“疯狂的石头”转型记

原标题：“疯狂的石头”转型记

——我国煤炭产业打响安全高效绿色开发协同创新攻坚战

本报记者 张 晔 通讯员 赵红灿 郭洋楠

穿上工作服，戴上安全帽，坐着皮卡车穿越3.6公里长的巷道，进入100多米深的地下煤矿采空区。

“采1吨煤涌2吨水，过去这是水害，不仅有可能造成透水事故，排到地面也会污染环境。”神东煤炭集团大柳塔煤矿总工程师陈苏社说，“现在，我们在废弃的采空区建起地下水库，利用塌落的岩石天然净化，生产、生活用水都有了着落。”

6月中旬，科技日报记者横跨东西部地区，亲自下到矿井车间，感受过去“傻大黑粗”传统的煤炭产业，在“煤炭安全绿色开采协同创新中心”的科技支撑下，正由“高排放、高耗水、高污染”的粗放模式，向“低排放、低损害、高安全”的新型绿色开采模式转型升级。

“疯狂的石头”

这是一块“疯狂的石头”——市场行情好了，商人为它疯狂；空气污染了，它让老百姓疯狂。

“中国的PM2.5中60％来自于燃煤和燃油”，这是我们不能回避的现状。

“煤炭本身并不脏，只是我们没用好！”在煤炭资源与安全开采国家重点实验室，记者说起人们对煤炭的误解，彭苏萍院士不由地“急了”。

“说到底，还是技术的问题。”中国矿业大学校长葛世荣说，“欧美发达国家也开采煤矿，怎么不死那么多人？也用烧煤发电，怎么天空还是蓝的？”

19世纪60年代，煤炭伴随第一次工业革命成为世界能源主角。而我国用几十年走完西方国家近二百年的工业化道路，能源消耗之大可想而知。

“我在这个大院里工作了几十年，大部分时间都在做一件事，就是想尽一切办法增加产量保证国家用煤需求。”中国煤炭行业协会副会长刘峰用一句黑色幽默道出了能源紧缺现状。

“能源紧缺的时候，好煤差煤都能卖出高价，谁会追求科技创新呢？”他反问记者。

巨大的能源需求，再加上百年以来以煤为主的能源结构，导致我国的煤炭开发处于高耗水、高排放、高损伤的粗放模式。据统计，我国每年采煤废水约60亿吨，相当于北京的年用水量；煤炭洗选每年耗水20亿吨；因采煤造成的土地塌陷平均每万吨塌陷0.3公顷，每年因煤矸石堆砌占用土地相当于厦门的面积；每年直接排放瓦斯（煤层气）80亿立方米；有一半的煤未经洗选直接燃烧，造成大气污染。

但是，煤炭又对国民经济举足轻重：2014年，我国煤炭在能源结构中占70％。据预测，到2050年煤炭在一次能源中仍占50％左右。煤炭工业的可持续发展维系着国家的能源安全。

“最近几年市场需求趋缓，正好给了我们一个调整产业结构、转变发展方式的大好时机。”刘峰说。

2012年8月，中国矿大南北两校、神华、淮南矿业、中煤能源、同煤、陕煤化、中煤科工等“两校五企一院所”在煤炭工业协会的支持下，组建了“煤炭安全绿色开采协同创新中心”。

“就是要通过协同创新中心，实现煤炭开发的理念变革、方法变革、技术变革、工艺变革，从而破解两个世界性难题，实现中国的煤炭能源技术变革之梦。”刘峰说。

谈“煤”不再色变

“上天不易，入地同样艰难。”在三大化石能源中，唯有煤炭至今仍需要工人下井作业，面临种种不可预知的险情。

“安全生产、绿色开采，人是第一位的。未来我们的煤炭行业不能打人海战术，而要科技的创新，走智能化的道路。”彭苏萍院士强调。

“无人即安”。通过智能化减少井下作业人数最终实现“无人采煤工作面”，是保证安全的最有效途径。

协同创新中心成立以来，先后建成综采工作面协同控制实验平台、采掘装备感知试验平台、机械传动故障分析试验平台、采掘机械装备综合实验室等研究平台，形成全球最大的采掘成套装备联动实验室。

同时，他们还把物联网技术成果应用到煤矿领域。

“我们的感知不仅仅为矿山安眼睛、耳朵，更重要的是安脑子，这就是智慧矿山；不但要能对灾害提前报警，还要能根据矿井情况指导工作人员设法逃生。”中国矿大物联网（感知矿山）研究中心执行主任丁恩杰介绍。

在神东煤矿大柳塔洗选中心，记者目睹煤炭通过一系列的脱硫、降尘、降氮等工序，轻松地去除原煤中60％—80％的硫，50％以上的灰分。

“只要我们把煤洗干净，那么排放就能减少一半，甚至能达到近零排放。”大柳塔洗选中心朱子祺说。

但是，在干旱缺少的西部地区，洗煤用水即使循环利用也显得很“奢侈”：因为这里年降水不到400毫升，而蒸发量是东部的10倍。

因此，如何保水、节水成为煤炭绿色开发中的难点，也是“协同创新中心”的攻关重点。

在各协同单位的共同努力下，神东矿区已建成世界首创的32座煤矿地下水库，供应了矿区95％以上用水，不仅保障了世界少见的2亿吨矿区生态、生活、生产用水，还给周边电厂供水。

中国矿业大学陈清如院士开拓了“干法选矿”新领域，打破了几百年来必须用水洗煤的惯例，被称为“洗煤技术的革命”。在此基础上，中国矿业大学赵跃民教授带领的团队在我国神华集团新疆宽沟矿建起世界首座模块式干法重介质流化床选煤厂，成为我国“一带一路”煤炭开发的重要科技支撑。