央廣網(wǎng)北京9月2日消息 提到煤炭，人們往往給它打上“污染”的標簽。然而隨著技術進步，煤炭逐漸從傳統(tǒng)燃料向清潔能源和高端化工原材料轉(zhuǎn)變，并擔起能源安全“穩(wěn)定器”和“壓艙石”作用。
目前全國有160余臺百萬千瓦超超臨界燃煤發(fā)電機組在運行，我國燃煤發(fā)電機組的大氣污染物超低排放標準已經(jīng)高于世界主要發(fā)達國家和地區(qū)。
我國的大型現(xiàn)代智能化煤礦也實現(xiàn)了鳳凰涅槃，已建成一批年產(chǎn)千萬噸以上智能化煤礦和年產(chǎn)千萬噸以上智能化工作面，全國已建成智能化工作面近千個。
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本期中國工程院院士、中國煤炭科工集團首席科學家王國法，《博物》雜志編輯部主任劉瑩，將和大家一同了解煤炭的前世今生，以及煤炭開發(fā)技術與裝備的發(fā)展情況。
煤炭到底是怎么來的？
煤炭是十八世紀以來人類重要的化石能源，在諸多工業(yè)領域得到廣泛運用，因此也被稱為“烏金”。煤炭作為如此重要的資源是怎么來的，是很多人關心的問題。
王國法院士介紹，有一種比較多的說法，就是煤炭是古代的植物遺體在湖泊、海灣等一些地方堆積，經(jīng)過漫長、復雜的生物化學和物理化學的作用過程，轉(zhuǎn)化成的一種可以燃燒的沉積巖。
這種說法有具體的證據(jù)支持，例如煤中有一些植物的細胞，煤層中經(jīng)常可以看到植物的化石，王國法院士表示，這種說法是有道理的，但煤炭種類及形成過程，還有待進一步去探秘。
不同的煤是由哪些植物、在哪些時段形成，現(xiàn)在已經(jīng)基本能夠得到解釋。王國法院士提到，不同煤在形成過程中，壓力越高、溫度越高，質(zhì)變的程度也就越高。這種高質(zhì)變的煤就接近于無煙煤，而像埋深比較淺的褐煤質(zhì)變程度就比較低，因此它的質(zhì)量就比較差。
對于地球本身就有煤炭這種可能性，王國法院士表示，煤炭形成的研究目前并不充分，雖然部分成煤的說法不一致，但它跟地球的其他物質(zhì)可能有相似性。
煤和炭竟然區(qū)別這么大！
煤炭經(jīng)常被用作一個單獨的詞語，但細分起來卻是不一樣的。中學課文《賣炭翁》中賣的就是炭，和煤有著本質(zhì)的不同。
煤和炭的區(qū)別主要在于生產(chǎn)方式上，王國法院士提到，《賣炭翁》講得很清楚，“伐薪燒炭南山中”，炭是砍樹之后燒制而成，而煤是地下埋藏的化石燃料。
炭的種類多種多樣，既有樹木無氧燒制成的木炭，也有煤礦制成的煤炭。比如常用的焦炭就是煤在高溫無氧環(huán)境下燒結(jié)而成的，主要用在鋼鐵冶煉領域。
王國法院士表示，煤、炭雖然是不同的東西，但在運用過程中有很多共通之處，比如燒烤用的炭就有木炭和特制的煤炭，都很好用。另外煤炭和木炭都可以燒制成活性炭，這是一種很好的用于過濾的吸附劑。
煤礦工人現(xiàn)在的工作長啥樣？
煤炭開采離不開煤礦工人的辛勤勞動。在一般印象中，煤礦工人的工作強度大，工作條件比較艱苦，但伴隨著技術進步和時代發(fā)展，煤礦工人的工作呈現(xiàn)出不同的面貌。
王國法院士提到，傳統(tǒng)地下礦山礦工都很辛苦，傳統(tǒng)的小煤礦條件很差?，F(xiàn)在的大型煤礦一個礦井高達2000萬噸甚至3000萬噸的產(chǎn)量，井下空間的面貌也發(fā)生了翻天覆地的變化，跟地面工廠有很多相似之處。
劉瑩表示，我們印象中的煤礦工人是拿著鎬子親手去敲的。而王國法院士表示，現(xiàn)在的大型煤礦從采到運都是高度自動化的，整個過程包括從工作面把煤采出來到運出來，直接全部由皮帶拉到地面。
王國法院士提到，現(xiàn)在最好的工作面就是在工作面中間不需要人工操作，只是在兩條巷道里還有一些輔助的工作，把最繁重的勞動都替代了。劉瑩總結(jié)道，所以現(xiàn)在的礦山工人更像一個操作機械的駕駛員。
現(xiàn)代智能化煤礦如何蛻變成“黑燈工廠”？
新世紀以來，煤礦由綜合機械化開采向自動化、信息化和智能化升級，小煤礦和落后產(chǎn)能的煤礦被大量地關閉，單座煤礦的產(chǎn)能大幅度提升。
王國法院士介紹，全國已建成智能化工作面近千個，煤礦是由上百個子系統(tǒng)組成的復雜系統(tǒng)，煤礦智能化是新一代信息技術與采礦技術的深度融合的系統(tǒng)工程，目前相關前沿技術已有很多積累。
智能化選煤廠建設的目標是實現(xiàn)“黑燈工廠”，王國法院士提到，經(jīng)過煤炭行業(yè)產(chǎn)學研用協(xié)同研發(fā)，我國大型礦用設備智能變頻一體機、永磁電動滾筒等是領先世界的高端裝備。
在技術研發(fā)的支撐下，王國法院士表示，2014年，我們在陜西黃陵礦業(yè)建成第一個智能化工作面，研發(fā)了超前預測、多機聯(lián)動的智能控制采煤系統(tǒng)和成套裝備，率先實現(xiàn)了常態(tài)化工作面無人操作的地面控制采煤。
“黑燈工廠”的目標在生產(chǎn)現(xiàn)場自動化作業(yè)中逐漸被實現(xiàn)，王國法院士也表示：“現(xiàn)代智能化煤礦是系統(tǒng)智能與人文智慧的融合。”
現(xiàn)代煤炭開發(fā)≠破壞環(huán)境生態(tài)！
王國法院士表示，煤礦和所有礦山資源開發(fā)一樣，雖然都是人類不可或缺的物質(zhì)財富，但同時必然會引發(fā)與生態(tài)環(huán)境的矛盾，采空區(qū)、塌陷區(qū)等都是環(huán)境的負面效應。
但煤炭開發(fā)和生態(tài)環(huán)境治理并不是沖突的，可以通過現(xiàn)代技術與理念進行可持續(xù)的開發(fā)利用。既避免出現(xiàn)原先粗放式開發(fā)造成的環(huán)境問題，又保障煤礦生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。
王國法院士提到，現(xiàn)代智慧綠色礦山開發(fā)注重與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展，在采礦的同時進行生態(tài)的保護和修復。例如鄂爾多斯和陜北榆林煤田開發(fā)30多年來，生態(tài)環(huán)境明顯好轉(zhuǎn)就是最好的證明。
現(xiàn)代煤炭開發(fā)不僅是對正在開采的煤礦進行生態(tài)保護，同時更要對之前的生態(tài)破壞進行修復。例如對采煤塌陷區(qū)的生態(tài)修復就是自然修復和人工修復相結(jié)合，王國法院士介紹，神府東勝煤田經(jīng)過多年修復和保護，礦區(qū)植被覆蓋率由原來的11%增加到80%，動植物、微生物種群也獲得大幅增加。
來源：央廣網(wǎng)
