將赤子之心澆筑進煤礦安全事業

DOI：10.12433/zgkjtz.20231901

創新引領未來，在推進新中國建設的過程中，煤炭事業是不可或缺的一部分，而在這份事業中，卻有一種星辰，他們在平凡中見證偉大，在追逐中實現夢想；他們是知識淵博、德行兼備的中流砥柱；是同事眼里不懼艱難、工作態度積極的領頭羊；尤其在我國經濟快速成長、產業結構不斷升級的今天，他們與時俱進，用自己的經驗與智慧繼續為國家的發展奉獻，用創新為人民的美好生活創造了更多可能性。

張鐵崗，一位從煤炭行業走出來的耀眼星辰，將拳拳赤子心澆筑進了祖國的煤礦安全事業，將創新成果應用于生產實踐，為祖國的煤炭事業發展保駕護航。

衷心諫言，推動煤炭事業穩步前行

煤炭是我國重要的基礎性能源。當前我國已成為世界上的能源生產和消耗大國，一次性能源的消耗量居世界第二位、生產量居世界第三位。而陸地人均可采的煤炭為1600t、石油4.7t、天然氣22000m3，這意味著我國陸地的石油再有50年、煤炭還有300多年就要開采完畢。另外，我國能源存在兩大矛盾：第一，能源儲存量、能源生產與消耗量大之間的矛盾；第二，能源開發與環境保護之間的矛盾，解決這些矛盾迫在眉睫。

究其原因，張鐵崗從三方面進行了闡述：

第一，薄煤層開發少。薄煤層儲量占全國煤炭儲量的28%，而其產量僅占煤炭總產量的8%。很多薄煤層低硫低磷，品質優良，而且開采安全條件好，但由于某些原因導致浪費嚴重。

第二，優質煤礦被濫采濫挖。內蒙古自治區許多礦井煤厚越過6m，但卻被個體戶礦主采用早已淘汰的“房柱式采煤法”，導致回收率較低。

第三，小煤礦沒有合理利用。小煤礦產量占全國煤產量的1/3，且大多是二十世紀五十到九十年代大礦開采余下的邊角廢料，開采成本較低，有其合理利用價值。張鐵崗認為，對待這些小煤礦，符合開采條件的應當讓其開采，把剩余的煤炭資源充分利用起來。

作為煤炭資源大國，我國采煤工業理論和技術都已經達到世界先進水平，甚至高于美國，那么，為何還存在這么多問題，且每年會發生多起礦難？張鐵崗認為，其中的原因主要包括：

一是開采條件越來越復雜。我國煤炭的產量原來僅有幾個億，現在30多億，而實際產量40多億，占世界煤炭產量的一半。淺層開采完就要向深部開發，深部條件復雜，瓦斯含量大，容易發生事故。

二是我國人均GDP達到1200多美元，統計數字表明，GDP在1200～3000美元時，會增加煤礦事故的發生概率。

三是隨著經濟的發展，我國的經濟層次和結構也發生了一些變化，造成行業內部的無序競爭，再加上國外的技術滲透，新環境也是造成事故的一個重要因素。

瓦斯安全，煤炭事業發展的核心

對于煤炭企業而言，安全總是被放在第一位，瓦斯安全則是重中之重。而在張鐵崗院士眼中，瓦斯雖然是煤礦事故的災害源，同時也是一種寶貴的不可再生資源和一種清潔能源，它不僅可以用來發電，還可以用來煉油。如果能采用新技術抽采瓦斯，使其和煤炭一樣作為一種資源進行開采，可以解決煤礦事故發生問題，緩解國家的能源需求。

張鐵崗院士對瓦斯安全的研究已經有二十多年的時間，早在1996年，他擔任平煤集團總工程師期間，便以課題組首席科學家的身份，承擔了國家“九五”重點科技攻關項目《礦井瓦斯綜合治理示范工程配套技術的研究》5個專題和23個子專題，全面組織全國科研院所的專家聯合攻關，最終取得了令人欣喜的成果。

承擔該項目期間，張鐵崗時時刻刻都在思考如何處理瓦斯，主要是進行隅角瓦斯問題的處理方法。最終帶領課題組對瓦斯預測、分級、防治、裝備等方面進行了全面研究，在實施的22個子專題中，有6個達到國際領先水平、6個達到國內領先水平、其余達到國內先進水平，推動我國防治礦井瓦斯技術系統化、規范化，瓦斯綜合治理整體水平邁上一個新臺階。

如今，該項目研究開發的技術裝備仍在發揮著效用，已在韓城、淮南、淮北、峰峰、邢臺、開灤等全國16個礦務局40多個高瓦斯突出礦井中得到廣泛推廣應用，經濟效益和社會效益顯著。

