“三深”复杂环境下岩石钻进与机械化开挖技术发展与展望

作者：王少锋^*; 吴毓萌; 周子龙

来源：中南大学学报(自然科学版), 2023, 54(03): 819-836.

• 深地
• 深海
• 深空
• 岩石钻进
• 机械化开挖

地下资源的大规模开采使得浅部资源逐渐减少，促使深地、深海、深空(“三深”)成为资源开采的新领地。本文阐述了“三深”复杂环境下岩石钻进和机械化开挖发展现状，并从高地应力、高地温、高渗透压、高水压、微重力、高真空等不同复杂环境参数分析岩石钻进及开挖过程的相关特征，分别提出几个具有代表性的挑战技术。针对深地、深海、深空的岩石钻进和开挖技术瓶颈以及面临的挑战，总结部分解决方案的同时对钻进和开挖技术领域的未来发展方向进行展望。研究结果表明：深空钻进和开挖技术还处于初步发展阶段，开挖技术目前还达不到深空资源开采的技术需求，但近年来以钻进为主的钻探作业得到了稳步发展，对于深空机械化开挖也提出了合理构思；钻进和开挖技术是“三深”资源开采技术的重要组成部分，为实现“三深”复杂环境下矿产资源的安全、高效、经济、绿色开发，岩石钻进和机械化开挖技术亟需向数字化、自动化、无人化、智能化方向发展。