採煤業如何更綠色

2019-12-03 08:58:13 | 來源:人民日報 | 責編:王濤

採煤業如何更綠色

  工作中的錢鳴高。資料圖片

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  作為我國礦山壓力與岩層控制學科主要奠基人之一,中國礦業大學(北京)教授、中國工程院院士錢鳴高關注人與環境的關係,潛心研究煤礦綠色開採技術。他認為,煤炭行業不僅要關注如何出煤,還要重視環境容量,在人與自然之間建起生態平衡機制。

  1950年春天,18歲的錢鳴高第一次來到遼寧撫順西露天礦時,就被眼前的景象震撼了:三層樓高的罐籠、能把數十噸原煤提上來的德國捲揚機……這一切,給生長在水鄉江蘇無錫的他,留下了極深印象。

  2019年初冬時節,在中國礦業大學(北京)的一幢小樓堙A88歲高齡,已是中國礦業大學(北京)教授、中國工程院院士的錢鳴高聊起那次經歷,記憶仍很清晰。

  從那時起,他與煤礦打了幾十年交道。他從事與資源地生態環境相關的“礦山壓力研究”,提出的“鳴高模型”得到國際學術界認可;他和團隊提出“綠色開採技術”和“科學採礦”理念,為減少採礦對環境的破壞指出了方向。

  把中國礦壓研究推進到國際先進水平

  新中國成立初期,出於能源工業發展需要,我國急需採煤工程方面的專業人才,當時的東北工學院號召學生在自願基礎上改報採礦工程專業,已經考取機械系的錢鳴高報名轉入採礦係。

  “採礦是一門艱苦的專業,當時報考的人很少。”他回憶道:“初生牛犢不怕虎。那時候,我既不熟悉採煤,也不知道這門學科深淺,只是覺得越是艱苦的專業,越有希望做出成績來。”

  那時,我國採礦科學事業幾近空白。“沒有能源,就談不上工業化。我國當時能源90%靠煤炭,但是煤炭科學遠遠沒有跟上。”錢鳴高說。

  採煤,也是岩體由穩定到破壞的過程,因此礦山“岩體力學”大部分表現為岩體破斷後的力學效應。新中國成立以後,煤炭得到一定程度的開發,但是事關資源地生態環境的“礦山壓力研究”卻遲遲沒有跟上。1954年,錢鳴高來到原北京礦業學院攻讀採礦工程專業研究生。1957年,留校任教的他,科研方向就是礦山壓力及其控制。

  採礦學科實踐性很強,它要求研究者具備紮實的基礎理論知識,又要不斷深入現場。經過20多年持續摸索和實踐驗證,錢鳴高終於提出了採場上覆岩層在受開採影響破斷後岩塊互相咬合形成的結構模式,即“砌體梁”力學模型,使得工作面各種來壓現象和支護原理得到了合理、充分的解釋,並在實踐中得到了驗證。

  1982年,在英國紐卡斯爾大學舉辦的國際岩層力學討論會上,錢鳴高的成果進一步得到了國際學術界的高度認可,有學者稱之為“鳴高模型”,由此把中國礦壓研究推進到國際先進水平。該模型還獲得了國家自然科學獎。

  為減少採礦對環境的破壞指出了方向

  作為我國礦山壓力與岩層控制學科主要奠基人之一,錢鳴高通過研究岩層破斷後的力學結構對礦山壓力和岩層移動的影響,延伸到“綠色開採技術”和“科學採礦”理念。

  “過去採礦的教育僅僅講授如何出煤,主要講系統和工藝,對保護環境、環境容量與行業的經濟規律都沒有介紹,因此不是完整的‘採煤學’。”錢鳴高認為。

  關注到煤炭開採活動對開采地生態環境的破壞,錢鳴高帶領團隊提出了以控制“關鍵層”為基礎的煤礦綠色開採技術:包括煤與瓦斯共採、保水開採、控制地表沉陷、矸石減排等,產生了巨大的經濟效益和社會效益。

  為解決煤炭開採和利用的負外部性問題,錢鳴高還提出以珍惜資源、發展機械化和自動化、保護環境和保證工人安全為主要內容的“科學採礦”理念。科學採礦意味著環境容量和安全保障,該理念一經提出,就在行業內引起了強烈反響。一些煤礦大力發展充填技術和復墾技術,有的學者還制定了科學產能以及煤礦開採科學性的評分標準,為各種條件下的科學採礦指出了方向,這一理念實際上也為煤炭行業轉變為綠色行業指出了方向。

  “以前,煤炭行業從業者關注更多的是如何出煤,採煤方法事實上只體現在具體的採煤技術和工藝上,忽視了生產與自然的關係。”錢鳴高說。

  對煤炭行業綠色發展提出系統思考

  近年來,污染防治攻堅戰深入推進,對煤炭行業提出了高質量發展的新要求。同時,煤炭作為我國主體能源的地位仍未改變。在“去煤化”呼聲涌起的背景下,煤炭革命的路究竟該怎樣走?對此,錢鳴高也有深入思考。

  “煤礦開採是人類獲取自然資源的手段,但與其他行業相比,煤炭行業建設週期長、退出機制不完善、對環境負面影響較大。”錢鳴高說,另一方面,在“獲取—使用—回歸”循環中,由於處理燃燒廢棄物的利潤有限,所以“回歸”環節沒有得到重視,“如果在‘回歸’過程中超出了環境容量,且處理無序,不僅危害自然,對人類自身的傷害更大”。

  在錢鳴高看來,人類使用的萬物來自於自然,經過使用後又回歸自然,因此“獲取—使用—回歸”的循環對人與自然的關係至關重要,“我們往往對‘使用’特別感興趣,因為它直接與自身利益有關,而‘獲取’‘回歸’與我們賴以生存的環境有關,但是,目前環境價值在市場經濟中又難以用價格來衡量”。

  經過多年探索,錢鳴高形成了關於煤炭行業綠色發展問題的系統思考,他也曾在多個場合呼籲,在環境容量內開發和利用煤炭資源,在人類和自然之間建立起複合的生態平衡機制。

  錢鳴高強調,“煤炭行業必須實現高質量發展,研究煤炭的經濟規律,嚴格管理,儘量減少負外部性,研究和完善煤炭開採和利用與環境相協調的科學技術。這樣,煤炭行業不僅能為社會做出巨大貢獻,而且會成為被社會尊重的行業,這是值得煤炭科技、經濟和管理工作者思考的問題!”

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