全球发展态势
1.工程地质安全监测与预警装备（外部环境的安全）
深海矿产资源的成矿过程往往与海底构造活动或岩浆活动有关（如海底多金属硫化物），因此矿床周围通常发育有活动断层或火山等地质体，是海底地质灾害高发区，易引起地震、海底滑坡或是地质构造变形等灾害，会严重威胁到矿床的开采。此外，在深海矿床的开采过程中，采矿设备（如钻机、采矿机、扬矿系统）对海底面造成的巨大震动同样会对开采区域的地质结构造成影响，可能导致海底构造发生形变、引发小微地震或是引起局部区域的海底海山滑坡，给施工带来巨大的安全隐患。
因此，需要在深海矿床开采区建立原位工程地质安全监测与预警系统对开采前的地质灾害进行调查和风险评价，并建立风险预案，同时在海底矿床开采过程中需建立相应的安全预警机制。一般来说，海底矿床的开采工程地质安全监测与预警系统由若干台海底地震仪、声学记录器、海底磁力仪、海底应变仪等设备组网而成，涵盖了整个开采区，各设备之间由光纤连接，并由接驳盒提供能源动力和进行信息汇总，预警信息将通过水中的中继器发送至海面传回控制中心。系统能实时采集地震、水中声压、地磁场变化、海底地应变等参数，实现对矿区地质结构、海底形变的监测。
开采工程地质安全监测与预警系统的关键难点在于各单体装备之间的连接、时钟同步、水中的信号传输以及预警软件的开发，目前国外还未出现相关的成型设备。
2.采矿作业过程实时监测（作业状态）(https://www.daowen.com)
在采矿作业的过程中，需要对各装备的工作状态开展实时监测。针对矿床开采装备、泵管提升装备等，监测其位置、姿态和工作状态；针对矿浆输送过程，监测其输送速度及浓度水平；针对矿石预分选、矿石外输等流程，监测并调节实时作业状态，保证采矿作业的正常有序进行。目前，世界范围内深海矿产资源开发仍处于系统海试阶段，因此作业过程实时监测技术研究较少，部分国家开展了针对矿床开采作业的实时监测尝试。韩国在2008年进行采矿装备实验时，采用了由嵌入式控制器、控制监视面板和各种传感器组成的实时操作监控系统。比利时GSR公司在其多金属结核采集器上安装了多种传感器，实现了在采矿作业过程中实时监测采矿原型车的液压压力、液压容积、泵转速（如履带驱动马达）等作业状态。韩国海试采矿机器人控制界面如图7－37所示。
图7－37 韩国海试采矿机器人控制界面
3.系统力学响应实时监测与预警（装备的安全）
系统力学响应实时监测与预警是指对深海采矿整体系统的运动、应力、应变、结构安全进行监测，结合深水结构的动力学特征对管系的损伤和疲劳状态进行预警，并针对各种突发海况、地形变化、生物干扰等紧急情况作出及时响应预警，从而以最快的速度规避风险，最大化保证整个作业装备的安全。国外对海洋油气开采系统力学响应实时监测与预警技术已经展开了很多的相关研究，但是对深海采矿系统的系统力学监测与预警技术的研究较少。