高质量发展背景下的矿山安全挑战
“高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。”王运敏院士指出，高质量发展离不开矿产资源的强有力支撑，尤其是战略新兴产业和未来产业，对关键矿产资源的需求更是日益增长。然而，我国大部分关键战略性矿产资源严重依赖进口，这对国家经济安全构成了潜在威胁。
据王院士介绍，预计到2040年，我国铜需求量将达到近2000万吨，铝需求量达到近5500万吨，镍需求量超过300万吨，钴需求量超过25万吨，锡需求量达到22万吨，钼需求量18万吨。这些庞大的数字背后，是矿山安全科技必须承担的艰巨使命。
王运敏院士表示：“国家这些年已经把矿产资源像粮食能源一样列为了国家的重大战略资源。如何生产更多的矿产资源，保证国家高质量发展，是摆在我们面前的一项重大任务。”在这一背景下，矿山安全生产显得尤为重要。它不仅关系到矿产资源的稳定供应，更关系到国家经济安全和社会稳定的大局。
尽管近年来在全国矿山安全形势总体稳中向好的大背景下，矿山安全生产工作取得了显著成效，但仍面临着诸多挑战。王运敏院士指出：“随着经济社会发展对资源的消耗不断增大，东部浅部易采地区已难以满足资源消耗需求，西部高寒高海拔地区、深凹露天、深部地下等成为资源供给的关键阵地。这些新区域、新条件给矿山安全生产带来了前所未有的挑战。”
高寒高海拔地区的矿山安全难题
高寒高海拔地区以其独特的地理环境，给矿山安全生产带来了诸多难题。王运敏院士详细阐述了这些地区的特殊性：“高寒高海拔地区具有显著的低温、低氧、低压、冻融、生态承载力低等特征。长期冻融循环加采动条件诱发边坡岩土体性能时空劣化机理与致灾机理复杂，冻融-采动条件下岩体力学参数确定难，岩体结构面数据处理与特征识别低效。”
针对这些难题，王运敏院士及其团队在高寒冻结区安全控界爆破关键技术方面取得了重要突破。他们采用了一种双段穿孔、一次爆破到界的新工艺，半壁孔率达到85%，形成了规整的边坡，从本质上提升了高寒高海拔地区矿山边坡的稳定性。王运敏院士表示：“这项技术受到了矿山企业的高度评价，为解决高寒高海拔地区的矿山安全问题提供了有效手段。”
此外，王运敏院士团队还在高寒地区露天矿岩土体劣化机制及边坡灾害预警技术方面取得了显著成果。他们通过大量实验研究，构建了融合冻融损伤参数的岩石采动卸荷强度准则，开发了边坡失稳智能化预警技术。这项技术解决了冻融边坡的滑坡破坏识别和预警难题，为矿山安全生产提供了重要保障。
深凹露天矿与深部地下开采的安全挑战
随着露天矿的逐渐延伸，深凹露天矿的安全问题日益凸显。王运敏院士指出：“我国一批露天矿山已进入露天开采的后期阶段，一些矿山边坡高度已超过800米，甚至有的达到1100多米。高陡边坡在生产扰动、风化等影响下，边坡的灾变控制难度极大。”
针对深凹露天矿高陡边坡灾变防控的难题，王运敏院士团队研发了高陡边坡灾变控制技术。这项技术实现了潜在失稳区域的高效辨识，建立了超前预稳关键控制技术决策系统，开发了适用高陡边坡岩土体的耐候锚固装置与喷层阻渗材料。通过工程手段实现了有效的高陡边坡灾变控制，为深凹露天矿的安全生产提供了有力支撑。
在深部地下开采方面，王运敏院士表示：“随着开采深度的增加，地应力相应增大，由此引发的岩爆、塌方、冒顶和突水等动力灾害将增多。”他指出，国内目前最大开采深度已达到约1600米，深部开采面临的“四高一扰动”等难题目前难以有效解决。为此，王运敏院士团队正在深入研究深部高地应力防治及利用关键技术，力求为深部开采提供更为安全可靠的技术支撑。
