江蘇徐州：登攀“地下珠峰”，向深地進(jìn)軍，為未來(lái)賦能

 本報(bào)記者 王正喜

 地球內(nèi)部到底有什么？最深能挖到多深？深地又有哪些資源可以利用？在江蘇省徐州市西郊臥牛山下，有一座2021年掛牌成立的深地科學(xué)與工程云龍湖實(shí)驗(yàn)室，專(zhuān)注于深地科學(xué)與工程研究，不斷拓展著我們對(duì)深地奧秘的認(rèn)知。

 “盡管人類(lèi)生活在大地上，但我們對(duì)腳下的世界尤其是深地空間知之甚少?！鄙畹乜茖W(xué)與工程云龍湖實(shí)驗(yàn)室主任李曉昭說(shuō)，地下物質(zhì)成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)多樣，“透視”難度大，人類(lèi)目前對(duì)深地的認(rèn)知甚至比深空、深海更少。

 依托云龍湖實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)，徐州市正在開(kāi)展深地空間流態(tài)物質(zhì)運(yùn)移、深地工程圍巖力學(xué)響應(yīng)、深地空間環(huán)境演化災(zāi)變研究，加快培育地下空間儲(chǔ)油、儲(chǔ)能、儲(chǔ)廢等未來(lái)產(chǎn)業(yè)，為徐州乃至更大區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新動(dòng)能。

 8月29日，省發(fā)展改革委、省工信廳印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)未來(lái)產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展試點(diǎn)建設(shè)的通知》，公布首批江蘇省未來(lái)產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展試點(diǎn)名單，徐州高新區(qū)深地產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展試點(diǎn)成功入選，這也是蘇北唯一一家試點(diǎn)未來(lái)產(chǎn)業(yè)。徐州市將以此為契機(jī)，進(jìn)一步推動(dòng)云龍湖實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，加快發(fā)展深地產(chǎn)業(yè)，加快建設(shè)深地未來(lái)產(chǎn)業(yè)先導(dǎo)區(qū)。

 深地產(chǎn)業(yè)憑借硬核實(shí)力納入江蘇試點(diǎn)

 未來(lái)產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)或先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)中更加具有技術(shù)前沿性、需求突破性、影響顛覆性、價(jià)值戰(zhàn)略性和前景爆發(fā)性的前端產(chǎn)業(yè)。

 省委經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議明確提出，促進(jìn)第三代半導(dǎo)體、未來(lái)網(wǎng)絡(luò)等未來(lái)產(chǎn)業(yè)優(yōu)先發(fā)展，超前布局量子科技、深海深地空天、生命科學(xué)等前沿賽道，厚植發(fā)展新優(yōu)勢(shì)。

 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，全球范圍內(nèi)淺部資源日益短缺，資源開(kāi)采必然轉(zhuǎn)向深部。如何合理開(kāi)發(fā)利用地下空間，已經(jīng)成為迫切需要預(yù)研的國(guó)家重大戰(zhàn)略科研項(xiàng)目。

 面向未來(lái)制造、未來(lái)信息、未來(lái)材料、未來(lái)能源、未來(lái)空間、未來(lái)健康等六大重點(diǎn)方向，徐州及早進(jìn)行了布局，選擇了未來(lái)空間的深地賽道。

 2021年10月22日，深地科學(xué)與工程云龍湖實(shí)驗(yàn)室由徐州市人民政府、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)、徐州高新區(qū)、徐工集團(tuán)、徐州地鐵集團(tuán)、中煤集團(tuán)大屯煤電公司和徐礦集團(tuán)等單位聯(lián)合發(fā)起創(chuàng)建，這是政產(chǎn)學(xué)研深化合作的重大碩果，也是2022年江蘇省重大項(xiàng)目清單中6個(gè)重大創(chuàng)新載體項(xiàng)目之一。

