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      煤炭人訊：8月21日20時26分，陜西省延安市延川縣新泰煤礦內(nèi),，發(fā)生一起瓦斯閃爆事故,。據(jù)央視新聞報道稱，事故原因初步核實疑為瓦斯超限爆炸引發(fā),。目前,，事故已致11人遇難。

　　這起事故再度讓公眾聚焦到一個關(guān)鍵問題：為何在不斷強(qiáng)化煤礦安全的背景下,，礦難仍時有發(fā)生,？近二十年間，國內(nèi)煤礦安全治理水平已得到很大提升,。綜合歷年《中國煤炭工業(yè)年鑒》等數(shù)據(jù)可知,，2001~2018 年中國每年礦難死亡人數(shù)和百萬噸煤死亡率都呈現(xiàn)出急劇下降趨勢。

　　2022年3月14日,，中國國家礦山安全監(jiān)察局公布的數(shù)據(jù)顯示,，2021年,，中國礦山共發(fā)生事故356起,、死亡503人,，同比分別下降16%和12.7%。但另一方面,，對中國來說,，礦難治理仍是國家治理的重要任務(wù)。國家礦山安全監(jiān)察局副局長張昕去年3月曾表示，礦山安全生產(chǎn)形勢依然嚴(yán)峻復(fù)雜,，重大災(zāi)害日趨嚴(yán)重,，一些地區(qū)和企業(yè)違法違規(guī)行為屢禁不止、企業(yè)主體責(zé)任落實不到位,、安全基礎(chǔ)薄弱,、監(jiān)管監(jiān)察能力不足等問題依然突出，亟待解決,。

　　如何讓采礦更安全,？是中國工程院院士、中國礦業(yè)大學(xué)（北京）校長葛世榮長期研究的問題,。日前,，身為國家礦山安全監(jiān)察局礦山智能化專家委員會主任的他，在接受《中國新聞周刊》采訪時,，分析了近幾年礦難事故成因的變化趨勢,。對于此前本刊報道的山西代縣精誠鐵礦瞞報事故，他還指出,，精誠鐵礦屬于金屬礦，人們今天常忽視的一點是：在3000余處煤礦之外,，金屬礦等非煤礦山數(shù)量達(dá)近3萬處,，且開采方式傳統(tǒng)，更容易出現(xiàn)安全事故,。

中國工程院院士,，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）校長、黨委副書記 葛世榮

　　葛世榮： 風(fēng)管烤爆屬于典型的違章作業(yè)，因為礦山風(fēng)管里有的存有瓦斯,，也會附著易爆粉塵,，這些易爆物質(zhì)極易引發(fā)爆炸事故。冒頂、巖爆也是礦難中常見事故,，冒頂是在開采中巷道上部礦巖層塌落下來的現(xiàn)象,，一般是源于防護(hù)不當(dāng)或支護(hù)質(zhì)量不好。巖爆就像礦區(qū)地震一樣,，巖體內(nèi)被掏空后,，上部巖體聚積的壓力不斷增加，最終導(dǎo)致巖石難以承受,，發(fā)生爆裂崩塌而產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊破壞,。

　　中國煤炭開采以深部地下開采為主，約85％的煤炭產(chǎn)量來自于地下600~1000米深的礦井,，井下地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,，發(fā)生瓦斯、突水,、巖爆等事故的概率大,。而且，中國不僅地下深礦數(shù)量最多,，井下礦工數(shù)量也最多,，平均每天約有50萬人在地下作業(yè)，屬于世界上深部礦井最多,、災(zāi)害礦井最多,、煤炭產(chǎn)量最多的國家。這樣“三多”因素疊加的煤礦開采條件中國獨有,，一旦發(fā)生事故,，就會造成少則幾人、多則數(shù)十人的慘重傷亡,。近年來,，由于大多數(shù)煤礦已采用全機(jī)械化開采，部分實現(xiàn)智能化生產(chǎn),，安全事故發(fā)生率已明顯下降,。

　　精誠鐵礦屬于金屬礦。人們今天常忽視的一點是,，我國除有3000余處煤礦之外,，還有非煤礦山近3萬處，比如金屬礦,、化工礦等,，量大面廣。這幾年,，煤礦的安全形勢大有好轉(zhuǎn),，但非煤礦山安全生產(chǎn)值得高度重視,。有些金屬礦頻發(fā)冒頂事故，因為還采用傳統(tǒng)的開采方式,，鉆孔后用****炸礦石,，再裝載倒運，沒有類似于采煤工作面的液壓支架作為頂板支撐,，暴露的頂部巖層很容易發(fā)生冒頂,。

