿井通风是主要的非人工制冷降温技术，但井深超过1 km后常规通风无法满足降温要求，必须辅以人工制冷降温。人工制冷降温分为水冷却、冰冷却两种类型。水冷却系统实际上是地面空调系统在井下矿山降温中的应用，早在20世纪60年代南非便开始使用大型矿井集中空调；……