2017注册送体验金68科技创新,矿业发展的一渠活水

——矿业领域理论创新与技术进步掠影

开户就送88体验金:中国矿业报 作者:李晓娜 发布时间:2017-09-27

摘要:党的十八大以来,国土资源部把创新摆在国土资源事业发展全局的核心位置,在矿业领域突出需求导向,重点围绕我国紧缺大宗矿产资源、深部矿产资源、能源资源、海洋资源以及矿产资源综合利用等方面,坚持海陆统筹,推进成矿理论创新和勘查技术进步。“十二五”期间,国土资源系统承担矿产资源领域5项“973”项目、6项“863”项目、17项科技支撑计划以及一批面向地质找矿的公益性、行业性、基础性调查科研项目。

2017注册送体验金68 

5年来,我国矿业行业尤其是地质调查、地质勘查、矿产开发利用等领域的理论创新和技术进步,不仅支撑实现了地质找矿的重大突破,为我国经济社会发展提供了强有力的能源资源保障,而且为矿业行业转型发展提供了新动能,成为影响矿业未来发展格局乃至社会发展的原动力。面对蓄势待发的新一轮科技革命,我国矿业领域的科技创新依然任重而道远。在向深地、深海、深空挺进的进程中,地质科技创新将发挥更加突出和关键的作用。

当前,全球新一轮的科技革命和产业变革方兴未艾,已成为重塑世界发展格局和创造人类未来的主导力量。

十八大以来,党中央、国务院高度重视科技创新工作,强调“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置”,做出了深入实施创新驱动战略的重大决策部署,吹响了建设世界科技强国的号角,“改革举措力度之大、范围之广、影响之深前所未有”。

围绕着党中央、国务院关于科技创新的重大决策部署,国土资源部把创新摆在国土资源事业发展全局的核心位置,不断推进理论、制度、科技、文化等各方面创新,发挥科技创新在全面创新中的引领作用,加快国土资源战略科技创新的步伐;在矿业领域,突出需求导向,重点围绕我国紧缺大宗矿产资源、深部矿产资源、能源资源、海洋资源以及矿产资源综合利用等方面,坚持海陆统筹,推进成矿理论创新和勘查技术进步;坚持东西部并举,推进深部矿产勘查技术方法组合优化和大宗紧缺矿产成矿规律研究;坚持节约集约,推进矿产资源综合利用技术发展;坚持示范试点,推进科技成果转化应用……

应该看到,矿业行业尤其是地质调查、地质勘查、矿产开发利用等领域的理论创新和技术进步,不仅支撑实现了地质找矿的重大突破,为我国经济社会发展提供了强有力的能源资源保障,而且为矿业行业转型发展提供了新动能,成为影响矿业未来发展格局乃至社会发展的原动力。

(一)

2016年底,国土资源部召开“找矿突破战略行动5年成果”新闻发布会:找矿突破战略行动实施以来,地质找矿实现重大突破,形成一批新的重要矿产资源接续基地;基础地质工作程度显著提高,能源和重要矿产资源调查评价取得重要进展;矿产资源节约与综合利用工作取得积极进展,矿产资源开发利用水平显著提高……

这些找矿成果取得的背后,是我国显著增强且作用更加突出的地质科技创新能力:基础地质理论研究引领地质找矿工作向新区新类型拓展;潜力评价和找矿预测工作有效指导地质找矿工作,完成了全国矿产资源潜力评价,建立了具有世界领先水平的矿产预测方法体系,极大提高了找矿成功率;深地、深海探测和航空物探能力显著增强。

据国土资源部发布的资料显示,“十二五”期间,国土资源系统通过承担的矿产资源领域5项“973”项目、6项“863”项目、17项科技支撑计划以及一批面向地质找矿的公益性、行业性、基础性调查科研项目,硕果累累,亮点频频——

