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聚焦深地戰略,培育復合型拔尖人才

——關注新增專業系列報道之五

2026年08月13日08:49 | 來源:科技日報222
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在深地科學與工程雲龍湖實驗室,中國礦業大學土木工程專業、地球探測與信息技術專業學生開展實景教學活動。受訪單位供圖

在深地科學與工程雲龍湖實驗室,中國礦業大學土木工程專業、地球探測與信息技術專業學生開展實景教學活動。受訪單位供圖

  放眼全球,深地開發已成為大國科技競爭的新賽道。然而高溫高壓、多場耦合等極端復雜條件,使深地工程在探測、掘進、開發和安全管控等環節面臨諸多技術挑戰。同時,超深礦山、鹽穴儲能等項目建設運營對專業人才提出更高要求,相關領域人才緊缺問題日益凸顯。

  前不久,《普通高等學校本科專業目錄(2026年)》將深地科學與工程專業列入其中。該專業是首個專門面向深地全鏈條培育復合型戰略人才的本科專業,將為國家能源安全、“雙碳”目標實現和深地產業發展提供人才支撐。

  向地球深部進軍

  隨著能源、資源和地下空間開發需求的不斷增長,深地正成為全球科技競爭的重要領域。

  中國工程院院士、煤炭清潔高效加工利用專家趙躍民告訴科技日報記者,地球可利用的成礦空間主要分布在地下1萬米以淺。目前,國際先進水平的固體礦產資源勘探開採深度可達2500米至4000米,而我國大多小於500米,差距明顯。我國中東部礦山淺部資源逐漸枯竭,資源開發向深部推進。

  “深部環境具有高地壓、高地溫、強流變、強沖擊等特點,固體資源開發作業探測難、傳輸難、控制難、協同難,傳統開採理論、技術與裝備無法適用。這些世界級難題亟待解決。”趙躍民說。

  除了深部能源和礦產開發,地下儲能、深部實驗室、超深隧道、城市地下綜合廊道、戰略礦產勘探等新賽道快速擴張,行業人才缺口持續擴大。

  《中國深地開發白皮書(2023)》顯示,國內深地領域技術骨干缺口超過12萬人,行業人才年均需求增速達15%,高端交叉型人才供給不足,難以滿足產業快速發展的需求。

  長期以來,國內僅依靠採礦工程、地質工程、城市地下空間工程等傳統專業零散輸送相關人才,但這類學科多是“單點發力”:採礦工程側重礦山採掘工藝,地質工程聚焦淺層勘查,城市地下空間工程局限於城市淺埋隧道,無法兼顧深部多場耦合、多系統協同、儲能開發、智能裝備、數字孿生等復合需求,導致人才供給與國家戰略需求之間形成結構性錯配。

  “過去,相關專業還是側重於疊加專業課程與實踐資源,尚未形成覆蓋‘深地戰略’驅動的‘探測—建造—運維—儲能’全鏈條完整培養邏輯,也沒有構建起知識、能力和素養互通的育人體系。”中國礦業大學教務部部長、能源學院執行院長石禮偉認為。

  深地科學與工程專業的設立並非傳統工科的簡單疊加,而是針對深地領域產業剛需開展的學科“基因重組”。

  石禮偉認為:“新專業並非對舊專業的改名或擴容,而是圍繞能源安全和‘雙碳’目標,開展學科深度交叉育人的創新實踐。從本科階段起,專業將逐級構建適配深地極端復雜場景的復合型知識框架,從根源上破解人才培養碎片化短板。”

  建交叉融合新專業

  深地科學與工程專業屬於工學交叉工程類,首批本科專業由中國礦業大學能源學院開設,計劃於2026年起招生,並實施本博貫通培養。

  該專業聚焦國家深地領域的三類重點需求:一是深部能源與礦產開發,主攻千米級金屬礦、煤炭、地熱、非常規油氣智能勘探開採﹔二是超深地下空間利用,深入研究地下儲氣庫、重力儲能、深部科學實驗室、深埋重大隧道工程﹔三是深部地質災害防控,聚焦岩爆、突水、高地壓災害智能監測預警與圍岩穩定控制。

  同時,新專業課程體系打破單一學科壁壘,構建六大模塊化培養體系,深度融合了深地岩體力學、智能建造、測試傳感、儲氣儲能、智能運維與數字孿生等核心模塊,突出學科交叉、科教融匯與產教融合。

  區別於傳統專業隻教“開採”,深地科學與工程專業要求學生既懂深部地質規律,又能操作智能採掘機器人、分析海量地質大數據,致力於培養“懂地質的工程師、會工程的科學家”這一復合型拔尖人才。

  中國礦業大學校長、深地科學與工程專業負責人張吉雄教授表示:“該專業畢業生既要能解決深部能源資源開發的難題,也要能設計地下儲能庫、搭建深部災害預警平台,適配能源、基建等多行業戰略崗位。”

  把課堂搬進實驗室

  在江蘇徐州臥牛山地下百米深處,坐落著深地科學與工程雲龍湖實驗室。沿著寬大的山體隧道走進實驗室,巨大的地下空間裡一台台大型科學儀器平穩運行,科研人員緊盯電腦屏幕,實時監測儀器運行、分析實驗數據。

  中國礦業大學教授、深地科學與工程雲龍湖實驗室副主任王勃帶領科研團隊,正在對自主研發的地下空間感知探測機器人進行測試,借助這台設備,深地資源與空間開發企業能夠更精細地掌握資源分布和隱蔽致災構造情況。

  “在參與研究的過程中,學生的專業理論水平、實踐能力和工程素質得到了極大提升。”王勃說。

  在深地科學與工程雲龍湖實驗室,學生可鑽進模擬1500米深井的試驗洞,讀取不同地應力下岩體變形實時監測數據,分組完成深部地層建模實操。課后,學生還將以地下鹽穴儲能、深埋隧道支護為課題,撰寫現場實踐報告,把課本上的岩體力學、地質探測公式轉化為地下空間開發的方案。

  中國礦業大學建設了深地工程智能建造與健康運維全國重點實驗室,為學生開設現場實操課程,將課堂直接設在千萬元級大型試驗設備旁。本科生入學后可配備專業導師,深度參與專業相關課題研究。學校還配套千米深井模擬試驗系統、多物理場耦合仿真平台、深部儲能示范裝置等硬核試驗設備,總教學實驗設備價值超過4200萬元。學生在校期間即可參與深部儲能、圍岩控制等相關科研項目,在真實科研任務中提升專業能力。

  石禮偉介紹,依托中國礦業大學的學科基礎與平台資源,新專業構建了“校內大平台+校外大工程”雙育人場景,推動課堂與深部工程現場緊密銜接。

  在校外實踐環節,中國礦業大學已與國家能源集團、中國煤炭科工集團、徐工集團等企業聯合構建“產學研用”協同育人模式,建立600余個校外實踐基地,推行“校內學術導師+企業總工程師產業導師”雙導師制度。企業將深部開採、鹽穴儲氫、深埋隧道等一線真實工程難題轉化為課程設計、畢業設計選題,優秀本科生可直接進入央企重大專項團隊實習就業,實現校園到戰略崗位的無縫銜接。

  中國礦業大學相關負責人表示,未來,深地科學與工程專業將搭建覆蓋深部勘探、智能建造、地下儲能、災害防控的完整培養體系,為我國搶佔全球深地科技制高點補齊底層人才儲備。(記者 張 曄)

(責編:郝孟佳、孫競)

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