　　葛世榮：礦山智能化的目標(biāo)是“減人,、增安,、提效”，當(dāng)前煤礦災(zāi)害監(jiān)測與智能預(yù)警技術(shù)和智能化采掘運輸技術(shù)正在推廣應(yīng)用,，其顯著成效是智能化煤礦的百萬噸死亡率為0.024,，比全國煤礦降低一半。

　　今年2月,，內(nèi)蒙古阿拉善盟新井煤業(yè)公司露天煤礦發(fā)生大面積坍塌事故,，50多名礦工被掩埋致死。從目前情況看,，屬于違章違規(guī)生產(chǎn)所致。從預(yù)防技術(shù)來看,，如果有智能預(yù)警技術(shù),，就能對發(fā)生滑坡的邊坡表面形變和內(nèi)部受力狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和穩(wěn)定性預(yù)判，一旦發(fā)現(xiàn)邊坡趨于失穩(wěn)滑動,，就能提前預(yù)警預(yù)報,。不過，現(xiàn)在的智能預(yù)警技術(shù)還不夠精準(zhǔn),，只能監(jiān)測表面形變,。此外，對于滑坡,、瓦斯涌出,、冒頂這種漸進(jìn)性災(zāi)害，現(xiàn)在技術(shù)具有一定能力做到提前預(yù)警,，但對巖爆,、突水,、瓦斯突出等突發(fā)性災(zāi)害，預(yù)測準(zhǔn)確性和即時性還有待提高,。

　　解決減少礦難事故和傷亡人數(shù)的難題,，最根本的辦法就是做到兩點：災(zāi)害提前預(yù)警和無人化、少人化作業(yè),。通過使用煤礦機(jī)器人和無人駕駛技術(shù),，在危險作業(yè)區(qū)實現(xiàn)現(xiàn)場無人、遠(yuǎn)程操控,，這些都需要大數(shù)據(jù),、5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)支持,。

　　葛世榮：全國煤礦已投入使用1000多臺煤礦機(jī)器人，采掘機(jī)器人和安全巡檢機(jī)器人應(yīng)用較為普遍,，大型煤礦平均一個工作面已由原來需要二十幾位礦工,，減到了3~5人�,？傮w而言,，智能化采掘工作面人員減少了70％，效率提高了20％左右,。

　　整體而言,，我國煤礦智能化技術(shù)目前處于初級階段，運維過程中仍有約50％的人為干預(yù),，從初級到中級還要5~10年,，中級智能化煤礦將實現(xiàn)半自主化操作，人為干預(yù)降至20％,。按照國家相關(guān)規(guī)劃,，到2035年我國基本實現(xiàn)煤礦智能化，也就是總體達(dá)到高級水平：全自主操作運行模式,，對所有生產(chǎn)和安全保障環(huán)節(jié)具有全面感知能力,，機(jī)器人自主決策運行，但鑒于煤礦生產(chǎn)條件復(fù)雜性和危險性,，仍需有約5％的工序人機(jī)交互監(jiān)控,。

　　目前的煤礦智能化最大瓶頸，還在于煤礦“數(shù)據(jù)孤島”“信息煙囪”問題突出,。今年6月,，國家礦山安全監(jiān)察局發(fā)布了《智能化礦山數(shù)據(jù)融合共享規(guī)范》,，就是為了打通“數(shù)據(jù)孤島”和“信息煙囪”。由于煤礦智能化是按生產(chǎn)環(huán)節(jié)來逐步實現(xiàn),，比如掘進(jìn),、開采、運輸,、安全監(jiān)控等,，每個環(huán)節(jié)各有系統(tǒng)，系統(tǒng)和系統(tǒng)間不兼容,。我曾到一家煤礦調(diào)研智能化運行情況,，其生產(chǎn)環(huán)節(jié)和管理部門就有100多個信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)。現(xiàn)在,，須把這些五花八門,、種類繁多的數(shù)據(jù)系統(tǒng)、裝備系統(tǒng)全部統(tǒng)一起來,，才能提高煤礦智能化常態(tài)運行水平,。

　　葛世榮：在2021年大規(guī)模拉閘限電之前,，就出現(xiàn)了一些危險信號——當(dāng)時，由于之前的退煤政策影響,，煤礦數(shù)量削減很多,，許多電廠的煤炭儲備也不足。另一方面,，煤電機(jī)組年運行小時數(shù)嚴(yán)重不足，很多機(jī)組達(dá)不到3000小時,，一般須達(dá)到4500小時才具有盈利能力,，當(dāng)時的煤電企業(yè)虧損嚴(yán)重。對于這種情況,，業(yè)界很擔(dān)憂,，一旦遇到枯水期或極端天氣，風(fēng)電,、光伏,、水電等“靠天吃飯”的可再生電力不穩(wěn)定,，火電供應(yīng)又頂不上，就很容易出現(xiàn)突發(fā)性的電力短缺,，后來發(fā)生的拉閘限電情況果然印證了這點,。

