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

　　非煤礦山安全生產(chǎn)值得重視

　　中國新聞周刊：為何國內(nèi)礦難時有發(fā)生？此前，我們調(diào)查報道了山西代縣礦工死亡瞞報事件，事情發(fā)生在忻州代縣的精誠鐵礦。在涉及瞞報的17名死亡礦工中，調(diào)查顯示，死亡原因有多種，如滑塌事故、礦洞內(nèi)焊接風(fēng)管時不小心把風(fēng)管烤爆、冒頂和巖爆等。你如何看待這些原因？

　　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，一般是源于防護不當(dāng)或支護質(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，鉆孔后用炸藥炸礦石，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。

　　中國新聞周刊： 你多年來一直在研究煤礦智能化技術(shù)，國內(nèi)累計建成智能化采煤工作面1043個、掘進工作面1277個，建有智能化工作面的煤礦達694處。目前，國內(nèi)煤礦智能化技術(shù)已發(fā)展到怎樣的水平，能在多大程度上減少安全事故的發(fā)生？

　　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。

　　中國新聞周刊：目前，我國的煤礦機器人研發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)到了怎樣的水平？尤其在高風(fēng)險煤礦和深部煤層的采掘上，煤礦機器人能發(fā)揮什么作用？

　　葛世榮：全國煤礦已投入使用1000多臺煤礦機器人，采掘機器人和安全巡檢機器人應(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、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)�，F(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。

　　能源清不清潔，不能按照出身來論

　　中國新聞周刊：除了煤礦智能化技術(shù)以外，作為煤炭工程專家，你還長期關(guān)注中國的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型以及煤炭在其中扮演的角色。最近兩三年，當(dāng)“靠天吃飯”的可再生能源遭遇到越來越“常態(tài)化”的極端天氣，國家在政策層面開始調(diào)整并重新意識到煤炭重要的保供作用。你如何看待政策的這種調(diào)整？

　　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，煤電機組年運行小時數(shù)嚴(yán)重不足，很多機組達不到3000小時，一般須達到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，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，積極推進能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，新能源裝機容量已經(jīng)超過了火電裝機容量。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行了前期預(yù)判，山能集團所屬煤礦發(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)濟發(fā)達地區(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。

　　中國新聞周刊：多元化的電力系統(tǒng)中，煤電至少應(yīng)占多大比例？要想不操之過急，煤炭在整個能源結(jié)構(gòu)中又該如何漸進式減容？

　　葛世榮：截至2022年底，中國煤電發(fā)電量占比仍然高達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)碳達峰的發(fā)達國家，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到80％，其中，風(fēng)電、光伏和水電占比合計達到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。

　　中國新聞周刊：這樣調(diào)整之后，煤炭發(fā)電占比提高，減碳的目標(biāo)是否就更難達成？

　　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，我們團隊開展了我國“以煤為主”的能源結(jié)構(gòu)研究，探討碳達峰目標(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)碳達峰的國家有“三個20％”：實現(xiàn)碳達峰之前，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，遠期降碳。

　　中國新聞周刊：中國的碳中和路徑應(yīng)該是怎樣的？

　　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)的貢獻何在？我的回答是“二分之一”，即煤炭地下氣化轉(zhuǎn)換出燃氣，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)25億方燃氣。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米以下的煤層進行地下氣化，一方面遠離地下飲用水層，另一方面是開發(fā)更加豐富、目前機械開采無法觸及的煤炭資源。近五年，中石油、中石化、國家能源集團等央企都在布局煤炭變革地下氣化，它們認為這是未來的新型油氣藏資源。

　　中國新聞周刊：如果未來可以變采煤為采氣，讓二氧化碳排放減少一半，是否意味著不能再單純把煤炭視為傳統(tǒng)化石能源？

　　葛世榮：我個人認為，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)出的是煤基燃氣，能做到和天然氣一樣的排放水平，應(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”。

　　行業(yè)特色大學(xué)求大求全會削弱優(yōu)勢

　　中國新聞周刊：前一段時間，高等工程教育界對“工科理科化”的討論和關(guān)注很多，你如何看待這一現(xiàn)象背后的成因？

　　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。

　　中國新聞周刊：這種大學(xué)發(fā)展求大求全的環(huán)境下，中國的行業(yè)特色大學(xué)面臨的主要困境是什么？

　　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。