8月21日20時26分，陜西省延安市延川縣新泰煤礦內，發生一起瓦斯閃爆事故。據央視新聞報道稱，事故原因初步核實疑為瓦斯超限爆炸引發。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鍵問題：為何在不斷強化煤礦安全的背景下，礦難仍時有發生？近二十年間，國內煤礦安全治理水平已得到很大提升。綜合歷年《中國煤炭工業年鑒》等數據可知，2001~2018 年中國每年礦難死亡人數和百萬噸煤死亡率都呈現出急劇下降趨勢。

　　2022年3月14日，中國國家礦山安全監察局公布的數據顯示，2021年，中國礦山共發生事故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。國家礦山安全監察局副局長張昕去年3月曾表示，礦山安全生產形勢依然嚴峻復雜，重大災害日趨嚴重，一些地區和企業違法違規行為屢禁不止、企業主體責任落實不到位、安全基礎薄弱、監管監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、中國礦業大學（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量達近3萬處，且開采方式傳統，更容易出現安全事故。

中國工程院院士，中國礦業大學（北京）校長、黨委副書記 葛世榮

　　非煤礦山安全生產值得重視

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

　　葛世榮： 風管烤爆屬于典型的違章作業，因為礦山風管里有的存有瓦斯，也會附著易爆粉塵，這些易爆物質極易引發爆炸事故。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象，一般是源于防護不當或支護質量不好。巖爆就像礦區地震一樣，巖體內被掏空后，上部巖體聚積的壓力不斷增加，最終導致巖石難以承受，發生爆裂崩塌而產生強烈沖擊破壞。

　　中國煤炭開采以深部地下開采為主，約85％的煤炭產量來自于地下600~1000米深的礦井，井下地質環境復雜，發生瓦斯、突水、巖爆等事故的概率大。而且，中國不僅地下深礦數量最多，井下礦工數量也最多，平均每天約有50萬人在地下作業，屬于世界上深部礦井最多、災害礦井最多、煤炭產量最多的國家。這樣“三多”因素疊加的煤礦開采條件中國獨有，一旦發生事故，就會造成少則幾人、多則數十人的慘重傷亡。近年來，由于大多數煤礦已采用全機械化開采，部分實現智能化生產，安全事故發生率已明顯下降。

　　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，但非煤礦山安全生產值得高度重視。有些金屬礦頻發冒頂事故，因為還采用傳統的開采方式，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，國內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，國內煤礦智能化技術已發展到怎樣的水平，能在多大程度上減少安全事故的發生？

　　葛世榮：礦山智能化的目標是“減人、增安、提效”，當前煤礦災害監測與智能預警技術和智能化采掘運輸技術正在推廣應用，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，內蒙古阿拉善盟新井煤業公司露天煤礦發生大面積坍塌事故，50多名礦工被掩埋致死。從目前情況看，屬于違章違規生產所致。從預防技術來看，如果有智能預警技術，就能對發生滑坡的邊坡表面形變和內部受力狀態進行監測和穩定性預判，一旦發現邊坡趨于失穩滑動，就能提前預警預報。不過，現在的智能預警技術還不夠精準，只能監測表面形變。此外，對于滑坡、瓦斯涌出、冒頂這種漸進性災害，現在技術具有一定能力做到提前預警，但對巖爆、突水、瓦斯突出等突發性災害，預測準確性和即時性還有待提高。

　　解決減少礦難事故和傷亡人數的難題，最根本的辦法就是做到兩點：災害提前預警和無人化、少人化作業。通過使用煤礦機器人和無人駕駛技術，在危險作業區實現現場無人、遠程操控，這些都需要大數據、5G、工業互聯網等信息技術支持。

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

　　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。總體而言，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目前處于初級階段，運維過程中仍有約50％的人為干預，從初級到中級還要5~10年，中級智能化煤礦將實現半自主化操作，人為干預降至20％。按照國家相關規劃，到2035年我國基本實現煤礦智能化，也就是總體達到高級水平：全自主操作運行模式，對所有生產和安全保障環節具有全面感知能力，機器人自主決策運行，但鑒于煤礦生產條件復雜性和危險性，仍需有約5％的工序人機交互監控。

　　目前的煤礦智能化最大瓶頸，還在于煤礦“數據孤島”“信息煙囪”問題突出。今年6月，國家礦山安全監察局發布了《智能化礦山數據融合共享規范》，就是為了打通“數據孤島”和“信息煙囪”。由于煤礦智能化是按生產環節來逐步實現，比如掘進、開采、運輸、安全監控等，每個環節各有系統，系統和系統間不兼容。我曾到一家煤礦調研智能化運行情況，其生產環節和管理部門就有100多個信息數據系統。現在，須把這些五花八門、種類繁多的數據系統、裝備系統全部統一起來，才能提高煤礦智能化常態運行水平。

