国家重点研发计划“深地资源勘查开采”重点专项(简称“深地专项”)，于2016年启动，目标是突破深部资源成矿成藏和预测评价关键科学瓶颈，构建深部资源开采理论技术体系，发展航空–地面–地下立体勘查技术体系和深部资源开采关键技术，建设深地资源勘查实践平台，为提高我国资源勘查开采行业创新能力，提升产业核心竞争力，保障国家能源资源安全提供强有力科技支撑。
提升深部资源开采能力是我国深地战略的重要组成部分，是实现“向地球深部进军”的关键“武器”。因此，深地专项专门开辟资源开采任务板块。专项自2016年启动以来， 已累计在资源开采板块部署10个项目，涉及中央财政专项经费2.35亿元，带动企业和地方投资4.8亿元，122个单位参与相关项目研究工作及应用示范。
1 立项情况
根据课题主要研究任务类型进行划分，以基础理论和应用基础研究为主的课题数量大约占课题总量的1/4，以共性关键技术和装备研究为主的课题大约占2/3，示范应用类课题数量最少。从经费分布情况看，基础理论和应用基础研究大约占专项经费总量的29%，共性关键技术和装备研究大约占68%，达到1.5亿元，示范应用研究仅占3%。总体来看，专项对基础理论和应用基础研究为主的课题平均支持强度较高，每个课题平均达到458万元，对示范应用类课题平均支持强度最低，每个课题约276万元，此类课题的经费来源以单位自有或其他配套经费为主。
从项目牵头单位、课题承担单位和专项经费分布看，高校和企业是研究任务的承担主体。
课题承担单位类型和专项经费分布
高校承担的课题中，约36%以开展理论和方法研究为主，61%主要开展共性关键技术研发。企业承担的课题中，约13%主要开展理论和机理研究，72%以突破核心关键技术为主，15%主要落实示范应用研究任务。科研院所承担的课题主要以突破关键技术为主要任务。
2 研究内容与关键技术
深地专项重点关注的基础科学问题包括：深部岩体原位力学行为、采动条件下岩体应力场–能量场可视化、深埋地下空间围岩长期稳定性行为、强扰动和强时效下的多相多场耦合岩体力学理论、深部高应力诱导与能量调控理论等。
2.1 深地资源开采基础科学问题及研究目标
（1）深部岩体原位力学行为
研究内容：重点研究深部岩体原位测试原理与技术，基于深部开采扰动应力路径的岩石力学理论、揭示原位保真岩体力学实验新标准和探索深部岩体非常规本构行为特征。
研究目标：创新深部岩体力学原位研究手段，创新原位岩体力学行为体系，为深部岩体力学与深部资源开采新理论的提出奠定基础。
（2）采动条件下岩体应力场–能量场可视化
研究内容：系统研究深部煤岩体灾变的内部能量积聚、传递、耗散和释放规律，定量表征深部煤岩体的应力场、能量场的大小、空间分布和集聚位置，提出定量的可视化分析方法，真实再现深部岩体的力学行为与能量积聚和演化过程，丰富深部岩体能量调控理论。
研究目标：突破深部资源开采和灾变难以直接观测和定量描述的瓶颈，提出采动应力条件下深部岩体诱发致灾的应力场–能量场时空演化规律的预测方法和灾变模型，为构建深部岩体力学理论和深部资源开采中灾害的预测与防控奠定理论基础。
（3）深埋地下空间围岩长期稳定性行为
研究内容：基于深部围岩赋存环境，开展深部围岩应力波传播与衰减规律、围岩动态响应与应力波传播交互作用机理研究，探索其对深部围岩长期稳定性的影响机制，探明深部围岩长期运行中的力学行为特征及规律，揭示深部围岩长期运营中失稳破裂、能量积聚耗散及致灾机理，查明支护和未支护工程条件下深部围岩长期运行中的力学行为特征及规律。
研究目标：揭示深部围岩动态响应与应力波传播交互作用机理，发展深部围岩时效劣化响应的支护控制技术，建立深部围岩长期变形监测控制和安全评价理论与技术方法，为深部围岩长期稳定性评价与控制提供科学指导。
（4）强扰动和强时效下的多相多场耦合岩体力学理论
研究内容：基于强扰动和强时效特性，探究深部多相介质相互耦合作用机理，强开采引起多相介质及各物理场的扰动特征，以及强时效性物理力学特性的变化规律，研究深部岩体在高地应力、地下水、气体、温度等多场作用下稳定与非稳定变形、破坏状态及转化机理、条件和规律。