　　這一教訓(xùn)之后，國家層面意識到當(dāng)前我國的煤炭保供能力和火電供應(yīng)能力依然十分重要,，因此,，近兩年及時調(diào)整了相關(guān)政策，強(qiáng)調(diào)要發(fā)揮煤炭的主體能源作用,。2022年,，我國煤炭新增產(chǎn)能3億多噸，很多原來被關(guān)停的煤礦在保障安全前提下也重啟生產(chǎn),，這些舉措大幅度提高了煤炭保供能力,。今年來看，我國煤炭供應(yīng)調(diào)節(jié)能力很強(qiáng),，迎峰度夏的煤電“壓艙石”十分穩(wěn)固,。

　　我國“雙碳”目標(biāo)提出后，積極推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,，新能源裝機(jī)容量已經(jīng)超過了火電裝機(jī)容量,。但在極端天氣下，中國能源轉(zhuǎn)型期帶來的電力系統(tǒng)不穩(wěn)定問題顯現(xiàn),。這個問題的本質(zhì)是轉(zhuǎn)型期的電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)還沒有達(dá)到穩(wěn)健狀態(tài),。換句話說，較為穩(wěn)定的煤電作用被削減得太多了,，而受季節(jié)性影響較大的風(fēng)光水可再生能源發(fā)展很快,，但儲能容量沒有跟上，導(dǎo)致電力調(diào)峰能力存在差距,，造成整個電力系統(tǒng)韌性不足,。例如能源生產(chǎn)大省山東，新能源和可再生能源發(fā)電裝機(jī)占比約40％,，但卻是電力缺口第一省份,，今年迎峰度夏的晚高峰時段存在1000萬千瓦的供電缺口，好在山東省在煤炭保供方面進(jìn)行了前期預(yù)判,，山能集團(tuán)所屬煤礦發(fā)揮了保供穩(wěn)定器作用,。

　　這說明，關(guān)鍵時刻能頂?shù)蒙系哪茉茨壳斑�是煤電,，面對我國能源稟賦國情,，去煤炭和減煤電不可操之過急。統(tǒng)籌能源安全和雙碳目標(biāo)時,，首先要保障我國能源的安全性和可靠性,，再有序穩(wěn)妥地對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和優(yōu)化,。在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期，整個電力系統(tǒng)要多元化發(fā)展,，煤電,、可再生能源、核電,、新能源,、智慧電網(wǎng)發(fā)揮各自優(yōu)勢，提高電力系統(tǒng)韌性,。尤其要考慮到經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的用電需求量一定是不斷增長,，我國煤炭生產(chǎn)供應(yīng)處于“西多東少、北煤南運”的格局,，構(gòu)建煤炭的柔性供應(yīng)能力很重要,。

　　葛世榮：截至2022年底,，中國煤電發(fā)電量占比仍然高達(dá)58.4％,，應(yīng)該屬于戰(zhàn)略性能源，如果戰(zhàn)略性能源不穩(wěn)定,，整個能源系統(tǒng)的安全就會受到?jīng)_擊,。因此，我認(rèn)為比較合適的速度是在未來30~40年內(nèi),，把煤電占比從超過50％降到20％左右,，不能切換得太快，而且這20％的煤電不再是固體煤炭直接燃燒發(fā)電,，而是變革性的低碳化煤基能源發(fā)電,。

　　上海交通大學(xué)教授、中國工程院院士黃震發(fā)表的論文中提出了一個很有價值的參考數(shù)據(jù)：很多已實現(xiàn)碳達(dá)峰的發(fā)達(dá)國家,，新能源發(fā)電比例并沒有超過50％,，日本的煤電目前仍在40％左右。我國提出的目標(biāo)是到2060年,，中國非化石能源消費比重要達(dá)到80％,，其中，風(fēng)電,、光伏和水電占比合計達(dá)到60％。這種結(jié)構(gòu)下,，留給煤電的比例只有10％左右,，這是當(dāng)前高碳排放的燃煤發(fā)電比例,。那么這樣的電力系統(tǒng)是否有足夠的韌性？我想,，如果非化石能源消費占比調(diào)整為60％~65％,，相應(yīng)地抬高低碳化煤電占比，這樣既可以增強(qiáng)電力系統(tǒng)的韌性,，又可以減輕新能源大規(guī)模儲能容量的壓力,。

