江蘇徐州：登攀“地下珠峰”，向深地進軍，為未來賦能

 本報記者 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與工程云龍湖實驗室，專注于深地科學與工程研究，不斷拓展著我們對深地奧秘的認知。

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

 依托云龍湖實驗室科研團隊，徐州市正在開展深地空間流態(tài)物質(zhì)運移、深地工程圍巖力學響應、深地空間環(huán)境演化災變研究，加快培育地下空間儲油、儲能、儲廢等未來產(chǎn)業(yè)，為徐州乃至更大區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展提供新動能。

 8月29日，省發(fā)展改革委、省工信廳印發(fā)《關(guān)于推進未來產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展試點建設(shè)的通知》，公布首批江蘇省未來產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展試點名單，徐州高新區(qū)深地產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展試點成功入選，這也是蘇北唯一一家試點未來產(chǎn)業(yè)。徐州市將以此為契機，進一步推動云龍湖實驗室建設(shè)，加快發(fā)展深地產(chǎn)業(yè)，加快建設(shè)深地未來產(chǎn)業(yè)先導區(qū)。

 深地產(chǎn)業(yè)憑借硬核實力納入江蘇試點

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

 省委經(jīng)濟工作會議明確提出，促進第三代半導體、未來網(wǎng)絡(luò)等未來產(chǎn)業(yè)優(yōu)先發(fā)展，超前布局量子科技、深海深地空天、生命科學等前沿賽道，厚植發(fā)展新優(yōu)勢。

 隨著經(jīng)濟社會高速發(fā)展，全球范圍內(nèi)淺部資源日益短缺，資源開采必然轉(zhuǎn)向深部。如何合理開發(fā)利用地下空間，已經(jīng)成為迫切需要預研的國家重大戰(zhàn)略科研項目。

 面向未來制造、未來信息、未來材料、未來能源、未來空間、未來健康等六大重點方向，徐州及早進行了布局，選擇了未來空間的深地賽道。

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

 云龍湖實驗室2022年獲批重大科技基礎(chǔ)設(shè)施預研項目，2023年獲批籌建江蘇省實驗室，成為江蘇省4個省實驗室之一，2024年江蘇省政府工作報告明確提出要“加快建設(shè)深地科學與工程云龍湖實驗室”。

 位于徐州的深地工程智能建造與健康運維全國重點實驗室、煤炭資源與安全開采國家重點實驗室、高端工程機械智能制造國家重點實驗室等三大國字號實驗室，也在全力支持云龍湖實驗室建設(shè)。

 中國礦業(yè)大學作為云龍湖實驗室核心依托單位，積極發(fā)揮學科優(yōu)勢、專業(yè)優(yōu)勢和人才優(yōu)勢，為實驗室建設(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)等方面組建大團隊、承擔大任務(wù)、產(chǎn)出大成果，攜手推動云龍湖實驗室成為深地科學與工程領(lǐng)域的“領(lǐng)跑者”。

 深地產(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展成效明顯

 云龍湖實驗室2萬平方米、10萬立方米的寬敞空間會讓人產(chǎn)生錯覺，以為這是一個大型建筑內(nèi)部，只有墻壁上整齊的開鑿痕跡才能讓人意識到這并不是大自然的杰作。

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

 在這個平臺的另一個硐室里，有幾臺方形機器正在運轉(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，未來垃圾也可通過真空管道投入地下生物轉(zhuǎn)化平臺，轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)，促進深地空間“人—物—環(huán)境”協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

 如今，云龍湖實驗室團隊也在聚力向工程機械領(lǐng)域的“卡脖子”難題發(fā)起挑戰(zhàn)。云龍湖實驗室與中鐵建、徐工集團、徐州地鐵公司等協(xié)同攻關(guān)深地空間控滲致災構(gòu)造精細探測技術(shù)裝備。徐州地鐵4號線的施工現(xiàn)場已經(jīng)使用了云龍湖實驗室最新研發(fā)的“隨掘隨探”技術(shù)，通過上百組傳感器預先為盾構(gòu)機“探路”。

 李曉昭表示，云龍湖實驗室研發(fā)的“導向取芯”技術(shù)已達到世界領(lǐng)先水平，團隊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)學研聯(lián)盟在推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的同時，也讓傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)面向未來，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。

 “地下蘊藏著豐富的資源，除了已知的石油、天然氣、頁巖氣、頁巖油等外，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用價值。”李曉昭說，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)災害的監(jiān)測預防等，都需要深地科學與工程技術(shù)的支撐。

 作為國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)、國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級示范區(qū)，徐州是全國為數(shù)不多開展深地研究的城市之一。徐州高新區(qū)作為全市深地未來產(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。

 目前，這一深地產(chǎn)業(yè)重點集聚地，擁有地下開采裝備制造、深地信息探測等相關(guān)制造企業(yè)28家。其中，地下開采裝備制造領(lǐng)域已經(jīng)形成了較為完備的產(chǎn)業(yè)鏈條。在深地信息探測相關(guān)領(lǐng)域，已建成全國最大的地下礦山安全防護裝備集群，深地安全綜合解決方案占據(jù)全國1/3市場份額，制定地下礦山安全生產(chǎn)雙重預防等8個國家和行業(yè)標準。

 深地未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景廣闊

 未來空間蘊含著無限可能。徐州正在前瞻布局未來產(chǎn)業(yè)，著力培育深地產(chǎn)業(yè)細分賽道。

 按照《江蘇?。ㄉ畹兀┪磥懋a(chǎn)業(yè)先行集聚發(fā)展試點建設(shè)方案》，作為全省唯一開展深地研究的區(qū)域，徐州將瞄準地下開發(fā)與安全應急裝備制造、地熱資源探測與開發(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“深地科學—裝備制造—空間利用”全鏈條發(fā)展模式，打造未來產(chǎn)業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品創(chuàng)制高地。

 深地科學基礎(chǔ)研究方面，徐州市全力支持云龍湖實驗室運用好深地空間流態(tài)物質(zhì)運移綜合實驗設(shè)施，加快系列功能艙平臺建設(shè)；大力支持深地工程智能建造與健康運維全國重點實驗室加快提升深部巖體力學特性及基本理論試驗系統(tǒng)建設(shè)，強化深地開發(fā)研究支撐能力；著力支持江蘇省安全應急裝備技術(shù)創(chuàng)新中心、安全應急技術(shù)驗證中心等重點創(chuàng)新平臺建設(shè)，形成深地科學創(chuàng)新平臺矩陣。

 地下開發(fā)裝備領(lǐng)域加強與徐工集團等龍頭企業(yè)創(chuàng)新合作，重點攻關(guān)超深井、超深礦等深地空間精細探測技術(shù)裝備、挖掘鉆取裝備、地下工程高效建造裝備、深地災害預測預警裝備、城市空間探測與開發(fā)利用裝備等重大裝備，打造全國最大的特種救援裝備生產(chǎn)制造基地。

 深地應用場景建設(shè)方面，持續(xù)建設(shè)地下智能建造試驗場、深地儲氫儲氣儲熱試驗場、地下CO?封存試驗場等特色應用場景，因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，為加快實現(xiàn)“深海、深地、深空、深藍”國家戰(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，同時高效散熱；工業(yè)和生活廢棄物通過管道直接送入深地空間，高效轉(zhuǎn)化再利用或安全儲存……隨著深地科學與工程的不斷進步，這些場景都有望在未來成為現(xiàn)實?！崩顣哉颜f。

編輯：宋繼業(yè)