研究目标：揭示2 000 m以浅的深部赋存环境多物理场作用下采动岩体和矿体变形、强度特征与规律，构建深部强扰动和强时效作用下固–液–气多相并存、多场耦合模型，建立深部资源开采的多相多场渗流理论。
（5）深部高应力诱导与能量调控理论
研究内容：围绕动力扰动下深部高应力硬岩的非常规破裂机理、深部高应力诱导致裂理论和方法、灾变能瞬态释放与岩石有效破碎的良性转化机制，研究深部硬岩卸荷与动力扰动下力学与能耗特性、深部硬岩矿床连续开采模式判别体系、深部近采场区域应力平稳释放理论与方法、深部硬岩高应力与爆破耦合精细破岩理论及深部硬岩非爆连续开采理论。
研究目标：揭示动态扰动作用下高应力硬岩破裂特性与本构特征，提出深部硬岩开采高应力诱导致裂方法，获得不同开采模式下深部硬岩原始储能的有序释放和可控利用方式，构建实现最优开采模式下的主动能量调控理论。
2.2 深地资源开采关键工程技术研究内容及目标
（1）深部矿建井工程围岩大变形力学控制
研究内容：基于现场测试和深部工程大变形科学现象，查明深部建井科学现象分区及主控因素，着重研究深部井筒变形破坏结构效应及其控制、深部井底车场硐室群大变形破坏机理及控制、深部软岩大变形灾害致灾机理、深部矿井开拓巷道及交叉点大变形破坏机理及控制，研发深部建井工程灾害监测–预报–控制一体化技术。
研究目标：提出深部矿建井大变形灾害控制对策，形成基于无煤柱自留巷开采新工法的井巷系统设计体系，形成2 000 m以浅深部高围压、高水压下矿井高效安全建设技术体系。
（2）千米深井强采动巷道支护–改性–卸压协同控制
研究内容：将高强度高预应力锚杆主动支护、煤岩体主动劈裂注浆改性、定向水力压裂主动应力转移3种主动控制围岩的方法相结合，研究三者协同控制机制，以及以应力控制和提高围岩自承能力为核心的支护体系。
研究目标：研发千米深井巷道围岩“支护–改性–卸压”三位一体协同控制技术，解决高应力、大变形、低渗透巷道围岩控制难题，实现千米矿井350 m超长工作面高效开采。
（3）特厚煤层大空间采场覆岩控稳及智能放煤
研究内容：研究大采场空间、高强度开采条件下特厚煤层智能化综放开采覆岩结构破断演化过程，得到覆岩破断规律；建立采场覆岩力学模型，研究覆岩破断结构失稳形式与失稳判据及覆岩破断失稳形成的动载荷在顶煤体上的空间分布规律，研制“支–放”协调高效放煤机构，突破综放工作面直线度监控、支架位姿及放煤机构精确位置监控技术。
研究目标：建成特厚煤层综放工作面安全智能保障技术体系，形成安全、高效、智能综放开采示范工作面，实现特厚煤层智能化综放开采，年产量突破1500万吨、回收率不低于90%、混矸率不超过10%。
（4）深部煤矿采选充一体化开采
研究内容：围绕深部煤矿充填开采岩层控制、超大断面密集硐室群围岩连锁破坏失稳、井下受限空间煤矸精确分离，系统研究井下采选充空间布局优化与矸石少量化的煤炭选择性回采、智能化模块化紧凑型全粒级水介质煤矸精确分选、超大断面分选硐室群长期稳定性控制、高效自动化采充协调作业、井下充填材料高效制备等关键技术。
研究目标：实现矸石选出率≥90%，矸石带煤率＜3%，单系统原煤分选能力达400万吨/年，充填工作面采煤效率不低于垮落面的85%，充填采区资源采出率提高10%，超大断面密集硐室群断面收缩率＜12%，矸石聚合物充填材料承载压缩率＜8%，充填系统能力达到150万吨/年。
（5）深部金属矿高应力强压缩硬岩地层原位高效破岩
研究内容：针对金属矿深部掘进技术难题，研究金属矿硬岩地层岩体原位性能与破岩效能之间的相关关系及其评价方法，研发高应力硬岩地层高效率低损害的深井爆破掘进工艺技术，研制机械钻井岩石破碎技术及智能纠偏钻具装备。
研究目标：发展金属矿深部硬岩岩体的机械与爆破破岩效能与工艺，获取开挖扰动效应及其对井筒围岩稳定性的影响、爆破震动及其控制等关键技术，研发出适于金属矿深井精准破岩和高效掘进技术与装备，爆破掘进循环进尺达5 m，超挖量＜150 mm，炮眼利用率达到90%，实现钻井导孔深度600~800 m，钻井偏差＜1.5 m。