在地质成矿理论方面,一是创新青藏高原地质理论,建立大陆边缘“多岛弧盆系”构造理论和碰撞造山新模式,丰富了全球构造理论,创建了大陆碰撞成矿论和陆缘增生——大陆碰撞成矿理论,揭示了青藏高原区域成矿规律,确定了重要巨型金属成矿带;二是建立海域天然气水合物基础地质理论,创建了水合物笼子吸附成核说,创新了水合物成藏动力学机制和物性响应机制,发展了水合物成矿理论,揭示了水合物富集规律,为水合物勘查提供了科学依据;三是完善了我国钾盐成矿理论,发展了海相盆地成钾理论,提出了“时间窗”及“极早事件成钾”模式,建立了“两个阶段”、“三个成钾作用过程”裂谷成钾模式;四是发展富铁矿成矿理论,提出了岩浆型钒钛磁铁矿富铁矿形成的成矿动力学背景为地幔柱作用和岩石圈地幔加入,封闭体系中富铁钛的原始苦橄质岩浆发生分离结晶,形成富Fe-Ti基性母岩浆而成矿的新认识,建立了沉积变质型富铁矿后期热液叠加改造的“去硅富铁”和“铁质活化再富集”成因模式,提出了矽卡岩型富铁矿的溶解-再沉淀成矿作用;五是建立了我国铜矿成矿规律时空格架,提出了我国北部、东部、西南部斑岩型铜矿成矿规律分别为古生代中亚造山带成矿域、中生代环太平洋成矿域和新生代特提斯成矿域的认识,提出了我国东部斑岩铜矿存在二期成矿事件形成5个成矿带的观点;六是初步建立了北方陆相盆地砂岩型铀矿成矿理论,系统总结了北方砂岩型铀矿地质特征,建立了含煤盆地中砂岩型铀矿的模式地层和铀矿产出的垂向模式地层层序,提出了湖退层间渗入型砂岩铀矿成矿模式。

在地质勘查技术方面,航空地球物理勘查技术、地球化学勘查技术、地质钻探技术、地质实验测试技术与装备、天然气水合物勘查技术等均实现了一系列突破与进步。

航空地球物理勘查技术集成研制了国内外首套无人机航空物探(磁/放)综合测量系统;成功研制了数字航空氦光泵磁力仪、AGS-863数字航磁梯度仪和AGS-863航磁补偿收录系统等3种处于国际领先水平的原创性仪器,建立了具有自主知识产权的航磁全轴梯度勘查系统;集成创新形成了资源勘查型航空重力勘查系统(GT-1A),成功研制出具有自主知识产权的吊舱式时间域直升机航空电磁勘查硬件系统、数据处理与解释软件系统、全数字航空伽玛能谱仪和测量软件。

地球化学勘查技术发现纳米金属微粒迁移的微观证据,建立了纳米地球化学探测技术;发展了金属活动态测量技术、地气测量技术、偶极子独立供电地电化学测量技术等多项深穿透地球化学勘查技术。

地质钻探技术形成了我国全液压地质岩芯钻探装备技术体系,发展完善了对接井技术、膨胀管护壁技术,研发了深部及复杂地质条件下的钻探装备与技术,成功研发了3500米地质岩芯钻机及2500米车载水井钻机、3000米电动直驱顶驱钻机、400米轻便钻机、浅层取样钻机和600米反循环钻机;研发了适用于地震断裂带破碎岩层和超深钻探的KZ3000型深孔取芯钻探设备、科学钻探复杂地层高效取芯钻具、大直径薄壁取芯技术、海洋钻探取样技术、铝合金钻杆技术等,为深部矿产资源和海洋矿产资源勘查奠定了技术基础。

地质实验测试技术与装备方面,开发成功了非稀释剂法准确测量磷灰石样品中4HE含量的测试技术,建成了我国第一家(U-Th)/He同位素定年实验室;建立了牙形石氧同位素SHRIMP IIe-MC微区原位分析方法,为测定古海洋海水温度,研究古气候变化提供新技术;开发了基于归一算法的硅酸盐矿物微区分析技术,建立了矿物熔体包裹体LA-ICPMS原位分析法;研制出14种同位素标准物质,建立了铁、铜、锌、镁、钼、钛、硒等稳定同位素高精度测试方法,为发展同位素测量与示踪技术奠定了基础;集成研发了具备全分析能力的多功能车载现场实验室;开发了用于高精度同位素丰度分析的TOF-SIMS(飞行时间二次离子质谱)新技术及一套适用于月岩、宇宙颗粒等样品分析的TOF-SIMS氧离子一次源和离子光学系统,研制了用于稳定同位素分析和稀土元素分析的TOF-SIMS科学仪器;研发了岩芯光谱扫描仪和便携式近红外矿物分析仪。

