矿业是人类步入文明社会的奠基石,是工业的命脉,并被誉为“工业之母”。矿产资源是人类赖以生存和社会得以发展的重要物质基础。国民经济和社会发展所需要的95%的能源资源,80%的工业原材料和70%以上的农业生产资料来自于矿产资源。我国是目前世界上矿物开采量最大的国家之一,年开采量超过50亿吨。全国有300多座因矿业发展而兴起的城市,有数千万人从事矿业开发工作。矿业工程学科是关于开发和利用矿产资源,即是把矿产资源从
地壳中经济、合理、安全地开釆出来,并进行有效加工利用的系统科学技术。由于大自然矿藏赋存条件及矿业生产与环境条件的复杂性、多样性,难可见性和不确定性,矿业工程学科的发展受到很多因素的制约,经历了漫长而艰难的道路,至今已成为学科综合度和交叉关联度很高的一门工程科学。
我国是世界上最早开发和利用矿产资源的国家之一,3000多年前就开始凿井开采铜矿,2000多年前已有较规范的采选技术。明代末年的《天工开物》一书已经具体记述了当时采矿、 选矿的生产情形。西方国家在进入工业社会和18世纪中叶第一次产业革命后,矿业工程学科成为随工业发展而较早出现的学科之一。我国的矿业工程学科则是在新中国成立后才真正奠定基础和逐步发展起来的。改革开放以来,我国矿业取得了举世瞩目的成就,矿业工程学科也进入了一个新的蓬勃发展时期。
矿产资源是一种天然的不可再生的资源。经过长期不断的开发和利用,全球矿产资源的保有量逐渐减少,埋藏于地层浅部的高品位矿产资源已逐渐枯竭,矿产资源开发正朝着千米以下深部资源和低品位、难处理的资源过渡。因此,矿产资源开发和利用的难度越来越大,问题越来越多。我国矿产资源的人均占有量远低于世界平均水平。然而,长期以来,我国矿山企业对
资源的综合利用效率普遍低下,矿产资源大量浪费。同时,传统的矿产资源开发模式对自然环境造成了极大的破坏,很多环境污染和破坏事件都是来自矿业开发。
为了解决上述问题,就需要创造一系列新的矿产资源开发与利用的理论与技术,从根本上变革传统的矿业开发模式和消除开发过程对环境的破坏。
由于矿产资源开发活动是在地壳浅层的岩体内进行的,这个环境受到构造应力场、地下水、地温等很多因素的交互影响,使开发过程处在一个环境极端恶劣,情况千变万化,工作条件十分复杂的系统中。这就决定了仅仅依靠传统的数学、物理、力学、化学等理论已经远远不能满足描述和解决矿产资源开发与利用过程中出现的一系列科学和实际工程问题的需要。因此,矿业工程学科领域需要更多的符合自身特征的相关理论、方法和技术,以实现传统矿业开发模式的变革,不断促使传统矿业开发与利用理论基础的重大突破。为此,现代矿业工程学科
必须广泛吸收各学科的高新技术,包括现代系统工程和控制理论、现代非线性科学、现代信息技术和智能科学、现代不确定性理论、现代管理理论、现代地球物理学和矿物回收化学与生物学等,开拓先进的、非传统的矿业开发和利用技术,开发其他的、以往尚未被利用的和未充分利用的资源,创造更高效率、更低成本、最少环境污染和更好安全条件的矿业开发和利用模式,提高产量和生产效率、降低生产成本,改善矿山企业的安全和生产条件。
在未来,世界范围内的矿业工程科技将围绕上述目标和方向,在深部开采、连续化高效率 采矿、无废化生态采矿、清洁生产、智能化与数字化矿山建设、矿山管理与装备、无爆破采矿、溶浸采矿和水力提升等非传统采矿技术领域,在低品位资源开发利用、井下原地选矿、难分离矿物高效回收、尾矿和固体废弃物资源化综合利用、矿山环境保护和安全生产等新的专业领域的突破,以实现人口、资源和环境的可持续协调发展。