深部矿产与地热资源共采专刊序言

蔡美峰

北京科技大学，北京 100083

深部矿产资源开采普遍面临岩层热辐射引起的高温问题，本质是一种地热效应. 现有降温技术多为被动式降温，将地热当成灾害防治，成本极高，井深超过2000～3000 m后，一般矿山无法承受降温经济成本. 地热作为一种天然能源，如能在深部矿产资源开采过程加以开发利用，既能降低开采作业环境温度，又能大幅度抵消被动式降温成本. 将深部矿产资源开采和地热开发相结合，能够为二者的经济有效开发，实现资源和能源开发双赢，开辟新的途径.

基于此，中国工程院立项重点战略咨询项目“深部矿产与地热资源共采战略研究”，由蔡美峰院士担任项目负责人，多吉院士、毛景文院士、陈湘生院士、唐春安教授担任课题负责人. 项目聚焦干热岩地热资源赋存及开发利用现状、深部矿产资源与深部地热共同开发利用前景、高温坚硬岩层地下巷道硐室掘进与建造技术、深部矿产资源开采系统和地热开发系统共建共存共用关键理论与技术、深地干热岩热能交换和输送理论与技术，探索深部矿产与地热资源共采面临的难题，以期开辟安全、绿色、高效的开采新理论、新技术、新途径，为资源和能源两个国民经济重要支柱的可持续发展提供有力保障.

多吉院士[1]和毛景文院士[2]深入分析我国深部地热集中分布区域类型和成矿相关大地构造分布相关性，提出了确定矿产与地热共采可行性矿山的地质特征，遴选出胶东地区“焦家式”和“玲珑式”两种类型金矿床的三山岛、新城、金青顶、玲珑四个金矿作为可试采区.

陈湘生院士[3]和刘志强研究员[4]总结梳理深井高温环境下井巷工程建造难题，提出了深部高温坚硬地层中井巷工程建设模式、钻凿装备和相应关键技术工艺，建立了涵盖深部地质条件探测与透明构建技术、深部矿井围岩稳定控制技术、深部矿山井巷智能掘进技术与装备、深部矿井全寿命安全风险监控模式的高温硬岩井巷工程建造技术体系框架.

蔡美峰院士[5]梳理矿产资源开采工程中的地热资源和开发利用模式，总结提出了基于卤水循环系统的矿–热资源共采，基于崩落法、充填法、溶浸法采矿的矿–热共采，基于废弃矿井再利用的矿–热共采，开挖式增强型地热系统等未来矿产和地热资源共采的潜在模式. 团队就共采过程中热提取可能带来的扰动损伤、热损伤、化学损伤等岩石力学问题开展了试验研究[6-7].

唐春安教授[8]提出了适用于深部矿产与地热资源共采的热能交换提取系统和高温高压热能输送理论与技术，研究证实通过增强技术在热储中生成随机裂隙可有效提升热能提取效率，在裂隙换热区内，采用裂隙换热比采用管道换热方式效果更为有效.

项目成果引发多方关注，有望为双碳目标下的深部资源开发提供有效途径. 为此，《工程科学学报》组织“深部矿产与地热资源共采专刊”，整理中国工程院重点战略咨询项目团队研究成果，同时邀请何满潮院士[9]、汪集暘院士和张吉雄教授[10]、周福宝教授[11]、尹升华教授[12]、刘浪教授[13]、赵志宏副教授[14]、郭奇峰副教授[15]、李迎春副教授[16]等知名专家学者共叙矿产与地热资源共采研究及应用，感谢他们在紧张的科研工作之余按时完成了论文的撰写. 同时，衷心感谢《工程科学学报》编辑团队的辛勤付出，让专刊得以顺利出版.