近日，以中国工程院院士谢和平为代表的专家在《煤炭学报》发表了题为《煤矿地下空间容量估算及开发利用研究》的论文，提出“地下城”建设的战略构想和科研论证。
该论文系统调研分析了我国煤矿地下空间容量，首次绘制了全国生产煤矿井下可利用空间分布图、距地级市50千米内煤矿可有效利用的地下空间分布图、全国煤矿有序退出井巷可利用地下空间分布图，并由此建立了煤矿地下空间的判识和估算方法，对煤矿采空区可利用地下空间进行了估算。该论文还进行了不同开发利用功能的围岩适建性研究，提出了煤矿地下空间开发利用的六大设计原则和四大设计理念，系统提出了煤矿地下空间利用的方向、技术及构想。结合京西煤矿地下空间的可利用容量、关停顺序和内外部建设条件，提出了合理的开发利用规划目标，设计了京西煤矿地下空间开发利用的构想。
谢和平表示，深地空间开发利用可分为5个时代：被动式地下空间利用、科学开发地下空间及地下生态城市、深地生态圈构建、深地科学实验室和深地空间舱、深地固态资源液态化开采。其中，4.0时代要开展深地不同深度原位科学实验，构建深部物理学、生物学、医学、岩石力学理论体系，为人类向地球深部进军奠定理论基础。5.0时代需要发明盾构式采、选、充、气化、发电一体化技术与装备，将固态资源直接转变为液态、气态和电能。那时，地下巷道开采有无人机和机器人巡逻、检查和作业。利用煤粉爆炸、瓦斯爆炸产生的能量，在地下3000米深部原位发电，输送到地面的将是电、氢气、液化炭，而不是固体资源。并且，要构建深部原位生态绿色低碳的自循环开发利用体系。目前，其所带领的博士团队正在做探索预研。
如今，我国已将深地开发列入国家重大科技专项，要全面提升深地工程科学和技术的水平和能力。“国际地下空间利用率大概是30%，而我们国家仅有17%。”谢和平表示，地下空间合理开发利用是现在要先进行预研的国家重大战略科研项目。
“以煤矿为例，我国现有煤矿地下空间约139亿立方米，到2030年预计将达到241亿立方米，长度约160万千米，可绕赤道40圈。如此巨大的地下巷道空间该如何利用呢？”谢和平说，国外改造和利用废气矿井的用途和形式多样，如利用地热发展地下农业。
“现在刚刚进入2.0时代，到5.0时代可能还得几十年甚至上百年，但我们可以想象未来的趋势和美好的前景。”谢和平说。
