伴隨著淺部礦產(chǎn)資源開采程度的提高，我國礦山尤其是金屬礦山正逐步走向深部開采階段。但是，深部開采面臨著諸多環(huán)境和技術(shù)難題。對于正處于自動化向智能化過渡的國內(nèi)礦山而言，綠色開采、深部開采是其未來發(fā)展中必然要考量的主題。而融合綠色開發(fā)、智能采礦在內(nèi)的新理念、新模式、新技術(shù)創(chuàng)新，成為深部安全、高效、環(huán)保開采的關(guān)鍵。作為礦業(yè)未來發(fā)展的方向，智能采礦如何保障深部開采，將會在深部開采中開拓出怎樣的一條“通途大道”?

(一)深部開采，既是礦業(yè)發(fā)展的必然，也是探索深地奧秘、開拓深地礦床的前沿。

經(jīng)過新中國成立以來60多年的勘查開采，我國淺部礦產(chǎn)資源逐年減少，開采深度在千米以內(nèi)的金屬礦產(chǎn)資源正在逐步消耗殆盡。

礦產(chǎn)資源特別是金屬礦產(chǎn)資源開采正向深部全面推進，一些金屬礦山將逐步由千米以內(nèi)向1500米及以上深井發(fā)展。統(tǒng)計顯示，2000年以前，我國只有2個金屬礦山開采深度達到1000米。進入21世紀(jì)以來，其發(fā)展速度很快，目前已有16座地下金屬礦山采深達到或超過1000米。其中，吉林夾皮溝金礦、云南會澤鉛鋅礦和六苴銅礦、河南靈寶釜鑫金礦均超過1500米。

此外，全國找礦突破戰(zhàn)略行動通過在整裝勘查區(qū)、礦山深邊部找礦，發(fā)現(xiàn)了多個深井礦床，例如思山嶺鐵礦、濟寧鐵礦、大臺溝鐵礦、陳臺溝鐵礦、瑞海金礦、三山島金礦西嶺礦區(qū)等。

有專家預(yù)測，我國將有近30余座金屬礦山進入地下1000米以下深度開采，其中有近10座礦山將進入1300~2000米深度開采;未來5~10年，將有1/3以上的礦山進入1000米以深的開采深度。

但是，深部開采作為礦業(yè)發(fā)展的前沿領(lǐng)域，也面臨著諸多挑戰(zhàn)。

深部巖體地質(zhì)力學(xué)特點決定了深部開采與淺部開采的明顯區(qū)別在于深部巖石所處的特殊環(huán)境，即“三高一擾動”的復(fù)雜力學(xué)環(huán)境，使得諸多關(guān)鍵難題需要破解——一是深部高應(yīng)力問題。深部高應(yīng)力可能導(dǎo)致破壞性的地壓活動，包括巖爆、塌方、冒頂、突水等由采礦開挖引起的動力災(zāi)害。二是巖性惡化問題。淺部的硬巖到深部變成軟巖，彈性體變成潛塑性體，這給支護和采礦安全造成很大負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影響采礦效率和效益。三是深井高溫環(huán)境問題。巖層溫度隨深部以1.7℃/100米~3.0℃/100米的梯度增加。深井的高溫環(huán)境條件嚴(yán)重影響工人的勞動生產(chǎn)效率，而為了進行有效降溫，又必將大大增加采礦成本。而隨著開采深度的增加，礦石和各種物料的提升高度顯著增加，提升難度和提升成本大大增加，并對生產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。