封面新闻记者 马嘉豪于言

我们向 AI 提出了这样的问题：“挖矿是一个什么样的行业？”

“采矿就是挖掘宝藏。” “采矿可能会污染环境。” “采矿听起来比较危险，但安全才是最重要的。”人工智能回答道。

我们向重庆大学资源与安全学院教授陈杰提出了同样的问题：“矿业是一个什么样的行业？”

“矿业是一个永无止境的产业，人类的生存和生活都离不开矿业。”这是陈杰的回答。

2024年11月17日，2024年世界青年科学家峰会在浙江温州举行，表彰了荣获第十八届中国青年科学技术奖的99名青年专家。陈杰教授就是其中之一。对他来说，这是球队成绩的展示，是一件非常难得和光荣的事情。

第十八届中国青年科学技术奖颁奖典礼。照片由受访者提供

据了解，中国青年科学技术奖于1987年设立，每两年评选一次。该奖项是由钱学森等老一辈科学家提议的。旨在培养一批进入世界科技前沿的青年学术和科技带头人，表彰和奖励在国民经济发展、社会进步和科技进步中做出突出成就的青年科技人才。技术创新。

2008年，陈杰放弃了工程力学学院的专业，跟随导师姜德义教授进入采矿领域。从第一次进煤矿“除了牙齿都是黑的”，到今天我带领团队攻克了采矿领域的一个又一个难题。

陈杰就像一块石头。通过努力和积累，他的成果被企业采用，他的新的学术观点和思想得到了业界的认可。陈杰觉得自己找到了人生的爱情和归属。

陈杰荣获第十八届中国青年科学技术奖。照片由受访者提供

陈杰出家进入矿业，经历了哪些故事？挖矿业现在发展到什么阶段了，与公众认知中的挖矿有何不同？矿产资源开采后的空地能有什么意想不到的用途？未来矿业将如何发展？

在重庆大学转学研究院办公室，陈杰向我们讲述了他的奇妙想法。

封面新闻：获得第十八届中国青年科学技术奖有何感想？

陈杰：这个奖项我申请过三次，所以我是抱着平常心去的。这次能得到同行专家的认可，确实有点意外。

我们申报的是团队的科技成果，这对于我们团队来说是一件非常光荣的事情。对我个人来说，这是一个很大的鼓励，也得到了很多人的关心和支持。

在本次青年科学技术奖评审过程中，我还被评选为十大特等奖候选人。当时有15人去答辩，但结果有点遗憾，没有进入特等奖的行列，这说明科研道路上还需要不断的努力和探索。

尤其是能够和全国这么多优秀的青年科技工作者一起参加这样的颁奖典礼，并能够与他们进行交流和互动，可以为我们的工作和研究不断前进产生动力。

封面故事：您是如何涉足采矿业的？有哪些难忘的回忆？

陈杰：2008年，我第一次深入接触矿业。我本科专业是工程力学，2008年跟随博士生导师姜德义教授从事盐矿开采工作。此后，跟随博士后导师杨春和教授开展地下盐穴空间稳定性与安全评价研究。

当时我们需要自己处理盐岩样品，有时还得和其他人错开时间。它变成了“晚上制作样品，白天做实验”。采矿研究需要深入地下并深入矿区。因此，科学研究不仅需要心理测试，还需要体力（耐心）测试。

当我们学习的时候，我们到了一个煤矿，矿井里的空气里充满了煤尘。于是，就成了大家看到的矿工的“经典”形象，除了牙齿是白的，其他都是黑的。

当时条件还很艰苦，但现在条件好多了，矿山每十年都会发生很大的变化。我们也希望通过技术的进步，让矿工和我们的科研人员能够有一个更好的工作环境。

封面新闻：您现在的主要研究内容是什么？

陈杰：目前我们主要进行采矿过程灾害监测预警方面的研究。当前，矿产资源开发不断向地球深部、深海、深空迈进。如何实现绿色、安全、高效采矿是我们一直在探索的方向，也是国家的需要。

此外，我们还有一个煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，可以帮助我们开展更广泛的研究。例如：地球深部稀有矿产资源的开采、深海开采，特别是深空领域。 2019年，重庆大学牵头的生物科普测试有效载荷项目成功实现了月球背面首次人类生物生长实验。这也是人类首次在月球表面构建高等生物的太空生态系统。因此，如何在月球上进行采矿活动也是我们规划和研究的方向。

封面故事：您能告诉我们您在月球和太空采矿的想法吗？

陈杰：我们现在有一个想法，就是“月球挖矿”。月球地下蕴藏着丰富的矿产资源。但生活在月球表面将面临巨大的挑战：温差变化巨大。相比之下，月球表面以下的温度波动要小得多，这为在月球上建立稳定的生活和工作环境提供了潜在的解决方案。

我们设想将月球采矿与月球地下空间结合起来，在月球表面以下建造城市。月壤表面和内部的温差会减小，对空间物质的影响也会减小。目前，我们仍处于计划的概念阶段。重庆大学资源与安全学院规划了太空采矿研究方向，目前正在规划月球采矿科研平台。