尾矿库安全管理的技术突破
尾矿库作为矿山生产的重要组成部分，其安全管理一直备受关注。王运敏院士指出：“随着选矿技术的进步，入库尾矿的粒度越来越细，尾矿库安全管理难度增大。”他强调，政策要求在保证紧缺和战略性矿产矿山正常建设开发的前提下，全国尾矿库数量原则上只减不增，因此必须用好尾矿库库容，提高利用率。
针对细粒尾矿入坝后难以筑坝的问题，王运敏院士团队研发了超细粒尾矿安全筑坝新工艺。这项技术构建了尾矿堆积坝稳定性分析计算模型，提出了安全构筑尾矿堆积坝的技术方案。通过旋流器对细粒尾矿进行分选，分级分区堆存细粒尾矿，解决了超细粒尾矿难以筑坝的技术难题。
此外，王运敏院士团队还在尾矿库安全精细化放矿及库容最优化利用技术、冰冻期尾矿库放矿筑坝技术、高泥超细尾矿的高效固化技术等方面取得了重要突破。这些技术的成功应用，不仅提高了尾矿库的安全管理水平，也为矿山企业带来了显著的经济效益。
群采空区稳定性判别及处置技术的创新
规模化开采条件下群采空区的稳定性判别及处置是矿山安全生产的又一重要难题。王运敏院士指出：“规模化开采一般涉及点多面广，多中段同时开采，在一定时期内会形成地下采空区群。随着爆破、生产运输等活动的扰动，采空区群的稳定性判别及处置的难度较大。”
针对这一问题，王运敏院士团队发明了群采空区“测-绘-诊-治”综合处置技术。这项技术通过精确探测、三维立体化建模、数值化分析等手段，研究出合适的采空区治理方案。它解决了群采空区立体空间分布计算不准、耦合影响作用不清、治理措施不精准等关键问题，为采空区的安全隐患治理提供了重要技术支撑。
矿山安全科技支撑的发展趋势
展望未来，王运敏院士对矿山安全科技支撑的发展趋势有着清晰的判断和深刻的思考。他认为，通过科技攻关注重从源头上实现矿山本质化安全是实现矿山安全生产的根本途径。
“我们要突破高寒高海拔金属露天矿安全智能开采技术，研发大倾角连续安全输运技术，构建高寒高海拔露天矿集约化安全开采技术体系。”王运敏院士表示，“同时，我们还要突破深部厚大矿体大参数连续安全智能开采技术，研发深部倾斜厚大矿体盘区化时空协同连续安全开采理论与技术，建立深部厚大矿体连续安全开采技术体系。”
在装备创新方面，王运敏院士强调了大型硬岩采掘装备、管状微创精准化采掘装备、硬岩大倾角连续运输装备以及应急救援装备的重要性。他指出：“这些装备的突破将大幅提升矿山的安全生产水平，保障矿山一线员工的生命安全。”
智能化则是实现矿山更高水平安全生产的必由之路。王运敏院士表示：“智能化是实现矿山安全生产的重要途径。我们要借助大数据、云计算和人工智能等技术手段对开采数据进行深度挖掘和分析智能优化开采方案。同时我们还要实现矿山重大安全风险的智能感知和决策构建智慧应急多级联动指挥平台提升矿山灾害应急处置能力。”
王运敏院士还提到了多级多尺度矿山灾害监测预警系统的重要性。他表示：“这个系统可以实时监测矿山地质环境、气象条件、地下水位等关键因素及区域通过三维可视化、视频监控与图像分析等手段提高监测预警的准确性和实时性为矿山安全生产提供有力保障。”
共筑矿山安全新未来
活动最后，王运敏院士深情地表示：“矿山安全科技是一项系统工程需要政府、企业、科研机构和社会各界的共同努力。我相信在大家的共同努力下我们一定能够攻克矿山安全生产的种种难题共筑矿山安全的新未来。”
王运敏院士的话语充满了对矿山安全科技发展的坚定信心和对未来美好愿景的深切期待。随着科技创新的不断推进和智能化技术的广泛应用矿山安全科技将迎来更加广阔的发展空间和更加光明的发展前景！