天然气水合物勘查技术方面,建立了可探源电磁探测、多道数字地震探测、海底原位热流探测、声学深拖系统、深海原位测试及地址样品保真采集系统等海域天然气水合物系列勘查技术,建立了陆域冻土区天然气水合物物化探有效方法组合和物化探综合找矿模型;建立了晶体分析、谱学分析、形态学分析、热学分析、地球化学分析等天然气水合物实验分析技术;研制了海底高频地震仪、原位探测传感器、连续原位脱气测量装置、保真取样器、地震数据解译软件以及细管、一维和三维成藏物模装置等天然气水合物勘探、实验、解释、模拟等系列装备。

在矿产资源开发利用方面,通过技术研发创新和先进适用技术推广,金属、非金属、油气资源、煤炭等领域实现了多项技术突破,大大提升了我国资源利用效率和保障能力。

金属矿产资源综合利用在选冶工艺、装备及药剂研制上取得重大进展:突破了鲕状赤铁矿等复杂难利用铁矿高效开发利用的技术瓶颈,成功开发了“悬浮焙烧-磁选(浮选)”新工艺、悬浮焙烧炉新装备,“脱泥-反浮选”新工艺、新药剂;开发了中低品位铝土矿浮选脱硫、脱硅新技术、新药剂,形成了中低品位铝土矿合力利用成套技术;“浮团聚磁选”新技术及其氟碳铈矿浮选新药剂,实现了轻稀土矿常温高回收率浮选;独居石-磷灰石选冶联合磷酸岩型稀土矿分离新工艺走出国门,推广应用于美国、澳大利亚稀土矿开发利用;钛磁铁矿“阶磨-阶选”、“梯次磁选”新技术,钛铁矿“强磁-浮选”新技术及其配套钛浮选捕收剂,广泛应用于攀西地区低品位钒钛磁铁矿;复杂难处理铜多金属矿高效分离新技术、新药剂研发形成了富含滑石的难选钼矿资源关键技术和装备,解决了我国难选钼矿选矿重大技术难题。

非金属矿产资源利用方面,围绕“差异化、集约化、多样化、高值化”的方向,成功研制了一批行业发展急需和对行业技术进步带动性较大的新技术、新工艺和新装备,以及市场急需的非金属精细加工产品,推动了非金属矿的高效开发利用。例如,攻克了一批非金属分选提纯技术,提出了“钾长石矿差异化利用”新技术方案,同时利用钾长石矿物性质天然不均匀性,创新性地提出了钾长石矿的差别化选别方法。

“十二五”期间,全国科研院所、地调机构、地勘单位协同创新,突出成矿理论和找矿技术方法研究,着力建立和完善重点成矿区带成矿规律和矿床模型,实现了地质理论创新、勘查技术进步,实现了铜、金、银、铅锌、镍、锰、钨、富铁矿、铀等金属矿和天然气水合物、页岩气等新型能源资源找矿的重大突破;攻关解决矿产资源综合利用关键技术难题,推广先进适用技术,大大提高了我国矿产资源利用率和能源资源保障能力。

(二)

2016年5月,习近平总书记在全国科技创新大会上提出了“向地球深部进军是我们必须要解决的战略科技问题”的重要论断,发起了向地球深部进军的总动员令。

随后在全国国土资源系统科技创新大会上,国土资源部部长姜大明强调,实现国土资源科技创新的新跨越,必须强化战略科技引领作用,“向地球深部进军”更关系着国家科技发展的大局,要紧盯世界科技前沿,面向国家重大需求,注重原创性、颠覆性理论创新,着力攻克关键核心技术。2016年底,国土资源部印发《国土资源“十三五”科技创新发展规划》,提出了“三深一土”国土资源科技创新战略。