2035年，该国计划在月球上建立基地。建立了基地之后，城市中肯定会需要进行采矿活动。我们希望将采矿与月球栖息地的建设结合起来。未来，人们可以在月球上短暂生活。届时，采矿机器人也可能在月球上得到广泛应用。

封面新闻：您和您的团队如何利用技术实现采矿过程的安全和预警？

陈杰：目前研究主要是通过监测开采过程中岩体的稳定性来进行。简单来说，就是对监测数据进行分析，建立集“物理准则”和“数据模型”于一体的智能分析模型，实现矿山施工环境的智能预警，从而预防矿山事故的发生。

矿山的智能化监控是通过技术手段实现的。

岩石信号的分析就像中医的“把脉”。通过采集工程岩体破坏过程中的大量信号，并将这些信号与岩体的破坏形式一一对比，可以找出每次灾害发生的阶段。相应的特征信号可以实现灾害预警。

与仅使用单一理论力学模型解决岩体稳定性问题相比。现在，我们充分利用计算力学、信号科学、大数据、人工智能等新兴科学技术来解决传统矿山岩石安全工程问题。

无论是人为扰动还是自然扰动，岩体都会释放信号。通过判断信号，可以预测岩体发生大规模破坏和失稳的时间，提供灾害预警。对于常规围岩崩塌，可以提供一两天左右的预警，对于突发灾害，可以提供几个小时左右的预警。

2019年以来，我们在河南平顶山煤矿开展预警试验研究。开展五年来，完成了多项预警任务，取得了良好效果。同时，我们还在重庆西站安装了监测系统，实时监测围岩稳定性。

封面新闻：您的研究内容中，有一个非常有趣的方向是“盐穴储能”。能介绍一下吗？

陈杰：20世纪50年代，包括德国、美国在内的许多国家都将开采后的地下盐穴作为重要的能源储存空间。早在20世纪80年代，重庆大学冼学福院士依托国家“八五”研究项目开展地下盐矿高效开采，并逐步开始探索地下盐穴空间利用。

盐洞模型。

由于盐岩易溶于水，通过注水将其溶解，然后将盐水（卤水）抽出。地下盐洞的空间不断扩大。盐矿开采后，形成盐洞。这种开采方式对围岩扰动小，结构完整，盐岩相对致密，可作为天然气、石油、氢、氦等资源的重要储存空间。

目前，我国江苏金坛已建成亚洲最大的天然气储存库，也是我国首座压缩空气储能电站。也是团队相关技术的标签。金坛储气库设计库容26.39亿立方米，年运行气量10.54亿立方米。天然气保障供应相当于替代763万吨标准​​煤，减少二氧化碳排放800万吨以上。

封面新闻：您认为未来矿业将朝什么方向发展？

陈杰：矿业是一个永无止境的行业。人类的生存离不开采矿。大规模机械化和人工智能将继续参与采矿业。采矿场景将不断拓展，人类将在地球深处、深海、月球、太空开启新的采矿征程。

陈杰正在试探岩石。

二是智能采矿。现在整个采矿过程，从开采、抛投、运输、选矿到最终呈现，工人越来越少，而且越来越智能化。这是矿业发展的另一个方向。 。如今的露天矿山已完全实现无人化生产和运输，未来矿业的主旋律是绿色智能。

总体而言，未来矿业的主旋律是绿色、智能。充分考虑环境生态保护，人工智能与机械深度融合，从地质勘察、采矿、落矿、矿石运输、选矿到最终的环境修复，整个采矿过程都将呈现精准化、智能化的控制。

封面新闻：您认为科研人员与社会责任之间的关系是怎样的？科研人员应具备哪些素质？

陈杰：科研人员和社会责任之间有天然的联系。很多时候我们所做的一切都是出于责任感。我们做大量的科研工作，不是盲目的，而是围绕国家的重大需求和人民对美好生活的追求。这也是我们做好科研工作的重要动力。

陈杰正在介绍不同类型的盐洞。

对于一名科研人员来说，热爱自己的职业、视热爱为责任是最重要的。

另一方面，也离不开科研人员大胆尝试创新思维。我们不能把项目的完成作为唯一的动力，还要探索新的领域，不断思考新技术、新工艺。可以改善我们现有环境的方法。只有不断创新和突破，才是不断进步的保证。

记者手记：下午，在重庆大学，陈杰向我们讲述了他16年来的采矿故事。石头需要几亿年的沉淀才能变成煤炭，煤炭变成钻石也需要几亿年的时间。一个行业、一个人，十几年就会经历巨大的变化。

从一个初出茅庐的矿业新人到学术领域的领军人物，我们在陈杰身上看到了时间带来的变化。时间刻下了一圈圈的年轮，记录着他日日夜夜的奋斗与努力。从矿山到讲台，从实验室到讲台，从地球深处到深空，陈杰的探索似乎没有尽头。他就像一台盾构机，不断探索更深层次，挖掘学术研究的岩层。

或许在不久的将来，陈杰的“铲子”就能触碰到月球土壤，采矿业将不再局限于地球，而是扩展到月球甚至太空。