题记：
“如果我们能够一方面朝着数字化矿山方向发展，另外一方面朝着构建生态采矿工程方向发展，若干年后，我国矿业的面貌一定会有翻天覆地的变化。”
于润沧院士
2008年9月4日，辽宁阜新市河西镇八矿发生瓦斯爆炸，27人遇难。
2008年9月18日，山西襄汾尾矿库发生溃坝事故，截至21日17时，遇难者人数上升到265人。
2008年9月21日，河南登封一煤矿发生煤与瓦斯突出事故，目前已有37人遇难。
上面这组数据显示的，仅仅是2008年9月4日到21日所发生的重大矿山事故死亡人数。而今年年初，国家安全生产监督管理总局公布的统计显示，2005年我国矿难死亡人数近6000人，2007年是3786人。这些触目惊心的数字告诉我们，多少完整的家庭瞬间破碎，多少幸福的人们刹那间痛苦不堪。如此频繁发生的矿难事故，怎能不让我们对矿业发展和矿山开采技术进行重新审视和思考！
近日，记者就相关问题采访了我国著名矿山工程设计专家、中国工程院院士于润沧先生。
透析我国矿业发展近况
记者：目前，我国的矿业发展情况如何？
于润沧：我国是一个矿产资源相对丰富、品种比较齐全的国家，截至2007年初，我国已发现171种矿种，查明有资源储量的矿产159种，其中金属矿产54种。
我国有色金属产量已连续5年居世界第一，有色金属的消费量如何呢？我们以铜、铝、锌、铅四种有色金属为例来说明：铜，从2001年开始连续5年居世界第一。铝，从2004年开始连续3年居世界第一。锌，从1998年开始连续8年居世界第一。铅，从2005年开始连续2年居世界第一。
然而，用量大的有色矿产对外的依存度却相当大。2006年，铜的对外依存度是61%，铝是21%，铅是52%，锌是36%。据预测，2010年，铜的对外依存度将上升到70%～75%，铝的对外依存度是20%～37%，铅是28%～50%，锌是30%～40%；而到了2020年，铜的对外依存度在60%左右，铝是23%～34%，铅是34%～47%，锌的对外依存量将上升到45%～60%。
技术装备水平不高也是制约我国矿业发展的重要因素。目前，我国只有极少数矿山达到国际先进水平，很多大型矿山设备仍依靠进口。虽然设备制造厂家很多（包括一些矿业企业），但在国际市场上，缺乏有竞争力的自主品牌产品。
此外，由于矿业企业的规模小、竞争力弱，所以在市场上就缺少定价话语权。例如：2006年，我们全国的矿产铜产量是75.54万吨，而智利埃斯康迪达一个矿的产量就是125.56万吨（期间工人还罢工一个月）。又如，在我国100多家铜冶炼企业中，精铜年产量超过10万吨的企业只有7家。
所以说，我国是一个矿业大国，但还不是一个矿业强国。
于润沧院士（左）1990年赴智利埃斯康迪达矿考察
重在构建生态矿业工程
记者：怎样才能实现矿业开采的有效创新？
于润沧：我是研究有色金属矿业的，还是以有色金属矿业为例吧。我认为有色金属矿业科技创新的领域还是非常广阔的，而最突出的可能是推进矿业信息化建设、构建生态矿业工程和小矿山的重组整合三个重要领域。
在这里，我要着重谈一下构建生态矿业工程。
采矿业虽然是一个古老的行业，它作为人类进入文明社会的奠基石，至今仍然是现代国民经济发展乃至高新技术产业的重要物质基础。矿产品的消费与GDP增长的正相关性非常高，随着矿产品生产和消费量的迅猛增加，我国的经济得以持续高速发展，同时使一些经济不发达地区得以依靠矿产资源的开发利用实现脱贫致富，然而由于缺乏工业过程生态化的理念，缺乏现代生态经济的思想，同时也受局部经济利益的驱动，导致生态系统恶化和环境严重破坏。矿产资源开发带来诸多生态和环境问题，包括植被和地貌景观破坏、耕地减少、地质灾害、地下水资源受损、酸性水污染等。由于矿山开采，每年占用和破坏土地数十万公顷，产生固体废料上百亿吨，有的企业甚至将未经处理的废水排入江河湖海，造成区域性的重金属污染，加之诸多老矿山环境问题历史欠账，又缺乏治理资金，仅就尾矿库而言，2003年～2004年国家安全生产监督管理总局对6000多座尾矿库中的2692座尾矿库的安全状况组织了调查，危库、险库、病库竟占三分之二以上，溃坝的恶性事故时有发生，造成严重的人员伤亡和巨大的经济损失。
