近日，以中國工程院院士謝和平為代表的專家在《煤炭學報》發表了題為《煤礦地下空間容量估算及開發利用研究》的論文，提出“地下城”建設的戰略構想和科研論證。

該論文系統調研分析了我國煤礦地下空間容量，首次繪制了全國生產煤礦井下可利用空間分布圖、距地級市50千米內煤礦可有效利用的地下空間分布圖、全國煤礦有序退出井巷可利用地下空間分布圖，并由此建立了煤礦地下空間的判識和估算方法，對煤礦采空區可利用地下空間進行了估算。該論文還進行了不同開發利用功能的圍巖適建性研究，提出了煤礦地下空間開發利用的六大設計原則和四大設計理念，系統提出了煤礦地下空間利用的方向、技術及構想。結合京西煤礦地下空間的可利用容量、關停順序和內外部建設條件，提出了合理的開發利用規劃目標，設計了京西煤礦地下空間開發利用的構想。

謝和平表示，深地空間開發利用可分為5個時代：被動式地下空間利用、科學開發地下空間及地下生態城市、深地生態圈構建、深地科學實驗室和深地空間艙、深地固態資源液態化開采。其中，4.0時代要開展深地不同深度原位科學實驗，構建深部物理學、生物學、醫學、巖石力學理論體系，為人類向地球深部進軍奠定理論基礎。5.0時代需要發明盾構式采、選、充、氣化、發電一體化技術與裝備，將固態資源直接轉變為液態、氣態和電能。那時，地下巷道開采有無人機和機器人巡邏、檢查和作業。利用煤粉爆炸、瓦斯爆炸產生的能量，在地下3000米深部原位發電，輸送到地面的將是電、氫氣、液化炭，而不是固體資源。并且，要構建深部原位生態綠色低碳的自循環開發利用體系。目前，其所帶領的博士團隊正在做探索預研。

如今，我國已將深地開發列入國家重大科技專項，要全面提升深地工程科學和技術的水平和能力。“國際地下空間利用率大概是30%，而我們國家僅有17%。”謝和平表示，地下空間合理開發利用是現在要先進行預研的國家重大戰略科研項目。

“以煤礦為例，我國現有煤礦地下空間約139億立方米，到2030年預計將達到241億立方米，長度約160萬千米，可繞赤道40圈。如此巨大的地下巷道空間該如何利用呢？”謝和平說，國外改造和利用廢氣礦井的用途和形式多樣，如利用地熱發展地下農業。

“現在剛剛進入2.0時代，到5.0時代可能還得幾十年甚至上百年，但我們可以想象未來的趨勢和美好的前景。”謝和平說。