 云龍湖實(shí)驗(yàn)室2022年獲批重大科技基礎(chǔ)設(shè)施預(yù)研項(xiàng)目，2023年獲批籌建江蘇省實(shí)驗(yàn)室，成為江蘇省4個(gè)省實(shí)驗(yàn)室之一，2024年江蘇省政府工作報(bào)告明確提出要“加快建設(shè)深地科學(xué)與工程云龍湖實(shí)驗(yàn)室”。

 位于徐州的深地工程智能建造與健康運(yùn)維全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、高端工程機(jī)械智能制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等三大國(guó)字號(hào)實(shí)驗(yàn)室，也在全力支持云龍湖實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。

 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)作為云龍湖實(shí)驗(yàn)室核心依托單位，積極發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì)、專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢(shì)和人才優(yōu)勢(shì)，為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)提供大力支持，與各方共同努力，在基礎(chǔ)理論、工程技術(shù)、裝備研發(fā)等方面組建大團(tuán)隊(duì)、承擔(dān)大任務(wù)、產(chǎn)出大成果，攜手推動(dòng)云龍湖實(shí)驗(yàn)室成為深地科學(xué)與工程領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”。

 深地產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展成效明顯

 云龍湖實(shí)驗(yàn)室2萬(wàn)平方米、10萬(wàn)立方米的寬敞空間會(huì)讓人產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)，以為這是一個(gè)大型建筑內(nèi)部，只有墻壁上整齊的開(kāi)鑿痕跡才能讓人意識(shí)到這并不是大自然的杰作。

 在環(huán)控及生物轉(zhuǎn)化平臺(tái)內(nèi)的一個(gè)環(huán)境艙里，一具“暖體出汗假人”正在連續(xù)“工作”。這個(gè)假人模擬了人體散熱、出汗、呼吸、運(yùn)動(dòng)等生理特征，能夠測(cè)試出在高溫、高濕的地下環(huán)境里人體各項(xiàng)生理參數(shù)的變化。這些數(shù)據(jù)可以為設(shè)計(jì)地下作業(yè)穿戴設(shè)備提供依據(jù)。

 在這個(gè)平臺(tái)的另一個(gè)硐室里，有幾臺(tái)方形機(jī)器正在運(yùn)轉(zhuǎn)。李曉昭介紹，這是在處理廢棄物，研究在地下環(huán)境里如何有效促成微生物合成。他設(shè)想，未來(lái)垃圾也可通過(guò)真空管道投入地下生物轉(zhuǎn)化平臺(tái)，轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)，促進(jìn)深地空間“人—物—環(huán)境”協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

 如今，云龍湖實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)也在聚力向工程機(jī)械領(lǐng)域的“卡脖子”難題發(fā)起挑戰(zhàn)。云龍湖實(shí)驗(yàn)室與中鐵建、徐工集團(tuán)、徐州地鐵公司等協(xié)同攻關(guān)深地空間控滲致災(zāi)構(gòu)造精細(xì)探測(cè)技術(shù)裝備。徐州地鐵4號(hào)線的施工現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)使用了云龍湖實(shí)驗(yàn)室最新研發(fā)的“隨掘隨探”技術(shù)，通過(guò)上百組傳感器預(yù)先為盾構(gòu)機(jī)“探路”。

 李曉昭表示，云龍湖實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的“導(dǎo)向取芯”技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平，團(tuán)隊(duì)的不少科研成果也在為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)注入新的活力。產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟在推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的同時(shí)，也讓傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)面向未來(lái)，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。

 “地下蘊(yùn)藏著豐富的資源，除了已知的石油、天然氣、頁(yè)巖氣、頁(yè)巖油等外，還有很多未知的資源。地下空間本身也具有很大的研究和應(yīng)用價(jià)值?！崩顣哉颜f(shuō)，深地資源、深地空間的高效利用，地下空間高端裝備研發(fā)，地震等地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)防等，都需要深地科學(xué)與工程技術(shù)的支撐。

