關注科技創新和能源安全
“在政府工作報告當中有很大的一段來闡述科技支撐問題和科技創新問題。”談到今年的政府工作報告,作為一名能源領域、與礦業相關的科技工作者,何滿潮印象最深的就是報告對科技的重視。他表示,報告對科技的重視表現在以下方面:一是承諾在目前的經濟形勢比較復雜的情況下,穩定支持科學技術研究,穩定支持基礎研究和應用基礎研究,持續給科技創新鼓勁。二是明確提到加快建設國家實驗室,重組國家重點實驗室體系,表現了科技體制機制將加速改革,對我國科技創新體系的建立非常有好處。“總理的工作千頭萬緒,能夠專門來講科技創新,實實在在地支持,進行體制機制改革,這確實展現對科技工作的重視。”何滿潮激動地說。
作為一位與能源相關的礦業工作者,何滿潮非常重視能源利用問題。在他看來,政府工作報告非常重視能源,專門有一段話論述能源,講了三個問題:首先講的是煤炭的清潔高效利用,其次講到可再生能源,第三才講到石油和天然氣。
何滿潮認為,清潔高效這四個字的內涵是很深的,不僅包含了清潔高效利用,而且包含了清潔高效生產。煤炭作為支柱能源,必須要清潔高效生產利用。“以往的政府工作報告講能源幾乎沒有首先講煤炭,這次首先講煤炭,說明黨中央在極其復雜的條件下,非常清醒地意識到煤炭是我們國家的支柱能源,今后10年、20年,甚至相當長的一段時間內,這個結構是不會改變的,一定要把煤炭抓好。所以,煤炭清潔高效生產和利用,顯然是今后一段時間內,也許是今后的中長期科技規劃、經濟規劃的一個重頭戲。”何滿潮對煤炭行業發展充滿信心,“我們要從字里行間體會到總理報告在強調什么,支持什么,希望大家做好什么。作為礦業工作者尤其是煤炭工作者,一定要做好煤炭這篇文章,不辜負黨和政府的重視和期望。”
用原創科技讓煤炭行業質變
“這幾年煤炭戰線上的科技工作者做了大量工作,煤炭行業取得了長足進展。但是煤炭行業確實存在著問題,需要在今后一段時間之內加以克服,也是今后中長期科技規劃當中應該首當其沖要解決的問題。”何滿潮舉例說,煤炭作為我國支柱能源,但是采煤工藝和方法是非常落后的。
何滿潮通過調研我國煤炭資源開采方法發現,我國采煤工藝先后經歷了121工法、111工法、無煤柱自成巷110工法和無煤柱自成巷N00工法4個發展階段。其中,1706年起源于英國的121開采體系,即開采1個工作面配套2條巷道,留設1個煤柱。“現有長壁開采121技術體系是一種‘基因帶缺陷’的開采方法。”何滿潮解釋道,采用此工藝,因需留設煤柱,導致資源浪費嚴重,礦井采出率不足50%,開采垮落、沉降波及地表,造成地表生態環境損傷。此外,因其開采工藝是先掘進巷道,再進行工作面開采,開采過程中所產生的礦山壓力又損毀巷道。而沖擊地壓就是在掘采工程的過程力學相互作用、打破原有平衡中發生的,使得在此地點進行采掘作業的井下人員處于危險環境之中。
在以上調研的基礎上,為有效挽救生命、搶救資源,盡快促進我國煤炭行業利用原創先進技術進行轉型升級,何滿潮提出千米礦井沖擊地壓源頭防治的建議:一是用新材料和新技術改進121采煤體系,科學核定沖擊地壓礦井生產能力,嚴控開采速度,強化責任落實和加強監督管理,從而降低安全風險。二是改造121采煤體系為110采煤體系,利用切頂卸壓和碎脹充填技術,取消區段煤柱,多回收煤炭資源的同時,減小應力集中,從而大幅度降低安全風險。三是建立全新的N00采煤體系,取消巷道掘進,大力研究N00采煤裝備的智能化以及全礦井的無人化開采,從根本上建設本質安全型礦井。
“現在有一個非常好的現象就是,2019年,煤炭行業對110工法有了一個革命性的認識,變‘要他干’為‘他要干’了。全國大概有幾十個礦區,四五百個工作面都開始采用這一工藝。”何滿潮坦言,近年來,他一直在積極推廣110工法,從2009年開始至今11年,期間經歷了不少挫折。
“認識轉變過來以后,后面的事就好辦了。N00工法比110工法更進一步。認識110工法那個坎過去了,認識N00工法就容易多了,因為積極性提高了。我覺得再往后發展,以煤炭為代表的礦業,今后15年煤炭一定會有一個飛躍式的發展。”隔著電腦屏幕,記者能感受到已過花甲之年的何滿潮,對煤炭行業大發展的信心是何等的篤定。
未來哪種能源有望成為支柱能源
煤炭是我國支柱能源,但不可再生,未來誰最有望替代煤炭支柱能源地位呢?何滿潮給出的答案是地下中子能。
關于未來能源有很多種說法,太陽能、風能、水能、核能……但是目前這些能源加起來只占到我國社會能源使用總量的百分之二十左右,顯然不能替代煤炭。油氣對外依存度太高,作為支柱能源的話很不安全。
作為一種全新的清潔能源,地下中子能通過中子將乏燃料、貧鈾或天然鈾燃料安全地循環利用。地下中子能電站就是利用地下空間提供場所,采用高能中子轟擊燃料,并以熱電聯供的形式提供能量供給的新型電站。地下中子能電站具有燃料儲量充足、燃料高效利用、電價成本低(每度電價不到1角)、安全性高等優勢。
“中子能對資源利用效率是原子能的30倍,中子能對鈾的利用率可達90%,按目前核電占能源消費比重推算,完全可以替代煤炭了。”何滿潮建議,“地下中子能電站的地下空間可以選擇在廢棄煤礦。這樣,核廢料和廢棄煤礦加在一起就是地下中子能,將解決我國未來能源保障問題。但是正像110工法要通過10年、20年才能夠被人們所認識一樣,這個進程是十分艱難的,但是目前已有進展。”