煤炭安全智能精准开采：从构想变为现实

2020.08.20 中国煤炭网

“煤炭安全智能精准开采是保障煤炭高质量发展的治本之路。”日前，在第311场中国工程科技论坛“废弃矿井资源开发利用”暨“煤炭安全智能精准开采协同创新组织”成立三周年学术研讨会上，多位专家提及上述观点。在该中国工程科技论坛上，32位院士、9000多位专家学者聚焦废弃矿井资源开发利用与煤炭精准开采科技前沿，共同为煤炭高质量发展出谋划策。

中国工程院原副院长谢克昌院士在会上指出：“‘煤炭安全智能精准开采协同创新组织’成立三年以来，煤炭安全智能精准开采已从科学构想发展为理论和技术现实，为中国煤炭科技创新从跟跑、并跑到领跑跨越提供了强劲动力”。

要加强全生命周期评价

“废弃矿井资源开发利用和煤炭安全智能精准开采这两大方向，几年前在行业里很少有人提及。”谈及近年来的发展，中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮感慨，不到五年时间已经发生了重大变化。

记者从会上了解到，在废弃矿井资源开发利用方面，袁亮带领团队已系统总结了国内外废弃矿井资源开发利用现状；提出了能源化、资源化、功能化开发利用模式；发挥中国工程院高端智库作用，结合国家可持续发展能源战略布局，从科技创新、产业管理等方面，提出我国废弃矿井资源开发利用战略路径和政策建议，受到国家高度重视。

“能源转化为能量需要载体，制造载体的过程需要耗材、耗能、耗水、耗工，生产过程还会产生污染物，而且载体报废后的处置也是大问题。因此，任何能源转化为能量的过程，既不完全清洁，也存在不可再生的问题。”谢克昌指出，从全生命周期考虑，任何一种能源都存在污染和不可再生性，要加强全生命周期评价和生态影响研究，废弃矿井资源开发利用就是基于全生命周期考虑的。

煤炭安全智能精准开采协同创新组织已完成国家重大科研仪器研制项目用于揭示煤与瓦斯突出机理与规律的模拟试验仪器，在全球首次实现大尺度真三维煤与瓦斯突出模拟试验；完成国家重点研发计划项目“煤矿典型动力灾害风险判识及监控预警技术研究”；完成“神东矿区深部开采灾害预测与防控基础研究及关键技术”项目。

“透明矿山”是精准开采的前提

“精准开采要做好顶层设计，安全智能是要达到的效果。‘透明矿山’是实现精准开采的第一步，无论是采还是掘，从矿井设计开始就应向着透明化一步步逼近，而地下资源的构造、灾害等情况，也应从勘探开始就弄清楚。”袁亮指出，但事实上，之前很多矿井从设计这个源头上就要乘上一个很大的“系数”，并不准确。“三维地震勘探非常重要，是实现‘透明矿山’的前提，不做好这一步，就不应进行矿井设计。”

据介绍，20世纪90年代至今，随着煤矿高分辨三维地震勘探等物探技术的发展，促使我国煤矿机械化生产的开机率从不到40%，提高到90%以上，煤矿安全生产实现根本性好转，推动了我国煤炭工业的技术升级和发展。

但目前煤岩层位智能探测问题，仍是制约智能化采煤装备的重大难题之一。记者了解到，三维地震勘探建立的煤矿三维地质体，由于精度低，还不是真正意义上的透明工作面，难以满足远程无人化操控的“厘米级”精度需求。

“矿井地质透明化是当前煤矿安全高效矿井地质保障系统发展的努力方向。”中国工程院院士、中国矿业大学（北京）教授彭苏萍建议，不仅要在统一数据融合基础上进一步提高勘探精度，提高矿井地质的透明化水平，还应研发与惯导技术一体的高分辨煤岩辨识仪器装备，并进一步开发和建立智能矿山建设决策与灾害隐患预报系统。

粉尘防控仍是短板

“科技创新是煤炭工业高质量发展的根本动力。”中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长刘峰在会上指出，“十三五”以来，煤炭绿色安全智能开采格局初步形成，煤炭绿色开发与智能精准开采技术体系逐步建立。煤炭资源的精准智能开发和清洁高效利用是总的发展方向，煤矿智能化是煤炭行业高质量发展的核心技术支撑，煤炭资源的全生命周期、全开发利用过程都需要科技支撑。

“地下几百米甚至几千米和地面的工作，你会选择哪个？毫无疑问，煤炭行业是最艰苦的行业之一，但煤炭行业并没有像别的行业那样提高待遇。煤炭企业一定要重视煤矿技术人员的待遇，如果不适应市场经济，很难吸引人才。”袁亮在呼吁提高待遇的同时，也表示，智能化建设在起步阶段，还有很多难题待解，煤炭科技工作者有责任、有义务破解这些重大科技难题，为煤炭工业高质量发展效劳。

袁亮还指出，粉尘防控仍是煤炭行业目前的短板所在，工业粉尘防控与职业健康将是团队下一步重要研究方向之一。他认为：“煤炭科技发展必须准确把握世界科技发展前沿，主动适应我国能源革命新要求，充分考虑我国煤炭资源分布特点，聚焦煤炭安全智能精准开采、煤炭清洁高效利用、废弃矿井资源精准开发利用以及粉尘防控与职业安全健康等老难题、新挑战，才能蹚出创新引领高质量发展之路。”