又一新矿物被发现,我国“找矿突破”大有可为

2024-03-27 15:54
求学·理科版 2024年5期
关键词:工程师勘查

2024年1月19日,自然资源部中国地质调查局发布消息,我国在河南稀土矿中发现的一种新矿物,正式通过国际矿物学会审批,并以我国地质学家、南京大学地球科学与工程学院倪培教授的名字命名,致敬他长期以来在钨、锡多金属以及稀有、稀土矿床研究领域的卓越成就。倪培石的发现,不仅丰富了我国稀土矿物种类与研究资料,对深入研究稀土矿的矿床成因和提升矿床经济具有重要意义,而且作为目前自然界最富铈的硅酸盐矿物,其对新材料产业的发展具有重要的科学价值。

目前,人类已知的自然矿物共计6006种,其中,在我国首次发现的有192种,约占世界矿物总数的3%。

◎新矿物发现,矿物学界的奥林匹克

新矿物的发现,素有“矿物学奥林匹克”之称,是反映一个国家矿物学研究水平的重要标志之一,是矿物学领域重要的基础性研究工作,为人们认知与利用自然界中的新物质提供科学依据。

稀土和铈铁合金

稀土因其独特的电子层结构和光、电、磁、催化等方面的良好性能,被广泛应用于石油化工、冶金机械、电子信息、能源环保、国防军工和高新材料等国民经济和现代科学的多个领域,被称为“工业维生素”,是我国重要的战略性矿产资源。

混有其他稀土元素的铈铁合金,与坚硬的物体摩擦时能擦出漂亮的火花,引燃周边的可燃物,是打火机、火花塞等点火装置里的关键材料。同时,铈也是很好的玻璃添加剂,被大量应用于汽车玻璃,因其不仅能防紫外线与红外线,还可降低车内温度,以节约空调用电。

找矿是一个专业性极强的领域,需要理论的指导。而找矿理论是通过对地质环境的研究、对以往勘查工作的总结、对矿山开采实际情况的对比,从大量生产实践中总结出来的。一个找矿理论的形成,往往会改变一个国家的矿产资源格局。

近30年来,找矿勘查技术已经发生重大变革。地质找矿已从寻找露头矿、浅表矿转到隐伏矿,从低山区转到人迹罕至的中高山区—深切割区。将现代科学技术运用到找矿勘查是全球大趋势,目前,国外现代找矿勘查技术发展迅速,主要体现在卫星遥感多光谱、机载、地面和岩心红外光谱技术,航空地球物理电、磁、重、放技术,地面高精度、大深度地球物理激电探测技术,地气、生物和纳米级固体穿透性地球化学勘查技术,模块化、自动化、智能化钻探技术,以及智慧勘查技术等方面,即进行大数据地质信息的深度处理挖掘,圈定靶区。

多年来,虽然我国地质工作者在找矿技术和方法应用方面持续探索,取得了一系列进展,但找矿勘查设备和装备仍严重依赖国外,形势堪忧。目前来看,我国研发找矿勘探装备、设备和仪器的关键难点是芯片、软件和精密元器件。

◎矿业科技创新,

撑起我国矿产资源安全的保护伞

矿产资源是经济社会发展的重要物质基础,对人类生存和国家战略部署具有重要意义。2023年7月,自然资源部宣布全面启动新一轮找矿突破战略行动,加强重要能源、矿产资源国内勘探开发和增储上产,以期有效提升国家战略物资储备保障能力。随着找矿难度的日益增大,矿产勘查将越来越依赖科学的矿产资源预测方法和新技术。近年来,地理信息技术随着大数据时代的到来呈现爆炸式增长,为发展和创新矿产资源预测评价、维护矿产资源安全带来了新机遇和新挑战。

◆ 我国成功突破UWB定位芯片核心技术

2023年底,中国煤科重庆研究院科研团队与国内芯片企业合作开发出适用于煤矿行业的UWB定位芯片,并使用国产化芯片进行产品开发、验证,实现行业首家井下人员精确定位系统全国产化。

UWB即超宽带技术,是一种无线载波通信技术,其核心能力就是精准的定位与测距,以及实现通信功能,具有厘米级高精度定位、超低功耗、强抗干扰及高安全性等技术特点。与蓝牙或Wi-Fi等技术不同,UWB技术射频信号的物理特性从一开始就被专门定义,以能够实现实时、超精确、超可靠的定位和通信功能的优势抢占市场,并成为当下行业竞逐的热点。

