从地表到地下1 万米，石油、天然气、煤炭和许多未知的矿产资源分布其中。近年来，随着浅层传统化石能源开采越来越困难，向地球深部进军是必须解决的战略问题。在江苏徐州市区卧牛山地下100 多米处，有一座深地工程领域全球最大的地下实验室——深地科学与工程云龙湖实验室，它的建设对突破世界深地开发领域的前沿科技难题、解决国家发展面临的资源空间制约难题等具有重大战略意义。“地下除了已知的石油、天然气、页岩气、页岩油等外，还蕴藏着很多丰富的未知资源，具有很大的研究和应用价值。我们的目标是向地球深部进军，要资源、要空间、要安全。”深地科学与工程云龙湖实验室主任、中国矿业大学教授李晓昭告诉记者，深地科学不是简单的地质学，而是包括若干重要研究方向的前沿交❹科学，如深地空间探测开发、原位保真取芯技术、深地非常规岩石力学行为、深地结构与开采的透明推演理论与技术、深地地震学与地球物理学、深地微生物学、深部资源开发与能源储存、深地地下水赋存、运移及水质变化、地下生态圈等。

地下除了已知的石油、天然气、页岩气、页岩油等外，还蕴藏着很多丰富的未知资源，具有很大的研究和应用价值。我们的目标是向地球深部进军，要资源、要空间、要安全。”深地科学与工程云龙湖实验室主任、中国矿业大学教授李晓昭告诉记者，深地科学不是简单的地质学，而是包括若干重要研究方向的前沿交❹科学，如深地空间探测开发、原位保真取芯技术、深地非常规岩石力学行为、深地结构与开采的透明推演理论与技术、深地地震学与地球物理学、深地微生物学、深部资源开发与能源储存、深地地下水赋存、运移及水质变化、地下生态圈等。

如何科学利用采空的地下矿井成为新的课题。目前,世界各国都在研究将废弃的矿井用来储存石油、天然气、二氧化碳以及核废料等。“例如，在邳州石膏矿采空区，矿井埋深为50 至400 米，是很好的原位实验场地，许多技术装备可以在这里进行现场开发、验证,比如多功能系列实验舱、地下岩隙检测等技术，一旦成熟就能立刻用于流态能源开发、地下储能、热/碳/废安全封储等领域。”李晓昭说。云龙湖实验室2 万平方米、10 万立方米的宽敞空间会让人产生错觉，以为这是一个大型建筑内部，只有墙壁上整齐的开凿痕迹才能让人意识到这并不是大自然的杰作。在深地科学与工程云龙湖实验室主控中心，这里如同一个高大宽敞的剧场，虽然身处地下，但空气清新、温度适宜。工作人员介绍说，实验室充分利用了地热能源，通过抽取矿井中的冷热能源，对实验室的环境进行调控。深地科学与工程云龙湖实验室主控中心的服务器也与其他算力中心不同。这里充分利用了地下的免费能源结合液冷技术，大幅降低了系统能耗。“我们把地下的冷能收集起来给算力设备降温，服务器散发的热量还可以在矿井中跨季节存储，满足清洁供暖的需求。”李晓昭说，随着AI 技术的快速发展,算力中心的耗能越来越大，这些试验为算力中心节能减排提供了全新的思路。

图为深地科学与工程云龙湖实验室

随着经济社会高速发展，全球范围内浅部资源日益短缺，资源开采必然转向深部。目前，城市地下空间开发深度普遍在 50 米以内；50 米至 200米深层地下空间的开发利用，已成为一项重大课题。2021 年10 月22 日，深地科学与工程云龙湖实验室由徐州市人民政府、中国矿业大学、徐州高新区、徐工集团、徐州地铁集团、中煤集团大屯煤电公司和徐矿集团等单位联合发起创建，这是政产学研深化合作的重大硕果。深地科学与工程云龙湖实验室 2022 年获批重大科技设施预研，2023 年获批筹建江苏省实验室，成为江苏省4 个省实验室之一，2024 年江苏省政府工作报告明确提出要“加快建设深地科学与工程云龙湖实验室”。深地科学与工程云龙湖实验室的一期工程已建成深地装备、数字深地、深地开发和深地环生等 4 个综合科研平台。未来5 年，深地科学与工程云龙湖实验室将继续围绕深地空间流态物质运移、深地工程围岩力学响应、深地空间环境演化灾变开展研究，实现深地空间储热与高效利用、深地空间碳废二氧化碳与废物封储、矿山地下空间协同开发与国土空间优化。持续建设地下智能建造试验场、深地储氢储气储热试验场、地下 CO₂ 封存试验场等特色应用场景。