科技創新就像登山，爬得越高，看到的風景越美。當很多人都在為張鐵崗的新技術新裝備喝彩時，他又調整思路，發現被動預防不如主動抽放。于是，自1997年開始，他便一改原來只對瓦斯進行預防的被動局面，變單一抽放為綜合抽放，采用多項先進技術，并同澳大利亞約翰分雷公司、林康公司共同設計千米鉆機，把該項技術引進國內開發應用，此鉆機被澳大利亞稱為“張氏鉆機”。

在張鐵崗的努力下，當時共組織建成瓦斯井下抽放站14個，地面抽放站3個，平煤集團瓦斯超限次數由1996年的8700次降至2003年的118次，連續十年杜絕了重大事故的發生，也使平煤集團瓦斯抽放量由1996年的400萬m3上升到1億多m3，遞增速度位居全國前列，也讓張鐵崗在治理瓦斯領域名聲大噪。

借助于科技力量，人類在許多方面取得了巨大的成就，但我們又不得不承認，關乎人類的前途命運，甚至生死攸關的世界性難題在不斷增多，需要我們相互學習、共同面對。張鐵崗院士，就是在這樣的不斷學習和進步中，不斷探尋更加合理的煤炭安全技術與方法，解決著一道道難題。

科學實踐，實現資源合理利用和綠色開發

如今，年逾古稀的張鐵崗院士站在國家能源發展的戰略高度，對煤炭資源的合理利用有了更加全面的認識。2018年“兩會”期間，他作為全國政協委員，就今后如何更加合理地利用煤炭資源，以及大家普遍關心的低碳經濟、節能減排、安全生產等問題，發表了自己的意見。

張鐵崗院士認為，從能源結構上講，我國煤炭占一次性能源的70%、石油占19%、水電占6%、核能占0.88%、風能等可再生能源不到1%，他呼吁資源開發與環境保護并行的方法，同時，他長期在研究低碳經濟、瓦斯利用、節能減排、污水處理、充填開采、防止矸石山自燃與爆炸、地表塌陷治理等工作，并作了大量卓有成效的研究，關于“矸石山災害及治理”專題是一個典型范例。

2005年5月15日，平煤四礦自燃的矸石山因連降暴雨先后連續兩次發生大爆炸，造成123人傷亡。張鐵崗聞訊立即奔赴現場，擔起了現場總指揮的重任，當時，他用軍用望遠鏡進行觀察，發現有可能發生第三次爆炸，于是憑借豐富的理論和實踐經驗，立即決定采用炮擊矸石山的方式，炸開矸石山內部巨大的高溫火區。這是人們不曾想過也從未采用過的方案。

在濟南軍區的支持下，張鐵崗院士要來了200發火箭彈。當打完第120發炮彈時，矸石山巨大的火光、濃煙挾帶打火紅的矸石被拋向了高空，形成了遮天蔽日的蘑菇云。

然而，事故發生后的整整三年里，遮天蔽日的蘑菇云始終未散。張鐵崗院士為此帶領團隊展開了矸石山滅害研究，最終破解了矸石的自燃蔓延的機理及矸石爆炸的機理，發現矸石山內部的煙囪效應。基于此，他設計制造矸石山的燃燒實驗系統及測試設備，建立自燃發火物理化學的數學模型，界定我國矸石山自燃燃燒的臨界溫度標準，同時研制深部注漿滅火裝備，優化滅火參數，建立矸石山預警系統，在全國大量綠化矸石山。國家安全生產監督管理總局向全國通報：“填補了我國在該領域剝學研究的空白。”

到二十一世紀中葉，我國要建成富強民主文明和諧美麗的社會主義現代化強國，我們不僅要富起來，而且要強起來，實現“兩個一百年”奮斗目標。能源產業關乎國家命運，建設經濟發展與環境保護并行的能源發展體制，才能更好地推動社會主義現代化強國的早日實現。為此，張鐵崗院士將繼續無悔的走下去。未來，承載了太多責任和希望！

作者簡介：張鐵崗，1946年9月出生，來自煤礦生產一線的中國工程院院士，我國著名安全技術及工程專家，教授級高級工程師，被業界譽為“礦山的脊梁”。1966年畢業于焦作礦業學院（現河南理工大學）采煤系，1990年進修于北京煤炭干部管理學院，曾任平煤集團公司副總工程師、總工程師，有十多項成果獲國家、省、部級獎，先后被評為全國首屆優秀科技工作者，全國科技創新“十佳”人才，并榮獲孫越崎能源大獎。2002年被國務院聘為國家安全生產專家組礦業組副組長，現為組長。2003年當選為中國工程院院士，現任河南理工大學教授、博士生導師，國家級瓦斯地質與瓦斯治理重點實驗室主任，河南省煤礦瓦斯與火災防治重點實驗室主任等職。長期在一線致力于煤礦工程、科研與安全技術工作，解決了一系列煤礦生產與安全領域的重大技術問題，取得了多項具有開創性的研究成果，并廣泛應用于生產實踐，為我國的煤炭工業和生產安全作出了突出貢獻。