目前,国内UWB芯片市场尚处于初级发展阶段,还面临着价格高、技术难等问题,行业内尚无龙头企业挑起大梁,各研发企业均处于同一起跑线上。未来,UWB技术还将与5G、物联网等新兴技术相结合,不断推出新的潜在应用场景,UWB芯片企业在技术研究和产品研发上也将迎来更多的机遇和挑战。

相关岗位:UWB定位算法工程师

为全国产化的KJ251J煤矿井下人员精确定位系统(智能矿山系统)提供定位算法技术支持的工程技术人员,要求熟悉各种滤波算法、无线定位算法及融合定位算法,主要为煤矿、非煤矿山、市政隧道等空间受限场所,提供定位、通信服务,除对人、机、物高精度定位、调度、管理,还可实现人员健康状态监测、人机安全协同、智能辅运、智能物流、智能瓦斯巡检等功能,为煤矿等矿产资源及道路施工安全生产管理、智能化建设提供基础支撑。

薪资水平:UWB作为智能矿山系统的一项高精尖技术,相关技术人才十分紧缺,薪资收入较为可观,职友集数据显示,定位算法工程师的月平均工資为30.8k。

相关专业:探测制导与控制技术、电气工程与智能控制、地理信息科学、测绘工程、数学与应用数学、自动化、通信工程、电子科学与技术、计算机科学与技术等,该岗位对专业技术能力的要求较高,招聘人员多为硕士及以上学历。

◆ MapGIS“绿矿智用”助力矿山数字化转型

近年来,随着“绿水青山就是金山银山”的理念不断深入实践,全国各地正切实转变矿业发展方式,积极推进矿业科技创新,推动矿业经济高质量转型发展。如何实现矿山数字化转型,场景应用建设是关键。

面向矿山管理信息化智能化的转型需求,中地数码集团积极探索,加大对云地理信息系统软件平台MapGIS(矿产资源勘查数字化平台)的技术创新力度,通过利用三维地质孪生模型、电子围栏、高空低位视频监控相结合等技术,充分引进先进的三维地质建模技术和全景视频监测设备,归集矿山勘查、开采、铲装、运输、配矿、加工、销售、监测监管等专题数据,在三维可视化前提下建设“162体系”的矿山基础数字化解决方案,开展矿区生产经营全过程监测、预警,加速实现矿山企业生产要素数字化、应用场景可视化、管理决策智控化。

相关岗位:GIS软件开发工程师

负责设计、开发和测试地理信息系统(GIS),用可视化交互形式展示和管理空间及地理数据的专业人员,需要掌握地理学、测量学、计算机科学和工程学等领域的知识,能够利用地理信息技术和相关编程技术分析处理地理空间数据、开发地理信息系统应用程序,并解决各种与地理位置相关的空间技术问题。

现如今,GIS软件应用已经渗透到各行各业以及老百姓的日常生活当中,如何开发出功能全面又简洁好用的GIS应用系统成了亟待解决的大问题。GIS软件开发工程师作为行业稀缺人才,十分抢手。经过一段时间的工作经验积累后,GIS软件开发工程师可发展成为高级软件工程师、算法应用开发工程师和需求工程师。

薪资水平:GIS软件开发工程师作为行业稀缺人才,其薪资水平会随着工作年限的增长迎来很大的提升。谈职官网数据显示,该岗位平均月收入为15700元,没有经验的应届生薪资区间区间为10k—16k /月,有1到3年工作经验的人员薪资区间为11k—19k /月,有3到5年工作经验的人员薪资区间为13k—21k /月,有5到10年工作经验的人员薪资区间为15k—23k /月。

相关专业:地理信息科学、遥感科学与技术、测绘工程、导航工程、地理国情监测、空间科学与技术、空间信息与数字技术、地理空间信息工程、信息工程等。

◆ 我国电磁法仪器从跟跑、并跑到领跑

电磁法是指以地下介质的导电性、导磁性、电化学活动性和介电性差异为物质基础,根据电磁感应原理,通过观测和研究人工或天然电磁场随空间分布规律或随时间变化规律开展资源勘查、水文地质调查等的一类地球物理勘探方法,其在金属矿产勘查工作中扮演着重要角色。电磁法仪器种类多,能适应不同作业环境,对不同埋深、不同种类矿体进行探测,是寻找隐伏金属矿的有效方法之一。