尽管国家对环境保护极为重视，将其定为基本国策，从20世纪80年代开始制定了许多保护生态环境的法律法规，如2000年12月颁布的《全国生态环境保护纲要》，提出了全国生态环境保护的基本原则、目标及对策措施；2006年国家环保总局颁布了《矿山生态环境保护与污染防治技术政策》等，不少部门也做出诸多努力，已有无废矿山、花园式矿山以及复垦植被的示范性工程存在，但从全局来看，仍处于局部改善、整体恶化的发展态势。据资料介绍，截至2005年底，全国矿山开采共引发地质灾害12379起，死亡4251人，地面塌陷面积约35.22万公顷，造成直接损失161.6亿元。因此，构建生态矿业工程对实现可持续发展具有非常重要的现实意义。
生态矿业工程就是当人类开发矿产资源引起自然生态平衡遭受破坏时要建立人为的生态平衡，也就是人类有意识地、理性地同时依靠法律、政策法规安排既能满足人类对矿产资源的需求，也能适应生态、环境系统承载能力的工程部署，达到可持续发展的目标。这也是科学发展观在矿业工程中的具体体现。强调“有意识地”、“理性地”是要求人们树立工业过程生态化的理念，做到在矿业项目规划、立项、设计、施工建设、生产、闭坑的全过程，将生态环境保护和环境治理、生态修复融为项目的有机组成元素，保证各阶段的资金投入，落实各阶段的社会责任。强调“法律和政策法规”是要求通过制定和严格执行法律和政策法规明确各阶段的社会责任，并使环保行动从非经济行为变为经济行为，从末端治理变为源头控制，真正做到有效监督和严格奖惩，真正做到经济发展与生态平衡相协调。
我国有色金属矿产资源增长的潜力，主要在生态环境脆弱的西部地区。欲使这一片净土的经济得以可持续发展，不致形成环境灾难，必须从树立生态道德价值观开始，按照构建生态矿业工程的原则，进行矿产资源的开发利用。在生态环境脆弱的地区开采矿产资源，环境投入所占的比重必然会大一些，青藏铁路的建设也是如此，这是对这类地区的矿产资源进行经济评价时必须考虑的因素，也是我们在制定和实施全球矿产资源战略时要予以权衡的因素。
但是，要实现构建生态矿业的目标，难度是很大的。不仅需要政策法规的引导与制约，需要资金的支持，更需要多方面技术创新来推动，例如包括非金属矿物在内的资源综合利用；消灭尾矿库和废石场，实现无废开采的技术措施；尾矿废石堆放方式的创新，以利及时复垦和进行生态的修复；更多的原地浸出技术的开发等等。
总之，构建生态矿业工程是对人民负责，是为子孙后代谋求福祉，是避免环境灾难成为阻止我国经济可持续发展的一种途径。因此，需要我们矿业界为之呐喊、奋斗，以持续辛勤的科技创新努力来推动其快速发展。
小矿山的重组整合及股份制改造不知道能否算创新，但对我国矿业健康发展非常重要。
于润沧院士（左三）1998年在布拉格参加世界采矿大会国际组委会
数字化矿山是未来趋势
记者：现在，数字化矿山已成为一个热门话题，您能否对此做一个简单介绍？
于润沧：21世纪是采矿逐步走向智能化的时代。这是整体科技进步的推动，也是矿产资源消费急剧增长和开采、加工难度日益提高激励的结果。矿业信息化建设的目标是产生数字化矿山。关于数字化矿山目前尚无准确的、公认的定义。综合矿业发达国家矿山信息化建设不同的战略设想以及不同学者对数字矿山概念的表达，对数字化矿山的概念可以表述为由初级到高级的三个层次：矿山数字化信息系统、反映真实矿山整体及相关现象的虚拟矿山、无人矿井的远程遥控操作和自动化采矿（Mine Automation， Telemining，Robotic mining）。