毋庸置疑,深地探测、深海探测、深空对地观测等已经成为我国地质调查、地质勘查等领域科技创新的方向。事实上,通过找矿突破战略行动、危机矿山国家专项等实践,我国地质调查、地质勘查工作早已在深部找矿、深海探测等领域中一马当先,为深部矿产资源和海洋矿产资源勘查开发积蓄和储备了地质理论、勘查技术、实践经验等方面的基础和力量。

今年5月,我国南海海域天然气水合物宣告试采成功,打破了我国能源勘查开发领域长期“跟跑”的局面。此次试采,取得了理论、技术、工程和装备的完全自主创新,实现了在这一领域由跟跑到领跑的历史性跨越,是我国“在掌握深海进入、深海探测、深海开发等关键技术方面取得的重大成果,是中国人民勇攀世界科技高峰的又一标志性成就,对推动能源生产和消费革命具有重要而深远的影响”。

截至7月9日14时52分,我国南海天然气水合物试开采连续试气点火60天,累计产气量超过30万立方米,平均日产5000立方米以上,最高产量达3.5万立方米/天,甲烷含量最高达99.5%;获取科学试验数据647万组,为后续的科学研究积累了大量翔实可靠的数据资料;取得了持续产气时间最长、产气总量最大、气流稳定、环境安全等多项重大突破性成果,创造了产气时长和总量的世界纪录。

在理论创新方面,此次试采首次建立了天然气水合物“两期三型”成矿理论,精准锁定试采目标;创建了天然气水合物成藏系统理论,显著提升了天然气水合物开发价值;创立并运用天然气水合物“三相控制”开采理论,精准确定了试采降压区间和降压路径,确保了试采过程安全可控、产能稳定。

在技术创新方面,南海海域天然气水合物的成功试采实现了六大技术体系、20项关键技术自主创新。防砂技术方面,按照“适度防砂、以排为主、防排结合”的思路,依靠“地层流体抽取”、未成岩超细储层防砂等技术,成功破解国际上试采出砂的难题;储层改造方面,通过储层快速精细评价、产能动态评价等技术,成功实现增产目标;钻完井方面,通过实施窄密度窗口平衡钻井和井口稳定性增强技术,突破松软地层钻、固井难题,确保施工安全;勘查技术方面,综合利用“海马”号ROV、保压取样、海洋高分辨率地震探测等技术,有效识别水合物矿藏;测试与模拟实验技术方面,依靠微观测试、现场测试、数值模拟和实验模拟,为试采决策提供数据支撑;环境监测方面,建立了集环境评价、立体环境监测和井下原位实时测量的综合监测体系,确保环境安全。其中,“海马”号无人遥控潜水器的成功研发,填补了我国深海探测遥控机器人技术空白,突破了深海重大技术装备研制的瓶颈,摆脱了深海装备技术受制于人的被动局面,达到了国外同类遥控潜水器技术水平,在我国深海技术装备研发领域具有里程碑意义。

在深部探测领域,依托危机矿山接替资源勘查国家专项,以叶天竺教授为首的科研团队创新地提出了成矿地质体、成矿构造结构面、成矿作用特征等概念,构建了“成矿地质体勘查区找矿预测理论”,填补了大比例尺矿产预测理论与方法体系的空白,使矿床学、矿床地球化学的研究与矿产勘查紧密结合;以成矿元素地球化学特征和地质作用类型为切入点,提出了勘查区找矿的地质方法解决方案,破解信息不对称前提下二维转三维的找矿预测难题,从根本上解决了找矿标志的不确定性,为我国勘查区找矿区域提供了系统的方法体系。

值得一提的是,“成矿地质体找矿预测理论”通过实践应用和推广,获得巨大成功。其中在胶东金矿、红透山铜矿、大厂铅锌矿等多个矿山找矿突破中起到了直接作用。硅钙岩性界面成矿理论更是在湖南康家湾铅锌矿、江苏栖霞山铅锌矿、浙江银山银矿、西藏甲玛铜铅锌多金属矿等得到了普遍认可和推广。