　　葛世榮：這還是一種基于傳統(tǒng)煤炭利用方式的看法。未來,，通過煤炭清潔利用技術(shù)創(chuàng)新,，可以在保障煤電供應(yīng)能力的同時，減少二氧化碳排放,。去年3月,，我們團(tuán)隊開展了我國“以煤為主”的能源結(jié)構(gòu)研究，探討碳達(dá)峰目標(biāo)下煤炭能源的“壓艙石”作用如何體現(xiàn),。我們研究發(fā)現(xiàn),，已實現(xiàn)碳達(dá)峰的國家有“三個20％”：實現(xiàn)碳達(dá)峰之前，這些國家的煤炭在能源消費結(jié)構(gòu)占比長期在20％以上,；美歐通過“減煤增氣”實現(xiàn)達(dá)峰,，平均增加了20％的天然氣發(fā)電，才減少相應(yīng)比例的燃煤發(fā)電,；一些碳達(dá)峰國家的煤電占比仍保持在20％以上,。

　　從中，我們想到的一個重要問題是：到2060年,，我國實現(xiàn)了碳中和,，10％的煤炭發(fā)電占比是不是太低了？中國的能源稟賦是富煤缺油少氣,，煤炭儲量占化石能源儲量的94％,，石油和天然氣的對外依存度很高，無論管道運輸還是海運,，都是一種可能受制于人的“卡脖子”能源依賴,，而可再生能源則是“靠天吃飯”的“卡嗓子”能源供應(yīng)。美國能生產(chǎn)大量頁巖氣,，實現(xiàn)天然氣自主之后的減煤是可控的,，中國不適合完全復(fù)制西方“減煤增氣”的碳達(dá)峰路徑，中國實現(xiàn)碳中和要按照我們自身的能源結(jié)構(gòu)特點設(shè)計路徑。因此,，煤炭在我國能源發(fā)展中的主體作用體現(xiàn)為：近期保供,，遠(yuǎn)期降碳。

　　葛世榮：要確保我國能源安全和保障能力,，其中立足國情的重要方面在于煤炭清潔化利用。近期,，我們提出了一個新概念：煤基能源,。傳統(tǒng)的煤炭能源是煤炭“一燒了之”。煤基能源是把煤炭資源通過各種清潔化方式,，轉(zhuǎn)換為更低碳的液態(tài),、氣態(tài)能源產(chǎn)品，包括煤制油,、煤制氣,、煤制氫、富油煤開發(fā)等,。我認(rèn)為,，煤基能源可以支撐中國式碳中和實現(xiàn)，走出一條從煤炭能源向煤基能源變革之路,。我們預(yù)測,，煤基能源到2060年可為我國提供至少20％的能源供應(yīng)，其二氧化碳排放量比傳統(tǒng)煤炭利用方式降低一半,。

　　煤炭清潔高效利用的關(guān)鍵,，是有顛覆性的技術(shù)變革支撐。例如,，低溫?zé)峤饧夹g(shù)可以讓富油煤轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨顺捎推泛突瘜W(xué)品,。另一種更革命性的技術(shù)，是地下煤炭原位氣化,。簡單來講,，就是不將煤炭開采出來燃燒，直接在地下進(jìn)行煤炭氣化利用,，產(chǎn)出含有氧氣,、氫氣、一氧化碳等組分的合成氣,。

　　地下氣化對實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的貢獻(xiàn)何在,？我的回答是“二分之一”，即煤炭地下氣化轉(zhuǎn)換出燃?xì)�,，其二氧化碳排放只有原來煤炭燃燒利用的一半,，具有與天然氣同樣的“清潔能源”排放水平,。蘇聯(lián)、美國,、澳大利亞,、英國、中國等國都曾大規(guī)模研究過煤炭地下氣化技術(shù),，至今只有蘇聯(lián)建設(shè)的安格連煤炭地下氣化站運行了60余年，年產(chǎn)25億方燃?xì)�,。究其原因,，一方面，很多國家已通過各種渠道擁有富裕的天然氣供應(yīng),；另一方面,，也是最主要的阻力，來自人們對環(huán)境污染的顧慮,，這也是中國多年來的研究一直停留在試驗層面的原因,。

　　實際上，國內(nèi)外研究表明,，煤在地下燃燒過程中產(chǎn)生的重金屬元素進(jìn)入地下水后,，一兩年后就會降解，總體對環(huán)境的影響是可控的,。而且,，現(xiàn)在我們提出要在2000米以下的煤層進(jìn)行地下氣化，一方面遠(yuǎn)離地下飲用水層,，另一方面是開發(fā)更加豐富,、目前機(jī)械開采無法觸及的煤炭資源。近五年,，中石油,、中石化、國家能源集團(tuán)等央企都在布局煤炭變革地下氣化,，它們認(rèn)為這是未來的新型油氣藏資源,。