矿山数字化信息系统包括以下子系统：矿区地表及矿床模型三维可视化信息系统，矿山工程地质、水文地质及岩石力学数据采集、处理、传输、存储、显示与探采工程分布集成系统，矿山规划与开采方案决策优化系统，矿山主要设备运转状态信息系统，生产环节监控与调度系统，矿山环境变化及灾害预警信息系统，矿山经营管理及经济活动分析信息系统。目前我国一些重点矿山已经建设了或正在建设包含内容不同的矿山数字化信息系统。
数字化虚拟矿山是在上述信息系统的基础上，增加实时动态响应和更广泛的集成，运用多媒体、模拟、仿真、虚拟技术使真实矿山整体及其相关现象实现数字化再现，为矿山实现科学管理提供非常便捷的手段。这已是我国个别矿山正在进行的研究课题。
远程遥控操作和自动化采矿：在上述数字化的基础上，增加设备自动化、智能化，地下通信及实时自动定位和导航技术，实现矿山生产过程的远程遥控操作和自动化采矿，从单个工序到整体矿山，使矿山生产实现数字化、办公室化。前面已经提到，矿业发达国家目前建设数字化矿山的重点，是实现远程遥控和自动化采矿，Sandvik和Atlas Copco等公司在这方面发挥了重要的作用。国外目前已经达到的水平是：
（1）连续自动完成掘进工作面一个循环的炮孔或深孔采矿工作面一排扇形炮孔的凿岩。凿岩精度得到提高，工时利用显著增加，操作人员大幅减少。但设备移动就位和维修仍需工人下井直接干预。
（2）地下矿山无线电通信系统的开发已经完成，已有几种自动定位和导航系统在试验矿山使用。
（3）铲运机除铲斗装载为从地面遥控操作外，行走、卸载、再返回指定装矿点等其他操作为自动化模式。与自动化的LHD配套的地下卡车自动化系统已经在几个矿山实际应用。
不少国家都在进行试验，建立示范采区，而真正用于生产的当属采用自然崩落法的矿山，如智利的El Teniente铜矿、南非的Finsch金刚石矿。这类矿山出矿工序周期很长，而且作业比较简单，易于实现自动化。如果以整体矿山实现远程遥控和自动化采矿为目标，尽管近十多年来在单项作业上已经取得了骄人的成果，但数字化矿山的建设总体上仍处于婴幼期。构建数字化矿山的最大技术难点在于其对象的不确定性，很难进行精确的量测与控制。矿床开采是一个复杂、多变、信息隐蔽、难以预测的巨型系统，因此从信息采集、传输、处理、集成、显示到应用于生产过程自动控制，涉及领域非常广泛，需要多学科交叉、创新和经验积累。应当认识到，数字化矿山是矿业发展的目标和方向，而不是一项具体的工程。
但是数字化矿山能极大地提高劳动生产率，降低生产成本，使企业在金属市场不景气的情况下仍处于竞争优势地位；能适应日益增多的深井开采的条件，使矿工远离高地温、岩爆威胁等恶劣操作环境，彻底改善矿工的安全和健康状况，实现采矿办公室化。因此，数字化矿山具有极其重要的意义和强烈的吸引力，同时也具有广阔的创新空间。我国在这方面还仅仅处于酝酿阶段。
记者：数字化矿山和矿业发展的终极目标是什么？
于润沧：数字化矿山的终极目标是为了实现矿山真正安全、高效、经济开采。而矿业发展的终极目标应当是既能满足人类对矿产资源的需求，也能适应生态、环境系统的承载能力，达到可持续发展的目标。这也是科学发展观在矿业工程中的具体体现。
于润沧简介
于润沧，1930年3月20日出生于河北省张家口市。1954年毕业于东北大学。现任中国有色工程设计研究总院教授级高级工程师，北京科技大学兼职教授、博士生导师。在矿山设计方面造诣颇深，善于将先进科研成果应用于工程设计，创造性地解决复杂的技术难题。
在高地应力、矿岩破碎的金川镍矿的设计中，开发出棒磨砂高浓度胶结充填技术，开创了大面积机械化下向胶结充填法，解决了控制巷道坍塌和“采富保贫”等关键技术，扩大了矿山生产能力，提高了矿山的经济效益。对实现金川资源综合开发和合理利用起到了保证作用。承担膏体充填新技术研究并在国内首次实现工业化。在特大型深井矿山—冬瓜山铜矿的设计中，采用“探采结合”原则促使矿山得以提前建设，缓解资源紧张；按废石不出坑、尾矿不入库的原则设计采矿工艺技术，为创建我国第一座大型无废矿山做出了重大贡献。