针对地壳探测,国土资源部自2008年启动“深部探测技术与实验研究专项”以来,建立了适合我国岩石圈结构的深部探测技术体系,成功研发了深部探测关键技术与装备,获得了系列重大科学发现,在深部能源资源领域获得了战略性的线索和勘查远景,在自然灾害机制领域取得了新进展。中国地质调查局还在中国地质科学院成立了地球深部探测中心。一些新技术的研发与应用,极大地促进了地球深部探测仪器装备自主研发与国产化的产业进程。例如,我国自主研发的万米大陆科学钻探钻机“地壳一号”为开展超深科学钻探提供了第一手资料,其参与的“松科二井”科学钻探工程是世界上正在实施的最深取芯科学钻;大功率电磁探测系统取得了磁传感器与大功率发射机等核心技术重大突破;固定翼无人机航磁探测系统在低磁无人机制作、高可靠性自驾导航仪、氦光泵航空磁力仪与超导航空磁力仪研制及配套的数据预处理开发方面取得了突破;无缆自定位地震探测系统在高精度数据采集、GPS定位、整机小型化、低功耗、低频检波器和出力1万牛顿电磁可震源等方面取得了显著进展;以三维地质目标模型为中心、地球物理综合研究与一体化集成分析的移动平台综合数据处理与集成系统初步建成,加速了跟进国外地球物理处理软件发展的步伐;深空应力测量和监测系统等达到国际先进水平;基于深穿透地球化学原理的纳米微粒探测技术,探测深度可达500米~1000米,加快了隐伏矿产的发现步伐。

专家评价说,深部探测技术与实验研究专项成果总体处于国际领先水平,深部探测技术与实验研究专项成功实验了地壳与地幔深部探测的一系列技术方法,取得了一系列丰硕成果,加快了我国深部探测的进度,专项成果具有原创性、科学性、实践性,丰富和发展了我国地球深部探测与深地科学研究的理论、技术和方法,为全面实施向地球深部进军做好了技术准备。

在深空对地观测领域,目前我国已经形成了深空对地观测业务体系,实现在陆地资源调查及监管、地理要素观测,海域及环境监测等领域的应用,极大地提升了国家对陆海资源、气候、灾害的掌控和预测预警能力,但也存在卫星应用体系建设相对滞后、卫星数据应用效率不高、共享机制不够完善等问题,特别是空天地一体化大数据集成融合技术、国土资源全要素遥感提取技术等关键技术有待突破。

面对蓄势待发的新一轮科技革命,如何抢占深地、深海、深空对地观测科技战略的制高点,如何进一步提高战略新兴矿产、大宗矿产等的资源保障能力,如何实现绿色、智能化发展……我国矿业领域的科技创新依然任重而道远,地质理论的创新、勘查开发技术的进步、装备研发水平的提升等是其经久不变的主题和方向。可以预见,在向深地、深海、深空挺进的进程中,地质科技创新将在提升矿业行业核心竞争力、提高能源资源保障能力等方面发挥更加突出和关键的作用。当然,其影响也将不仅仅限于矿业领域。□

Technological Innovation Endues Mining Development with Endless Vitality

——Glance of Theoretical Innovation and Technological Progress in Mining Sector

By Li Xiaona

Abstract:Since the 18th National Congress, Ministry of land and resources place the innovation at the key position of career development, highlight the demand guidance in the field of mining, focus on our shortage in mineral resources, deep resources, marine resources and comprehensive utilization of mineral resources, etc., adhere to the sea and land as a whole, promote the innovation in metallogenic theory and prospecting technology progress. "Twelfth five-year" period, Ministry of land and resources undertake five "973" projects, six "863" projects, 17 science and technology support plan and a number of commonweal, fundamental, industrial scientific research project for geological prospecting.

In these five years, theoretical innovation and technological progress in China"s mining industry, especially in geological survey, geological prospecting and mineral exploitation, not only supports to achieve the breakthrough of geological prospecting, provides strong energy and resources security for China"s economic and social development, but also provides a new kinetic energy for mining industry transformation which become the future motive force of mining development and even social development. Faced with a new scientific and technological revolution in coming,scientific and technological innovation of China"s mining industry still has a long way to go. In the process for advancing into deep earth , deep sea and deep space, geotechnical innovation will play a more prominent and critical role.