　　葛世榮：我個人認(rèn)為，能源清不清潔,，不能按照出身來論,，而是看它能夠清潔化利用的程度。煤炭地下氣化產(chǎn)出的是煤基燃?xì)�,，能做到和天然氣一樣的排放水平,，�?yīng)該是一種清潔化能源產(chǎn)品。如果把此前300年稱為傳統(tǒng)煤炭時代，在煤炭可以清潔化利用的時代,，就是“后煤炭時代”,。

　　葛世榮：工科理科化的一個主要原因，是大學(xué)同質(zhì)化發(fā)展,。原本工科,、理科各有所側(cè)重，在工科大學(xué),，理科能力是重要基礎(chǔ),。但在同一套評價體系之下，多數(shù)大學(xué)都在追求綜合化發(fā)展,，從專業(yè)設(shè)置到學(xué)科發(fā)展都求大求全,，使大學(xué)逐漸喪失了自身特色和獨特競爭力，工科優(yōu)勢也就被削弱了,。

　　我認(rèn)為大學(xué)定位有三種類型,，一種是服務(wù)于區(qū)域，一種是服務(wù)行業(yè),，還有一種服務(wù)于國家戰(zhàn)略需求,。我對中國礦業(yè)大學(xué)（北京）的定位是服務(wù)行業(yè)的特色大學(xué)。這類行業(yè)特色大學(xué)最重要的責(zé)任和使命,，就是為行業(yè)培養(yǎng)專門化拔尖人才,，做行業(yè)最前沿的科技研究。比如100年后,，礦大（北京）可能不再研究采煤,，而是研究深地、深海,、深空采礦,，但始終不離開礦業(yè)這個行業(yè)核心。

　　在中國,，地礦油,、農(nóng)林水這幾個領(lǐng)域，一定要有高水平行業(yè)特色型大學(xué),，因為一個行業(yè)內(nèi)有很多專門問題需要這類大學(xué)去解決,。其他大學(xué)雖然也有相關(guān)研究，但礦業(yè)大學(xué)應(yīng)該做得更多更深更好,。

　　葛世榮：目前的大學(xué)評價體系以論文數(shù)量、學(xué)術(shù)稱號,、成果獎勵,、學(xué)生規(guī)模等作為指標(biāo)。在學(xué)科評估,、專業(yè)評估的壓力下,，行業(yè)特色大學(xué)被迫向綜合性大學(xué)指標(biāo)體系靠攏，有時會適當(dāng)削減行業(yè)特色專業(yè),，發(fā)展一些并非其特色優(yōu)勢專業(yè),，在一定程度上擠占了行業(yè)特色大學(xué)原本用來發(fā)展強(qiáng)項專業(yè)的辦學(xué)資源。

　　以德國弗萊貝格礦業(yè)大學(xué)為例,，這是世界上最早的礦業(yè)大學(xué)，只設(shè)置了地質(zhì),、能源,、環(huán)境、材料等四個領(lǐng)域的二十多個專業(yè)�,，F(xiàn)在,，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）的奮斗目標(biāo)是在30年之后，成為世界一流的能源科技大學(xué),。我認(rèn)為當(dāng)今先把低碳化煤基能源做好,，未來要聚焦關(guān)鍵礦產(chǎn)開發(fā)，解決未來制約新能源發(fā)展的稀有金屬瓶頸,。

　　近幾年,，學(xué)校采礦工程等傳統(tǒng)王牌專業(yè)出現(xiàn)招生難現(xiàn)象。所以從2021年起,，我校新增了智能采礦工程,、碳儲科學(xué)與工程、機(jī)器人工程,、人工智能工程,、大數(shù)據(jù)管理與應(yīng)用等新專業(yè)，學(xué)生們都很感興趣,。

　　我國是世界第一的礦業(yè)大國,、農(nóng)業(yè)大國、冶金業(yè)大國,、制造業(yè)大國,，我感覺目前國家對行業(yè)特色大學(xué)的重視和支持還不夠充分。建設(shè)教育強(qiáng)國,，不僅要建設(shè)一批高水平大學(xué),，還要建設(shè)專門行業(yè)領(lǐng)域的世界一流大學(xué),。但如何體現(xiàn)這些行業(yè)型大學(xué)的重要性，是值得思考的,。我希望能有針對行業(yè)特色大學(xué)的差異化評價方式,。