煤炭素來被譽為“黑色的金子”“工業(yè)的糧食”。但是，傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)方式存在礦難事件頻發(fā)、人工成本居高不下、礦工作業(yè)艱苦危險、開采效率難以提升等問題。
“伴隨著科學技術(shù)的進步，煤炭系統(tǒng)生產(chǎn)安全性得以大大提升。”中國科學院院士、中國礦業(yè)大學(北京)教授何滿潮近日在接受科技日報記者采訪時表示，10多年前，煤礦生產(chǎn)每年傷亡人數(shù)將近3000人，到2019年已下降到了300多人。“在煤炭產(chǎn)量翻倍增長的同時，安全事故大幅度減少，這實際上正是科技進步給煤炭行業(yè)、能源行業(yè)帶來的變化。”
2006年，何滿潮帶著團隊在某煤礦進行熱害調(diào)研時看到，深井里的工人都赤裸著上身，因為他們身上長滿了濕疹，沒有辦法穿著衣服進行工作。在那里，每年因中暑暈倒的工人多達126人次，甚至有的工人因搶救無效失去了寶貴的生命。“我看在眼里，疼在心里。如果沖擊地壓控制不住，首先受難的就是他們;如果地熱問題解決不了，他們將終日受煎熬，在‘水深火熱’中作業(yè)。”
如何讓礦工們告別“水深火熱”的環(huán)境?
“礦工們不再受苦，是我們進行科研的巨大動力。”何滿潮提出以礦井水為冷源進行深井降溫的構(gòu)想，利用已有的排水系統(tǒng)，通過提取礦井涌水中的冷能，把工作面空氣中的熱量置換出來，再通過泵站排出地表，用全風模式提高降溫和除濕效果。經(jīng)過多次試驗，何滿潮帶領(lǐng)團隊開發(fā)的“深部煤礦高溫熱害治理技術(shù)及其裝備系統(tǒng)”，在數(shù)個采掘工作面和地面熱能等項目中得以應(yīng)用。
“現(xiàn)在，我們所做的工作同樣與礦工們的生命息息相關(guān)。”何滿潮說，從淺部開采到深部開采經(jīng)歷了五大轉(zhuǎn)型，“切頂短壁梁”理論、長壁開采“110/N00”工法變革性技術(shù)……都在為煤礦生產(chǎn)撐起“安全傘”。
“傳統(tǒng)的‘121’工法采用一面、雙巷、留煤柱的開采方式，不僅造價昂貴、浪費煤炭資源，災(zāi)害發(fā)生的概率還高。‘110’工法是借力打力，利用礦山壓力自動切頂形成回采巷道，把采煤與掘進兩套工序統(tǒng)一起來，每個采煤工作面少掘進一條回采巷道，實現(xiàn)無煤柱開采，結(jié)束了要出煤必須先掘進回采巷道的歷史。”何滿潮說。
2021年1月，位于安徽的淮河能源控股集團煤業(yè)公司張集礦1613A工作面采用“110”工法，成功留巷500米，標志著我國首個分層開采“110”工法取得成功。
“N00”工法的應(yīng)用，則使工作面由“跳采”變?yōu)檫B續(xù)開采，且能夠?qū)崿F(xiàn)Y形通風，降低采準巷道掘進率約90%，提高資源回收率約40%，同時可降低事故發(fā)生風險和煤炭開采成本，被業(yè)界譽為“第三次礦業(yè)技術(shù)變革”。
“高效安全科學的開采，離不開科技的進步。煤炭作為一個大的工業(yè)系統(tǒng)，更離不開我國管理機制體制的改革和科學管理的加強。如今，無論是組織管理、體制機制改革，還是科技手段的應(yīng)用，都在全方位發(fā)力煤炭安全開采工作，未來我相信會越來越好。”何滿潮說。（記者 馬愛平）
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