深地共伴生资源协调开采原位实验系统平台

煤、铀、油气等资源在地质上多为共伴生分布，具有同盆赋存、垂直叠置或部分叠置的特性。其开发面临复杂的多相多场耦合作用，以及资源开采与环境保护之间的矛盾。我国以煤炭为主的传统化石能源在能源消费中占比高达60%以上，能源结构呈现“富煤贫油少气”的特点，石油、天然气的对外依存度高。因此，推动煤及共伴生资源的高效开发是保障国家能源安全的战略选择。煤及共伴生资源协调开采是指基于资源赋存特点，通过创新的协同开发机制和技术手段，实现煤炭及伴生资源（如铀、油气、煤层气等）的高效开发与综合利用，减少资源浪费和环境负外部性。这种精准开采模式以“三位一体”科学研究方法为核心，融合现代信息技术（如大数据、物联网、人工智能等），确保资源的智能、绿色、安全开采。

然而，煤及共伴生资源协调开采面临多重技术难题，包括综合勘探技术的不足、开采工艺之间的协调性差、多相多场耦合致灾机理尚未完全厘清、灾害防控与预警能力不足，以及退役矿井修复技术的不完善等。这些问题导致资源开发面临较高风险，同时限制了其绿色高效发展的潜力。通过科学研究和技术创新，解决这些难题将为实现资源精准开发、降低环境负外部性及推动能源结构可持续转型提供关键保障。为此，安徽理工大学搭建了深地共伴生资源协调开采原位实验系统平台。

该平台通过高温高压环境模拟，能够深入分析和验证不同开采方案的效果，优化开采技术，提升资源开采的整体效率。该平台支持在不同应力条件下开展力学测试实验，帮助研究者深入分析在开采过程中资源的力学行为，特别是在深地资源开采的应力状态下，了解岩石的变形、破裂等力学特征。这一功能对于设计合理的开采方案和保障安全至关重要。平台能够模拟并分析共伴生资源开采中的多场耦合问题，包括应力、渗流、温度等因素的相互影响。通过模拟不同开采条件下的耦合行为，研究者可以获得更为全面的数据和理论支持，优化开采过程中的决策与操作。该平台支持在高温高压条件下进行共伴生资源驱替实验，模拟深地开采过程中，资源在复杂地质环境中的行为。通过驱替实验，研究者能够更加准确地预测和评估开采过程中资源的可动用性和驱替效率，为优化开采方案提供数据支持。

应用服务领域：

l 用于开展共伴生资源应力条件下的力学测试实验；

l 用于开展共伴生资源开采多场耦合条件下的应力与渗流实验；

l 用于研究高温高压条件下共伴生资源驱替实验。

图1 深地共伴生资源协调开采原位实验系统

思政元素：

党的二十大报告提出，深入推进能源革命，要加大油气资源勘探开发和增储上产力度，确保能源安全。深地共伴生资源协调开采原位实验系统，是我国破解能源安全 "卡脖子" 问题的核心抓手。它不仅直接增加能源供给、提升资源利用效率，更通过技术自主创新、能源结构优化和战略资源保障，构建起抵御外部风险的 "能源安全网"。随着深地国家实验室体系的逐步完善，以及深部原位流态化开采等颠覆性技术的产业化落地，我国有望在全球深地资源开发领域实现从 "跟跑" 到 "领跑" 的转变，为能源革命和高质量发展提供坚实支撑。