变革性技术撑起煤矿生产“安全伞”

【科技支撑安全生产】

◎本报记者 马爱平

煤炭素来被誉为“黑色的金子”“工业的粮食”。但是，传统的煤炭生产方式存在矿难事件频发、人工成本居高不下、矿工作业艰苦危险、开采效率难以提升等问题。

“伴随着科学技术的进步，煤炭系统生产安全性得以大大提升。”中国科学院院士、中国矿业大学（北京）教授何满潮近日在接受科技日报记者采访时表示，10多年前，煤矿生产每年伤亡人数将近3000人，到2019年已下降到了300多人。“在煤炭产量翻倍增长的同时，安全事故大幅度减少，这实际上正是科技进步给煤炭行业、能源行业带来的变化。”

2006年，何满潮带着团队在某煤矿进行热害调研时看到，深井里的工人都赤裸着上身，因为他们身上长满了湿疹，没有办法穿着衣服进行工作。在那里，每年因中暑晕倒的工人多达126人次，甚至有的工人因抢救无效失去了宝贵的生命。“我看在眼里，疼在心里。如果冲击地压控制不住，首先受难的就是他们；如果地热问题解决不了，他们将终日受煎熬，在‘水深火热’中作业。”

如何让矿工们告别“水深火热”的环境？

“矿工们不再受苦，是我们进行科研的巨大动力。”何满潮提出以矿井水为冷源进行深井降温的构想，利用已有的排水系统，通过提取矿井涌水中的冷能，把工作面空气中的热量置换出来，再通过泵站排出地表，用全风模式提高降温和除湿效果。经过多次试验，何满潮带领团队开发的“深部煤矿高温热害治理技术及其装备系统”，在数个采掘工作面和地面热能等项目中得以应用。

“现在，我们所做的工作同样与矿工们的生命息息相关。”何满潮说，从浅部开采到深部开采经历了五大转型，“切顶短壁梁”理论、长壁开采“110/N00”工法变革性技术……都在为煤矿生产撑起“安全伞”。

“传统的‘121’工法采用一面、双巷、留煤柱的开采方式，不仅造价昂贵、浪费煤炭资源，灾害发生的概率还高。‘110’工法是借力打力，利用矿山压力自动切顶形成回采巷道，把采煤与掘进两套工序统一起来，每个采煤工作面少掘进一条回采巷道，实现无煤柱开采，结束了要出煤必须先掘进回采巷道的历史。”何满潮说。

2021年1月，位于安徽的淮河能源控股集团煤业公司张集矿1613A工作面采用“110”工法，成功留巷500米，标志着我国首个分层开采“110”工法取得成功。

“N00”工法的应用，则使工作面由“跳采”变为连续开采，且能够实现Y形通风，降低采准巷道掘进率约90%，提高资源回收率约40%，同时可降低事故发生风险和煤炭开采成本，被业界誉为“第三次矿业技术变革”。

“高效安全科学的开采，离不开科技的进步。煤炭作为一个大的工业系统，更离不开我国管理机制体制的改革和科学管理的加强。如今，无论是组织管理、体制机制改革，还是科技手段的应用，都在全方位发力煤炭安全开采工作，未来我相信会越来越好。”何满潮说。