早期,我国在电磁法仪器上的发展主要以跟踪、引进、消化、吸收国外方法技术和仪器设备为主,虽然在探测方法、数据处理等方面取得了一些具有自主知识产权的创新成果,但仪器的研制技术、工艺水平和稳定性与国外先进产品仍有相当差距。随着国内外电磁法仪器越来越向多功能化、集成化方向发展,西方传统的频率域电法勘探,在方法创新上稍显吃力,创新力度不足。

60多年以来,经过不间断地试验勘探,在中南大学何继善院士团队的带领下,我国终于找到了适合自身国情的广域电磁法,打破了近百年来电磁法仪器市场一直被国外垄断的局面,实现了电磁法勘探理论、技术与仪器从跟跑、并跑到领跑的跨越。

相关岗位:仪器仪表工程师

在工业自动化仪表与控制系统、科学仪器、电子测量与电工测量仪器、医疗仪器等各类专业仪器,传感器与仪器仪表元器件及功能材料等行业从事仪器仪表的设计、安装、保养等工作的专业技术人员。许多大型制造企业或工程公司都开设有这一岗位,仪器仪表工程师需要考取相应的职业资格证书,该职业资格共分三级:助理仪器仪表工程师、仪器仪表工程师、高级仪器仪表工程师。

薪资水平:该岗位人才较为稀缺,发展前景良好,职友集数据显示,探测类仪器仪表工程师的月平均收入在万元以上,一线城市的仪器仪表工程师收入一般为15k—25k /月。

相关专业:测控技术与仪器、仪器仪表工程、精密仪器、智能感知工程、仪器科学与技术、集成电路设计与集成系统、自动化、电子科学与技术、机械电子工程等。

◎加快推动产学研深度融合,

让科研成果从“书架”走向“货架”

近年来,许多高校通过与地方政府、矿业企业等共建产学研基地、科学研究基地、企业博士(后)工作站,组建了一批产学研协同创新的技术团队,长期扎根一线开展联合攻关,创新成矿理论与找矿勘查技术方法,指导实现找矿突破,将科技创新成果转化为现实生产力,让更多科研成果从“书架”走向“货架”,让更多科研人员成为“科学家+企业家”。

院校看台

武汉科技大学“智拓”系统

赋能智慧矿山建设

“智拓”系统是武汉科技大学材料与冶金学院赵刚教授课题组研发的具备完全自主知识产权的先进矿山一体化系统,该系统包含远程运载、远程控制、井下设备协同作业、智能支护系统、云端管理系统五大子系统。目前,五大子系统均已实现软件硬件化、服务产品化、产品系列化和系统平台化,具有智能化程度高、设备作业能力强、安全可靠性及生产效率高、绿色开采工艺新等特点,部分发明专利成果在国际上具有领先地位。2023年初,该团队与宜昌鄂奥图机械制造有限公司签订校企合作协议,将“智拓”系统正式落地该公司,赋能矿山智能化、少人化、无人化产业转型升级,为企业打造市场竞争新亮点和新利润贡献点,以高科技助力企业高质量发展。

桂林理工大学以优势特色学科

精准衔接有色金属产业

桂林理工大学对接“广西特色资源(有色金属、稀土等)勘查—开采—冶炼—加工—废弃物处理—生态修复”产业链,构建了“地质、环境、测绘”—“冶金、化学”—“材料、化工”—“环境、土木”—“旅游、风景园林”等学科链,强化应用基础研究、成果轉化、智库建设,进一步凸显学科特色。

广西素有“有色金属之乡”的美名,铟、镉、镓、铊等稀散金属资源均位居全国前列,是现代工业、战略性新兴产业不可或缺的支撑材料。其中,广西中重离子型稀土已探明储量超过250万吨,占全国已探明总储量的23%。

为助力广西从稀土大省迈向稀土强省,桂林理工大学化学与生物工程学院胡振光教授参与国家和省部级科研产业化项目40多个,与稀土打交道的10余年,带领团队开创了广西稀土产业科技创新与技术进步的新时代。2022年,桂林理工大学胡振光团队的科研成果以合同金额2500万元实现转让,创广西高校同类科技成果转化新纪录。

编后语

“找矿突破”是2023年地质勘查行业的高频词,数字化、智能化、绿色化将是未来行业发展的主要趋势和脉络,在此新形势、新任务、新需求下,找准关键点、抢抓新机遇,对我国能源矿产资源安全和结构转型意义重大。然而“找矿突破”非一时之功、一域之事,应充分发挥各部门、各地区以及全国地勘队伍和科研单位的作用,持续有力地打赢找矿突破战略行动这场攻坚战,使能源资源增储上产,才能更好护航国家安全、发展大局,将“饭碗”牢牢端在自己手上。

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