　　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以外，作為煤炭工程專家，你還長期關注中國的能源結構轉型以及煤炭在其中扮演的角色。最近兩三年，當“靠天吃飯”的可再生能源遭遇到越來越“常態化”的極端天氣，國家在政策層面開始調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整？

　　葛世榮：在2021年大規模拉閘限電之前，就出現了一些危險信號——當時，由于之前的退煤政策影響，煤礦數量削減很多，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嚴重不足，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，當時的煤電企業虧損嚴重。對于這種情況，業界很擔憂，一旦遇到枯水期或極端天氣，風電、光伏、水電等“靠天吃飯”的可再生電力不穩定，火電供應又頂不上，就很容易出現突發性的電力短缺，后來發生的拉閘限電情況果然印證了這點。

　　這一教訓之后，國家層面意識到當前我國的煤炭保供能力和火電供應能力依然十分重要，因此，近兩年及時調整了相關政策，強調要發揮煤炭的主體能源作用。2022年，我國煤炭新增產能3億多噸，很多原來被關停的煤礦在保障安全前提下也重啟生產，這些舉措大幅度提高了煤炭保供能力。今年來看，我國煤炭供應調節能力很強，迎峰度夏的煤電“壓艙石”十分穩固。

　　我國“雙碳”目標提出后，積極推進能源結構轉型，新能源裝機容量已經超過了火電裝機容量。但在極端天氣下，中國能源轉型期帶來的電力系統不穩定問題顯現。這個問題的本質是轉型期的電力生產結構還沒有達到穩健狀態。換句話說，較為穩定的煤電作用被削減得太多了，而受季節性影響較大的風光水可再生能源發展很快，但儲能容量沒有跟上，導致電力調峰能力存在差距，造成整個電力系統韌性不足。例如能源生產大省山東，新能源和可再生能源發電裝機占比約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判，山能集團所屬煤礦發揮了保供穩定器作用。

　　這說明，關鍵時刻能頂得上的能源目前還是煤電，面對我國能源稟賦國情，去煤炭和減煤電不可操之過急。統籌能源安全和雙碳目標時，首先要保障我國能源的安全性和可靠性，再有序穩妥地對能源結構調整和優化。在能源結構轉型期，整個電力系統要多元化發展，煤電、可再生能源、核電、新能源、智慧電網發揮各自優勢，提高電力系統韌性。尤其要考慮到經濟發達地區的用電需求量一定是不斷增長，我國煤炭生產供應處于“西多東少、北煤南運”的格局，構建煤炭的柔性供應能力很重要。

　　中國新聞周刊：多元化的電力系統中，煤電至少應占多大比例？要想不操之過急，煤炭在整個能源結構中又該如何漸進式減容？

　　葛世榮：截至2022年底，中國煤電發電量占比仍然高達58.4％，應該屬于戰略性能源，如果戰略性能源不穩定，整個能源系統的安全就會受到沖擊。因此，我認為比較合適的速度是在未來30~40年內，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電，而是變革性的低碳化煤基能源發電。

　　上海交通大學教授、中國工程院院士黃震發表的論文中提出了一個很有價值的參考數據：很多已實現碳達峰的發達國家，新能源發電比例并沒有超過50％，日本的煤電目前仍在40％左右。我國提出的目標是到2060年，中國非化石能源消費比重要達到80％，其中，風電、光伏和水電占比合計達到60％。這種結構下，留給煤電的比例只有10％左右，這是當前高碳排放的燃煤發電比例。那么這樣的電力系統是否有足夠的韌性？我想，如果非化石能源消費占比調整為60％~65％，相應地抬高低碳化煤電占比，這樣既可以增強電力系統的韌性，又可以減輕新能源大規模儲能容量的壓力。

　　中國新聞周刊：這樣調整之后，煤炭發電占比提高，減碳的目標是否就更難達成？

　　葛世榮：這還是一種基于傳統煤炭利用方式的看法。未來，通過煤炭清潔利用技術創新，可以在保障煤電供應能力的同時，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”的能源結構研究，探討碳達峰目標下煤炭能源的“壓艙石”作用如何體現。我們研究發現，已實現碳達峰的國家有“三個20％”：實現碳達峰之前，這些國家的煤炭在能源消費結構占比長期在20％以上；美歐通過“減煤增氣”實現達峰，平均增加了20％的天然氣發電，才減少相應比例的燃煤發電；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，我國實現了碳中和，10％的煤炭發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。美國能生產大量頁巖氣，實現天然氣自主之后的減煤是可控的，中國不適合完全復制西方“減煤增氣”的碳達峰路徑，中國實現碳中和要按照我們自身的能源結構特點設計路徑。因此，煤炭在我國能源發展中的主體作用體現為：近期保供，遠期降碳。

