5次探採，創(chuàng)下我國深海採礦領域6項紀錄，著底4102.8米，成功取回深海多金屬結(jié)殼與結(jié)核。7月9日，記者從上海交通大學獲悉，該校自主研制的深海重載作業(yè)採礦車工程樣機“開拓二號”，近日順利完成深海試驗航次。這是國內(nèi)深海重載作業(yè)採礦車首次在4000米以深海底開展深海礦產(chǎn)資源試開採試驗，驗証了“開拓二號”技術(shù)性能已達國內(nèi)領先、國際先進水平。

“海底地形崎嶇，海況條件比較復雜，海底採礦裝備不僅需要在這樣的環(huán)境中來去自如，還要具備開採和收集能力，並且能有效回收，其中每個環(huán)節(jié)都要經(jīng)過海試的考驗。”“開拓”系列深海採礦車首席科學家、上海交通大學船舶海洋與建筑工程學院講席教授楊建民告訴記者，長期以來，深海採礦在國際上存在三大技術(shù)難題：一是礦區(qū)海底地形異常復雜，裝備安全行進困難﹔二是深海礦產(chǎn)賦存形式與物理特性復雜多樣，高效開採收集困難﹔三是深海重載作業(yè)裝備在海上風浪條件下，安全布放回收困難。

此次深海試驗，“開拓二號”在海底多金屬結(jié)殼與結(jié)核礦區(qū)連續(xù)成功完成5次下潛，其中4000米級深度1次，2000米級深度4次，採礦車分別達到了1802.4米、1929.9米、1955.8米、2048.5米和4102.8米等深海海底。“開拓二號”還展現(xiàn)出強大的海底礦巖鑽進與採集能力，對緊密附著在堅硬礦巖上的多金屬結(jié)殼、淺埋於稀軟深海沉積物中的多金屬結(jié)核等不同類型海底礦物進行了高效開採收集，成功獲得200多公斤的多金屬結(jié)殼、多金屬結(jié)核、海底基巖等各類深海礦產(chǎn)樣品。

為了讓“開拓二號”的行進更加自由，團隊研發(fā)了相關技術(shù)，不需人工操控，就可自主感知採礦環(huán)境，四條履帶能夠根據(jù)海底實際地形實時調(diào)整方向和狀態(tài)，適應海底復雜地形行走的需要，這在國內(nèi)是首創(chuàng)。據(jù)介紹，“開拓二號”的研發(fā)，已實現(xiàn)國內(nèi)同類研究的6個“突破”：首次實現(xiàn)深海重載作業(yè)採礦車布放作業(yè)水深突破4000米大關，達到4102.8米，並獲得大量多金屬結(jié)殼、多金屬結(jié)核等深海礦產(chǎn)樣品﹔首創(chuàng)深海復雜海底地形高機動行進技術(shù)，實現(xiàn)30度以上陡峭海山、深海稀軟沉積物等各種復雜海底地形的安全、穩(wěn)定行進﹔首創(chuàng)深海多礦類復合鑽採技術(shù)，實現(xiàn)對多金屬結(jié)殼、多金屬結(jié)核等不同類型礦石高效開採與收集﹔首創(chuàng)深水重載作業(yè)智能精細控制技術(shù)，形成作業(yè)路徑智能規(guī)劃、跟蹤與避障能力，實現(xiàn)深水厘米級精準定位﹔首創(chuàng)非金屬纜深海重載布放回收技術(shù)，實現(xiàn)4100米水深重載裝備布放回收，安全工作負載等指標位居國內(nèi)前列﹔創(chuàng)新深海環(huán)境擾動監(jiān)測評估技術(shù)，採礦車還搭載了環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，對海底羽狀流生成擴散、水下作業(yè)噪聲等環(huán)境影響情況進行了全面監(jiān)測與評估，為我國深海礦產(chǎn)資源勘探與綠色環(huán)保開採提供了珍貴的一手材料和數(shù)據(jù)。

“2013年，國外深海採礦裝備研發(fā)已達到一定水平，但是國內(nèi)相關研發(fā)還沒有完全起步，急需填補空白。”從最初的一個設想，到蔚藍大海的海試，楊建民帶著團隊主動對接國家重大戰(zhàn)略需求，一干就是十年。2021年，團隊研制的深海重載作業(yè)採礦車“開拓一號”海試成功，標志著我國深海重載作業(yè)採礦車研發(fā)向工程化、智能化邁出了重要一步。在此基礎上，團隊成功研制“開拓二號”採礦車，設計作業(yè)水深6000米，具備深海多金屬結(jié)殼、多金屬結(jié)核與深海硫化物等多類型礦產(chǎn)綜合開採能力，實現(xiàn)了上海交通大學深海重載作業(yè)技術(shù)與裝備譜系化發(fā)展。

隨著新興行業(yè)對稀有金屬的巨大需求，深海礦產(chǎn)資源合理開發(fā)是未來推動民生、資源、科技、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。記者了解到，上海是海洋工程裝備科技創(chuàng)新重鎮(zhèn)，也是全國唯一集船舶海工研發(fā)、制造、驗証試驗和港機建造的城市，產(chǎn)業(yè)鏈較為完整、產(chǎn)業(yè)基礎優(yōu)勢突出，擁有一批致力於深海資源開採的科研創(chuàng)新資源，研發(fā)優(yōu)勢突出。近年來，上海市發(fā)改委不斷加強重大科研項目的組織策劃，布局一批重大科研項目，支持優(yōu)勢研發(fā)單位開展深海資源開採關鍵核心技術(shù)攻關，加快形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果。

（記者 顏維琦）

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