最近，由上海交通大学自主研发的深海重载作业采矿车工程样机“开拓二号”完成了一次意义非凡的海试。这台设备在完成深海试验后，乘坐“向阳红03”号科考船顺利返回厦门，并取得了巨大的成功。此次海试，“开拓二号”进行了5次探采，不仅创造了多个中国深海采矿领域的纪录，其技术性能也达到了国内领先、国际先进的水平。

深海采矿一直是国际上公认的技术难题之一。首先，矿区海底地形复杂多变，装备在这样的环境下行进极其困难；其次，深海矿产的赋存形式和物理特性多样，如何高效开采和收集也是个大问题；再者，深海重载作业装备在海上风浪条件下的安全布放和回收更是难上加难。“开拓二号”在此次海试中成功应对了这些挑战，并在多个方面实现了技术突破。

“开拓二号”在深海多金属结壳与结核矿区完成了5次下潜作业，其中一次达到了4000米级深度，其余四次则在2000米级深度。具体来说，采矿车分别达到了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米以深海底开展深海矿产资源试开采试验。此次试验，不仅展示了“开拓二号”强大的海底矿岩钻进与采集能力，还成功获得了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。

“开拓二号”的研发实现了国内同类研究的六大突破。首先，它首次突破了深海重载作业采矿车布放作业水深4000米的关口，达到了4102.8米，并获得了大量的多金属结壳、多金属结核等深海矿产样品。其次，它首创了深海复杂海底地形高机动行进技术，能够在30度以上的陡峭海山和深海稀软沉积物等各种复杂海底地形中安全、稳定地行进。此外，它还开发了深海多矿类复合钻采技术，实现了对多金属结壳、多金属结核等不同类型矿石的高效开采与收集；首次采用深水重载作业智能精细控制技术，具备作业路径智能规划、跟踪与避障能力，实现了深水厘米级精准定位；开发了非金属缆深海重载布放回收技术，在4100米水深实现了重载装备的布放和回收，安全工作负载等指标位居国内前列；最后，创新了深海环境扰动监测评估技术，通过搭载环境监测系统，对海底羽状流生成扩散、水下作业噪声等环境影响情况进行了全面监测与评估，为我国深海矿产资源的绿色环保开采提供了宝贵的数据。

参加此次海试的青岛海洋地质研究所深海地质与矿产室副主任黄威表示，“开拓二号”具备高效、稳定地采集深海多金属结壳矿石的能力，特别是在处理附着在斜坡基岩上的多金属结壳时，其切削能力可以快速将结壳和基岩分离，并高效地将结壳矿石吸入集矿箱。此外，该深海采矿车在复杂地形环境下的爬坡和避障能力也非常出色，能够实现多方向行进，大大提升了矿石的采收率。黄威还强调，深海采矿车的布放和回收是一个技术难点，而“开拓二号”在连续5天的6级风、4级海况条件下，成功完成了多次深海布放、海底作业与提升回收，其装备的安全性和可靠性得到了充分验证。

从实验室到大海，杨建民教授带领的团队经历了十年的艰苦研发，终于实现了“开拓二号”的成功。2013年，杨建民教授便意识到，虽然国外深海采矿装备研发已经取得了显著进展，但中国在这一领域尚未起步。为了填补这一空白，他带领团队主动对接国家重大战略需求，先后成功研制了“开拓一号”和“开拓二号”深海采矿车。2021年，“开拓一号”成功实现了1305米深海试验；而新一代的“开拓二号”，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，长6.0米，宽3.0米，高2.5米，重量约14.0吨，设计作业水深6000米，具备深海多金属结壳、多金属结核与深海硫化物等多类型矿产综合开采能力，技术性能达到国内领先、国际一流水平。

在这十年的研发过程中，杨建民的团队不断吸纳新生力量。十年前，赵国成还是上海交大船舶海洋与建筑工程学院的一名研究生，在导师的影响下，他选择了深海采矿作为研究方向。这次海试，赵国成以青年骨干教师的身份参加，他表示，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，他获得了宝贵的学习和锻炼经历。海试成果让他们非常振奋，他更加坚定了深海采矿作为未来研究方向的决心。

“开拓二号”的海试不仅是对采矿车在深海高压环境下性能的考验，也对重载作业布放回收系统提出了重大挑战。上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院副教授刘明月介绍，在海试过程中，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。

此次“开拓二号”海试的成功，是上海交通大学服务国家海洋强国战略和上海科创中心建设的一次重大突破。上海长兴海洋实验室以高端海洋装备研发为核心，有组织地开展深海重载作业装备的关键技术研究，取得了丰硕成果。“开拓”系列采矿车的成功研制，将有力推动上海长兴海洋实验室成为我国深海采矿技术的重要研究基地。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的研制，并努力向成果化、产业化转移，为国家的深海资源开发和环保开采做出更大贡献。（此文所有素材均由公共网络而来，如涉及作品内容、图片版权和其他问题，请联系我们，我们将在第一时间删除内容！）

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