近日,由上海交通大學自主研製的深海重載作業採礦車工程樣機“開拓二號”,在完成深海試驗航次後,搭乘“向陽紅03”號科考船返回廈門,海試取得成功。此次海試,“開拓二號”5次探採,創下了我國深海採礦領域的6項紀錄,技術性能達到國內領先、國際先進水平。
“開拓二號”海底探“寶”都有哪些收穫?為何執着於向深海不斷“更進一步”?圍繞這些大家關注的熱點,新華訪談採訪了上海交大船舶海洋與建築工程學院講席教授、“開拓二號”首席科學家楊建民。
新華訪談:我國深海重載作業採礦車“開拓二號”海試水首次關破4000米,成功取回深海多金屬結殼與結核,創下了哪些重大技術突破?
楊建民:這次我們“開拓二號”的研發,取得了五項重大的技術突破。
第一項,是關於多礦聯採技術。我們的採礦車既可以在非常複雜的山坡硬石的環境條件下,又可以在非常稀軟的沉積物的地質上,把半埋在海底的結核採集收集起來。
第二項,是我們突破了在多種不同類型的海底環境行進的技術。它既能在三十度陡坡上、充滿着崎嶇不平的路上安全行進,又可以在很稀軟的沉積物地質上不打滑。
第三項,是我們的智能控制系統。這個車它既可受水面&&上的控制,同時它又具備了行走和採礦的能力。它可以按照設定的路徑,一邊行進一邊採集。
第四項,我們突破了“大水深”重載裝備的布放回收能力。我們這次自主研製的“非金屬芳綸材料的光電複合臍帶纜”,實現了將空氣中重量十幾噸的深海重載作業裝備布放到六千米水深。它採用了專門的絞車,克服了技術困難,使得我們在深海真正海試的時候,沒有一次人工干預,就能很好地進行排纜,又進行回收。
第五項,我們突破了在深海對環境的擾動,揚塵、羽狀流的監測和評估技術。我們把自己研製的深海環境監測裝置搭載“開拓二號”布放,可以得到第一手的資料,這將對環境保護髮揮重要的作用。
五大技術的突破,為我們深海裝備開展工程化作業提供了強大的技術支撐。
新華訪談:大洋海底蘊藏着豐富的礦産資源,應用價值極高。在深海探“寶”,面臨哪些困難?
楊建民:首先,深海幾千米水深的壓力是巨大的。各種設備都要耐受壓力,我們的採礦車該如何經受得住?
第二個難度是我們要攜帶相關光學的、聲學的儀器設備,感知到下面是怎麼樣的環境。礦區有非常複雜、崎嶇不平的各種地形,怎麼樣在這種地形上讓採礦車安全地行走,同時又可以把這些礦石剝離下來收集起來,這又是很難的技術。
除了這些技術問題之外,如果要實現商業化的開採,它也有需要完整的産業開發系統。這個系統既要有下面的採礦車,又要有幾千米輸送的管道,還要有上面一整套的水面支持系統。
這次“開拓二號”主要突破了其中一個核心的裝備,就是水下採集礦産的裝備,為我們將來形成生態採礦的未來産業和戰略型新興産業提供了重要的技術支撐。
新華訪談:“開拓二號”有哪些特徵?相比其他“大傢伙”有哪些優勢?
楊建民:“開拓二號”進入深海到達海底,它到的實際水深可以達6000米。
“開拓二號”的工程作業能力也是比較強的。它能自如地去做採集收集,效率也很也很高,這在海試當中充分體現。
第三,它的地形適應能力很強。這次主要採用了試履帶自適應的行進方式,在最高達到三十六度的山坡,以及經過很多崎嶇不平的石頭,它也能很好地行進。
最後,採礦車的智能控制能力非常強。這個採礦車可以按照規劃路徑自行行走,不需要人工干預。同時,我們也有給予它環境感知,通過聲學和光學的技術來感知周邊。
新華訪談:“開拓二號”海底探“寶”都有哪些收穫?
楊建民:這次海試主要有兩個目的。一方面,我們突破更深的水深,達4000米。另一方面,我們選定了相關的海區,採集到了多金屬的結殼以及多金屬的結核,不同類型的金屬的礦物,具有比較高的效率。
此前,我們國家也開展了各類裝備和樣機的研究。我們試圖通過這樣的開採,利用好具備一定工程化開採能力的“開拓二號”。這樣一次海試和取得的突破技術的經驗,將會在商業化開採上給予支撐。
新華訪談:目前,各國爭相研究深海礦産的原因是什麼?為何執着於向深海不斷“更進一步”?
楊建民:現在,國際上對深海採礦都投入很大的力量,尤其在研製研發上。深海中蘊藏着豐富的戰略性資源,所以各國紛紛投入力量,想要盡快開採。
但深海當中開採礦物非常難,它比陸上開採要難得多,所以需要不斷突破和創新新的技術,才能真正形成開採産業。
我相信,深海採礦的技術發展以及産業形成,很快就能達到目標。我們會不斷努力,致力於深海採礦裝備和技術的研究,爭取水平更高、功能更強、更接近産業化程度,為我們國家達到商業化産業做出貢獻。
策劃:車玉明 楊金志
監製:李曉雲
統籌: 朱翃
記者:吳振東 董雪
視頻製作:佘靈 張千石 虞禮鋒 劉袁媛 胡偉杉(實習)
鳴謝:交通大學上海長興海洋實驗室
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