　　中國新聞周刊：中國的碳中和路徑應該是怎樣的？

　　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，轉換為更低碳的液態、氣態能源產品，包括煤制油、煤制氣、煤制氫、富油煤開發等。我認為，煤基能源可以支撐中國式碳中和實現，走出一條從煤炭能源向煤基能源變革之路。我們預測，煤基能源到2060年可為我國提供至少20％的能源供應，其二氧化碳排放量比傳統煤炭利用方式降低一半。

　　煤炭清潔高效利用的關鍵，是有顛覆性的技術變革支撐。例如，低溫熱解技術可以讓富油煤轉變為高端成油品和化學品。另一種更革命性的技術，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。

　　地下氣化對實現雙碳目標的貢獻何在？我的回答是“二分之一”，即煤炭地下氣化轉換出燃氣，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、美國、澳大利亞、英國、中國等國都曾大規模研究過煤炭地下氣化技術，至今只有蘇聯建設的安格連煤炭地下氣化站運行了60余年，年產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；另一方面，也是最主要的阻力，來自人們對環境污染的顧慮，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，國內外研究表明，煤在地下燃燒過程中產生的重金屬元素進入地下水后，一兩年后就會降解，總體對環境的影響是可控的。而且，現在我們提出要在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。煤炭地下氣化產出的是煤基燃氣，能做到和天然氣一樣的排放水平，應該是一種清潔化能源產品。如果把此前300年稱為傳統煤炭時代，在煤炭可以清潔化利用的時代，就是“后煤炭時代”。

　　行業特色大學求大求全會削弱優勢

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

　　葛世榮：工科理科化的一個主要原因，是大學同質化發展。原本工科、理科各有所側重，在工科大學，理科能力是重要基礎。但在同一套評價體系之下，多數大學都在追求綜合化發展，從專業設置到學科發展都求大求全，使大學逐漸喪失了自身特色和獨特競爭力，工科優勢也就被削弱了。

　　我認為大學定位有三種類型，一種是服務于區域，一種是服務行業，還有一種服務于國家戰略需求。我對中國礦業大學（北京）的定位是服務行業的特色大學。這類行業特色大學最重要的責任和使命，就是為行業培養專門化拔尖人才，做行業最前沿的科技研究。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，但始終不離開礦業這個行業核心。

　　在中國，地礦油、農林水這幾個領域，一定要有高水平行業特色型大學，因為一個行業內有很多專門問題需要這類大學去解決。其他大學雖然也有相關研究，但礦業大學應該做得更多更深更好。

　　中國新聞周刊：這種大學發展求大求全的環境下，中國的行業特色大學面臨的主要困境是什么？

　　葛世榮：目前的大學評價體系以論文數量、學術稱號、成果獎勵、學生規模等作為指標。在學科評估、專業評估的壓力下，行業特色大學被迫向綜合性大學指標體系靠攏，有時會適當削減行業特色專業，發展一些并非其特色優勢專業，在一定程度上擠占了行業特色大學原本用來發展強項專業的辦學資源。

　　以德國弗萊貝格礦業大學為例，這是世界上最早的礦業大學，只設置了地質、能源、環境、材料等四個領域的二十多個專業。現在，中國礦業大學（北京）的奮斗目標是在30年之后，成為世界一流的能源科技大學。我認為當今先把低碳化煤基能源做好，未來要聚焦關鍵礦產開發，解決未來制約新能源發展的稀有金屬瓶頸。

　　近幾年，學校采礦工程等傳統王牌專業出現招生難現象。所以從2021年起，我校新增了智能采礦工程、碳儲科學與工程、機器人工程、人工智能工程、大數據管理與應用等新專業，學生們都很感興趣。

　　我國是世界第一的礦業大國、農業大國、冶金業大國、制造業大國，我感覺目前國家對行業特色大學的重視和支持還不夠充分。建設教育強國，不僅要建設一批高水平大學，還要建設專門行業領域的世界一流大學。但如何體現這些行業型大學的重要性，是值得思考的。我希望能有針對行業特色大學的差異化評價方式。