首次突破4000米！“开拓二号”这些工作均在海南完成

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”近日成功完成海试，搭乘“向阳红03”号科考船顺利返航三亚南山港。“开拓二号”海试水深首次突破4000米，最深达到4102.8米，取得大量深海多金属结壳与结核样品，在国内首创多项技术，此举标志着我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。

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”海试现场。（无人机照片，6月22日摄）

“开拓二号”总装建造、调试和功能性试验等工作均在海南完成。上海交通大学海南研究院组织技术人员队伍、部分海南专项研究生参与“开拓二号”研制、建造及海试等工作。

此次深海试验中，“开拓二号”克服深海采矿领域三大技术难题，出色达成多项技术指标。在海底多金属结壳与结核矿区，“开拓二号”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，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；在坡度达30多度的陡峭、崎岖海山，海底高粘性、稀软沉积物等各种复杂海底地形条件下，高质量完成了直线行进、原地大曲率回转和爬坡越障等海底行进试验，并展现出强大的海底矿岩钻进与采集能力，成功采集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；在6级风、4级海况条件下，成功完成了多次、连续深海布放、海底作业与提升回收，“开拓二号”的装备安全性、可靠性得到了全面考验。

短短的五天五次探采海试作业，背后是多项关键技术重点突破、多阶段项目集成攻关的成果汇聚。“开拓二号”长距离、高电压、大功率水下动力输送难题的攻破，就是此次海试成功的关键之一。团队成员、上海交通大学海南研究院工程师梁琼文主要负责采矿车强电系统，他负责研制的深水高压输配电系统，创新交直流独立输送控制技术，成功保障深海采矿车水下4000米持续稳定运行，有效助力“开拓二号”的海试成功。

“开拓二号”项目团队有关负责人透露，“开拓二号”的研发实现了国内同类研究的6个“突破”——

一是首次实现深海重载作业采矿车布放作业水深突破4000米大关，达到4102.8米，并获得了大量多金属结壳、多金属结核等深海矿产样品；

二是首创深海复杂海底地形高机动行进技术，实现30度以上陡峭海山、深海稀软沉积物等各种复杂海底地形的安全、稳定行进；

三是首创深海多矿类复合钻采技术，实现对多金属结壳、多金属结核等不同类型矿石高效开采与收集；

四是首创深水重载作业智能精细控制技术，形成作业路径智能规划、跟踪与避障能力，实现深水厘米级精准定位；

五是首创非金属缆深海重载布放回收技术，实现4100米水深重载装备布放回收，安全工作负载等指标位居国内前列；

六是创新深海环境扰动监测评估技术，采矿车同时搭载着环境监测系统，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勘探与绿色环保开采提供了珍贵的一手材料和数据。

开拓二号（左）和开拓一号（右）。新华社记者 董雪 摄

“2013年，国外深海采矿装备研发早已经达到了一定水平，但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，“开拓”系列深海采矿车首席科学家、上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院教授、上海交通大学海南研究院名誉院长杨建民一干就是十年。他带领团队，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”。

作为团队成员之一，上海交通大学海南研究院实验室管理办公室主任毛竞航见证着“开拓”系列的发展。他表示，采矿车的研制是一个系统工程，不仅涉及多个系统，更需要各个系统间高效的配合。从实验室厂内组装测试，到港口码头烈日暴晒下的总体联调，团队成员无人退缩，正是如此才有了此次成功的海试。

“团队老师们一直鼓励我们技术融汇创新，将其他领域先进共性技术应用于海洋。”团队成员、上海交通大学海南研究院工程师翁启旺说，他与攻关小组自主研发了动态缆应力释放监测装置。在国外部分海缆公司使用色带进行粗放式观察时，团队已经创新自研出一整套实时监测与智能分析的软硬件子系统，并在本次海试中得到了成功应用。

（原标题：首次突破4000米！“开拓二号”这些工作均在海南完成）

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