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　　在4102.8米海底挖“宝”，成功取回深海多金属结壳与结核！中国深海矿产资源开发关键技术研究与装备研制取得重大突破。
　　记者从上海市政府新闻办9日举行的采访活动中获悉，由上海交通大学自主研制的深海重载作业采矿车工程样机“开拓二号”日前完成海试，首次突破国内深海重载作业采矿车海试水深4000米大关，在国内首创5项新技术。
　　
　　获得200多公斤
　　各类深海矿产样品
　　大洋海底蕴藏着丰富的多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等矿产资源，富含铜、钴、镍、锰等关键材料，应用价值极高。随着新兴行业对稀有金属的巨大需求，深海矿产资源合理开发是未来推动民生、资源、科技、经济可持续发展的必然选择，也是发展新质生产力、抢占未来发展制高点的“先手棋”。在未来10到15年，深海矿产资源开发有望取得突破性进展，实现商业化开发利用。
　　“海底地形崎岖，海况条件比较复杂，海底采矿装备不仅需要在这样的环境中来去自如，还要具备开采和收集能力，并且能有效地回收，这其中的每一个环节，都要经过海试的考验。”上海交大船舶海洋与建筑工程学院讲席教授、“开拓二号”首席科学家杨建民介绍说，长期以来，深海采矿在国际上存在三大技术难题：一是矿区海底地形异常复杂，装备安全行进困难；二是深海矿产赋存形式与物理特性复杂多样，高效开采收集困难；三是深海重载作业装备在海上风浪条件下，安全布放回收困难。
　　长6米、宽3米、高2.5米、重14吨。记者在上海长兴海洋实验室看到，“开拓二号”是一台“大家伙”，设计作业水深6000米。它有两大鲜明特征：一是强有力的掘进齿能在海底“削矿如泥”，二是4条平稳结实的金属履带可以在深海矿区“如履平地”。
　　体型庞大、构造精密的“开拓二号”于6月19日开启它首次征服深海之途，6月28日返航，航程1840多公里。团队在西太平洋多金属结壳与结核海区开展海底行进、矿物开采、布放回收等全系统联调联试。连续成功完成了5次下潜，其中4000米级深度1次，2000米级深度4次，分别达到了1802.4米、1929.9米、1955.8米、2048.5米和4102.8米等深海海底，这是国内深海重载作业采矿车首次在4000米级深的海底开展深海矿产资源试开采试验。
　　而且，“开拓二号”还展现出强大的海底矿岩钻进与采集能力，对紧密附着在坚硬矿岩上的多金属结壳、浅埋于稀软深海沉积物中的多金属结核等不同类型海底矿物进行了高效开采收集，成功获得了200多公斤的多金属结壳、多金属结核、海底基岩等各类深海矿产样品。

　　5个首创技术让它自行采矿
　　“如履平地”“削矿如泥”
　　4102.8米意味着什么？杨建民告诉记者，此次海试水深突破4000米大关，意味着基本可以达到海底采矿需要的深度，深海矿产资源一般赋存在2000米至6000米深海海底，其中多金属结壳与硫化物主要分布在4000米水深以内。
　　海底“宝”有何价值？结壳和结核是两种深海矿产，前者是生长在海底岩石上的矿物质覆盖层，后者主要以半埋藏的状态分布于海底沉积物之上。根据分析，此次海试获得的结壳和结核铁、锰含量均介于10%至20%之间，且富含钛、镍、铈、铜等关键金属。
　　海底挖“宝”要有硬核技术。成果背后，是5个深海采矿领域的首创技术，分别是深海复杂海底地形高机动行进技术、深海多矿类复合钻采技术、深水重载作业智能精细控制技术、非金属缆深海重载布放回收技术和深海环境扰动监测评估技术。
　　得益于深海复杂海底地形高机动行进技术，无论是坡度达30多度的陡峭、崎岖海山，还是由高粘性稀软沉积物堆积的海底“滩涂”，“开拓二号”都能顺利行进、爬坡和原地回转，其四条履带能实时调整方向和状态，适应海底复杂地形行走的需要。
　　中国工程院院士林忠钦、中国工程院院士李家彪、深海矿产资源开发利用技术国家重点实验室主任李茂林等专家评价，“开拓二号”海试成功，标志着我国在深海科学研究、资源开发、环保等方面将拥有更强的技术支撑和装备保障。
　　“从十年前的一个设想，到2021年‘开拓一号’实现1305米深海试验，再到如今‘开拓二号’突破4000米大关，‘开拓’系列还将继续迭代，在深蓝征途上探索不停步。”杨建民说。

　　三代船海人十年“开拓”无人路
　　据上海市发改委介绍，上海是海洋工程装备科技创新重镇，也是全国唯一集船舶海工研发、制造、验证试验和港机建造的城市，产业链较为完整、产业基础优势突出，拥有一批致力于深海资源开采的科研创新资源，研发优势突出。
　　“十多年前，国外深海采矿装备研发早已达到了一定水平，但是在国内相关研发还没有完全起步，当时我就觉得在深海探采这方面，中国需要填补空白。”从最初的一个设想，到蔚蓝大海的海试，杨建民在曾经的“无人区”一干到底。
　　近年来，上海交通大学提出“大海洋”战略，汇聚学科优势重点打造海洋装备交叉创新研究平台。2019年获批建设教育部深海重载作业装备集成攻关大平台，在此基础上2021年获批上海长兴海洋实验室新型研发机构，有组织开展深海重载作业装备关键技术等研究。杨建民带着教师以及硕博士团队先后成功研制了深海重载作业采矿车“开拓一号”与“开拓二号”，其中深海采矿车“开拓一号”2021年成功实现了1305米深海试验。新一代“开拓二号”则主要由深海采矿车主体、大承载光电复合脐带缆和重载布放回收绞车等多型装备组成，实际设计作业水深达6000米。
　　团队成员、上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院副教授刘明月表示，从实验室里几米水深的水槽测试，到这次数千米水深的深海海底采矿作业，交大师生三代“船海人”通过多学科合作突破了一个又一个难题。
　　海试成功的喜悦，技术突破的澎湃让以杨建民为代表的船海人坚定了持续向深海“更进一步”的决心。未来，上海交通大学将继续以“大海洋”建设为抓手，凝练关键技术攻关科研成果，稳步推进深海采矿高端海洋装备研制，努力向成果化、产业化转移。
　　综合新华社、上观新闻、央广网