 作為國(guó)家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)、國(guó)家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)示范區(qū)，徐州是全國(guó)為數(shù)不多開(kāi)展深地研究的城市之一。徐州高新區(qū)作為全市深地未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主陣地，已經(jīng)形成較為明顯的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

 目前，這一深地產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)集聚地，擁有地下開(kāi)采裝備制造、深地信息探測(cè)等相關(guān)制造企業(yè)28家。其中，地下開(kāi)采裝備制造領(lǐng)域已經(jīng)形成了較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈條。在深地信息探測(cè)相關(guān)領(lǐng)域，已建成全國(guó)最大的地下礦山安全防護(hù)裝備集群，深地安全綜合解決方案占據(jù)全國(guó)1/3市場(chǎng)份額，制定地下礦山安全生產(chǎn)雙重預(yù)防等8個(gè)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

 深地未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊

 未來(lái)空間蘊(yùn)含著無(wú)限可能。徐州正在前瞻布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)，著力培育深地產(chǎn)業(yè)細(xì)分賽道。

 按照《江蘇?。ㄉ畹兀┪磥?lái)產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展試點(diǎn)建設(shè)方案》，作為全省唯一開(kāi)展深地研究的區(qū)域，徐州將瞄準(zhǔn)地下開(kāi)發(fā)與安全應(yīng)急裝備制造、地?zé)豳Y源探測(cè)與開(kāi)發(fā)、地下工程智能建造、深地空間綜合利用等特色領(lǐng)域，推動(dòng)“深地科學(xué)—裝備制造—空間利用”全鏈條發(fā)展模式，打造未來(lái)產(chǎn)業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)制高地。

 深地科學(xué)基礎(chǔ)研究方面，徐州市全力支持云龍湖實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用好深地空間流態(tài)物質(zhì)運(yùn)移綜合實(shí)驗(yàn)設(shè)施，加快系列功能艙平臺(tái)建設(shè)；大力支持深地工程智能建造與健康運(yùn)維全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室加快提升深部巖體力學(xué)特性及基本理論試驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)化深地開(kāi)發(fā)研究支撐能力；著力支持江蘇省安全應(yīng)急裝備技術(shù)創(chuàng)新中心、安全應(yīng)急技術(shù)驗(yàn)證中心等重點(diǎn)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)，形成深地科學(xué)創(chuàng)新平臺(tái)矩陣。

 地下開(kāi)發(fā)裝備領(lǐng)域加強(qiáng)與徐工集團(tuán)等龍頭企業(yè)創(chuàng)新合作，重點(diǎn)攻關(guān)超深井、超深礦等深地空間精細(xì)探測(cè)技術(shù)裝備、挖掘鉆取裝備、地下工程高效建造裝備、深地災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)警裝備、城市空間探測(cè)與開(kāi)發(fā)利用裝備等重大裝備，打造全國(guó)最大的特種救援裝備生產(chǎn)制造基地。

 深地應(yīng)用場(chǎng)景建設(shè)方面，持續(xù)建設(shè)地下智能建造試驗(yàn)場(chǎng)、深地儲(chǔ)氫儲(chǔ)氣儲(chǔ)熱試驗(yàn)場(chǎng)、地下CO?封存試驗(yàn)場(chǎng)等特色應(yīng)用場(chǎng)景，因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，為加快實(shí)現(xiàn)“深海、深地、深空、深藍(lán)”國(guó)家戰(zhàn)略探索徐州路徑。

 “在深地空間部署超算中心、工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施，便利使用地下能源，同時(shí)高效散熱；工業(yè)和生活廢棄物通過(guò)管道直接送入深地空間，高效轉(zhuǎn)化再利用或安全儲(chǔ)存……隨著深地科學(xué)與工程的不斷進(jìn)步，這些場(chǎng)景都有望在未來(lái)成為現(xiàn)實(shí)?！崩顣哉颜f(shuō)。

編輯：宋繼業(yè)