（6）深部高储能矿岩组孔超前致裂精准爆破
研究内容：开展深部高储能矿岩组孔超前致裂精准爆破技术研究，掌握深地矿床高储能特征下的爆区近临空面能量聚集与迁移规律，探索高储能释放有效致裂机制，建立高储能与爆炸能耦合致裂模型，研发高应力矿岩组合孔短延时爆破裂隙动力活化机理与致裂技术
研究目标：研发出爆区高能量聚集定位技术、组合孔精确短延时减振致裂与自稳窿形控制爆破技术，实现高应力储能与爆炸能协同破岩和危害控制，爆破大块(≥800mm)率控制在5%以内，爆破综合成本降低5%以上
（7）深部硬岩非爆及集约化连续开采
研究内容：开发深部矿床大矿段多采区智能采矿模式以及深部采矿生产过程作业链的工艺、工序时空协同作业方式，集成智能采掘装备构建深部矿山集约化的协同作业工艺，开展深部硬岩节理裂隙调查与实录分析和深部开采松动圈的动态时空监测与预测，建立高应力岩体非爆连续开采模式，优化深部矿床大矿段多采区集约化连续采矿的生产系统、工程结构参数和回采顺序，实现连续回采的安全作业环境。
研究目标：建立不同深度不同赋存条件下的连续开采模式判别体系，获得下深部硬岩原始储能的有序释放和可控利用方式，构建实现最优开采模式下的主动能量调控方法，形成1 500 m以深大矿段安全高效采矿与协同保障技术。
（8）深部金属矿开采充填体–矿岩系统稳定性控制
研究内容：研究深部环境充填体水化硬化特征、高应力–高热–高矿化度多元耦合环境与充填体性能劣化关系，从充填体与围岩的相互作用以及充填体的应力分析、能量吸收、破坏模式等方面入手，揭示深部开采的岩体–充填体力学共同作用机制，阐明深部金属矿的充填体力学作用原理，形成高应力采场充填体强度优化与结构设计方法。
研究目标：揭示深部应力环境、岩体力学特性、工程地质条件与深部开采工程、回采过程、采场充填体之间相互影响与作用内在机制，单套膏体充填能力＞100 m3/h，形成2 000 m以浅深部金属矿协同开采理论与技术。
（9）基于大数据的金属矿开采装备智能管控
研究内容：基于大数据技术发展金属矿山开采装备的预测、诊断、控制与调度，开发集膏体充填全流程精准调控、矿山装备健康诊断与管控、井下作业过程和装备智能管控与动态调度功能的一体化平台，建立设备健康指标、矿山生产资源调度评价指标及充填浓度预测评价体系。
研究目标：建立金属矿大数据存储与服务平台，实现对生产过程及至少5类装备状态数据管理；建立尾矿深锥浓密机底流浓度预测与自适应控制系统，实现收窄充填浓度波动范围20%以上；实现对至少5类装备健康管理与故障预测和视情维护，故障预测准确率达到90%以上。
在示范应用研究方面，近年来，我国在矿产资源深部开采技术领域开展了积极的探索，面向深井的工艺技术在国内矿山开采设计中得到局部应用。但是，基础理论创新、工程技术及装备研发与工程实际的结合仍不够密切，为1 000 m以深资源开采单项技术和系统解决方案提供验证的引领性示范工程依然欠缺。
因此，专项在部署研究任务时，特别强调产学研用结合，以工程建设实际需求作为牵引，提高理论研究的针对性和技术装备成果的实用性。针对产业升级需求迫切和具备实施条件的技术方向，专项明确提出了技术示范应用要求，通过推动具有行业引领作用的示范工程的建设，带动我国深部资源开采水平的提高和科学产能的实现。以绿色、安全、高效为出发点，专项重点支持建设的示范工程包括：深部矿井高效成井及提升示范工程、深部低废高效机械化充填采矿示范工程、深部金属矿多装备多系统集群控制示范工程、煤矿千米深井350 m超长工作面开采示范工程、大型煤炭基地绿色开采及生态保护示范工程。
这项研究得到了国家重点研发计划管理暂行办法实施细则研究项目的资金支持，成果以《“深地资源勘查开采”重点专项资源开采板块研究任务部署分析》为题（点击阅读论文全文）于3月24日在《煤田地质与勘探》进行了网络首发。
