煤矿生产线(武汉教授地下245米矿井种菜，废弃矿山变成千亩良田)

Posted 2023-06-02

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煤矿生产线(武汉教授地下245米矿井种菜，废弃矿山变成千亩良田)

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这几天，有着多年矿龄的陈军像往常一样坐着升降机沿着竖井下到地下245米深的矿坑里，再沿着一条横井走向幽深的坑道，坑道里昏暗潮闷，他开始了一天的工作。不过他的这项工作不是作为“矿工”，而是“菜农”，严格地说，是现代农业设备管理人员。放眼望去，一盘盘无土栽培的生菜摆放在两米多高的三层立体水肥架上，郁郁葱葱。

陈军如今已在这里工作了3个月。项目设备的安装调试、种子的日常培育、植物所需的自来水与营养液的巡检、菜品采摘与设备清理等，是他每天要做的事。

这是黄石市大冶铜绿山铜矿的一处废弃矿井，陈军从事的工作是湖北工业大学和武汉湖工富瑞能源技术有限公司承担的湖北省科技厅科研课题《废弃矿井植物工厂关键技术研究》的一部分。

矿工转身为菜农，曾经的废弃矿井摇身一变成了“地下良田”。这项由湖北工业大学曾炜、张杰、詹云峰、吕清花、蔡一杰教授共同承担的课题，经过光学设计、电子电气与自动化、工业设计等方面的一系列探索，并通过校企合作，让一座深地矿井变成“地下植物工厂”，不仅带来成本低、周期短的全新农业种植方式，还为矿工提供了新的就业机会，也为城市废弃矿井转型都市农业提供了新路径。

封闭报废矿井损失巨大

大冶是矿山之城，铜绿山也是矿井之山，早在商代（公元前16世纪至公元前10世纪）就有在此开采铜矿的遗迹，经西周、春秋战国延续至汉代，1000余年，一直是中国南方最重要的铜矿生产基地。目前还保留着中国保存最完整、采掘时间最早、冶炼水平最高、规模最大的古铜矿遗址。

历经数千年的开采，铜绿山众多矿井逐渐废弃。作为湖北早期工业城市的黄石，2009年被国家认定为资源枯竭城市，包括铜绿山在内的多座矿山被国家列为“危机矿山”。

2019年，湖北工业大学和黄石市展开“校市”战略合作，湖北工业大学低碳经济与技术研究中心主任曾炜就是在那时接触到了一些矿山企业。开采了几十年，这些企业面临无矿可采的转型阵痛，矿山企业算了一笔账，如果要封闭一座废弃矿山，需要投入几亿元来做矿洞填充，保证山体地质安全；同时，矿山完善的供水、供电、通风、通信、轨道系统等配套基础设施都将拆除报废。单纯的封闭，损失将非常大。

曾炜第一次坐着升降机下到矿井，五六百米深的竖井，每隔50米左右辐射延伸的横井，让他感叹空间的巨大。他估算了一下，单就铜绿山一个矿，最少有二三十万平方米的占地面积，加上内空高度，如果采用多层立体种植，等于增加了千亩农田。

何不利用现有的基础设施和巨大的地下空间种菜？在资源枯竭矿山的转型升级上，双方一拍即合。

矿井种菜控温成本节约六成

“地下植物工厂”里的生菜长势喜人。曾炜教授供图

在研究光学的曾炜眼里，地下矿井种菜，万事俱备，只欠光。

与传统地上大田种植相比，井下种植有许多天然优势。从农业的角度看，井下环境常年处于25℃至28℃，湿度保持在70%至80%，“植物气肥”二氧化碳浓度比地面多一倍，因此特别适宜植物生长。此外，与传统的人工种植环境相比，井下种植无需格外控温。“控温十分费电，是成本的大头。因此，天然恒温环境令种植成本最高可降低60%。”曾炜说。

植物生长所需的光照其实只需所有光谱的百分之一、可见光谱的十分之一。现代光源技术已经发展得很高，曾炜介绍说，井下种植只需通过LED光盘及电子电器控制，改变灯珠、芯片样式更改灯珠布局，形成白光、蓝光等不同的人造光谱，以契合不同种类的植物快速生长，为各类植物提供光照条件。他说：“针对植物所需要的特定光谱人造光环境，不仅能全年生产，还可以缩短20%到40%的生产周期，获得超过农田种植20倍的产能。目前，种植的两个品种的生菜，通过立体种植、高密度种植，减少损耗，不仅产量高，而且口感好。”

他们在地下245米深的横井中设置了实验基地，在地下安装水肥机、传感设备、监控设备，在地面安装机器人、机械臂、agv小车等自动化设备，做到在地下自然生长，在地面自动移栽、采收。负责项目中电子电气自动化建设的张杰教授介绍，下一步，团队还将把在地面试验的自动化移栽采收装置与矿井轨道结合起来，形成机器人辅助的自动化、数据化废弃矿井植物工厂流水线，进一步提高种植、采收效率。

由于种植周期短，曾炜说，井下种植除了种菜，还可以培育食用菌、药材、花卉等附加值高的产品，甚至通过光诱导改变植物中的物质比重，为市场带来新的产品。例如，通过人造光谱的改变，可以种植针对高血压等慢性基础病的特定蔬菜。

矿井菜不打农药

在井下，植物被种植在水肥一体机中，不使用农药，靠营养液为植物输送生长养分。无土栽培的植物因此避免了被土壤携带的病菌所侵袭，减少了大田种植经常出现的病虫害减产问题。

矿井地下水含高标重金属。该项目从地上引水入地，避免使用矿井地下水，也就规避了重金属污染。据悉，井下种植的生菜经农业农村部食品质量监督检验测试中心（武汉）检测，无农药残留，未检出汞、砷等毒性重金属，重金属含量比常规农田种植的蔬菜含量更低。曾炜不无自豪地说，比国际标准低一个数量级。

矿井环境复杂，一般人难以下矿工作，而矿工们具有多年井下工作经验且熟悉环境，转型成为“地下植物工厂”的工作人员具有天然优势。经过前期简单的培训，陈军和好几位昔日的矿工在这座“地下植物工厂”尝试了新的工作方式。

按时打卡，记录数据，巡查设备是否正常，看看管线是否漏水，陈军在工作日志上熟练地签上“正常”。

（长江日报记者邓小龙周劼通讯员李雄风陈凌）

【编辑：汪宇瑾】

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