當(dāng)前，我國煤炭產(chǎn)量已由建國初的年產(chǎn)幾千萬噸發(fā)展到40億噸，接近全世界產(chǎn)量的40%~50%。“我國采煤量是世界第一，采煤技術(shù)也處于世界先進水平，但煤炭開采環(huán)境保護還是個很大的問題�！苯�，中國工程院院士錢鳴高在接受《中國科學(xué)報》采訪時直言。
作為我國礦山壓力與巖層控制學(xué)科的主要奠基人之一，錢鳴高提出的巖塊結(jié)構(gòu)力學(xué)模型讓中國采礦理論提升到國際先進水平。新世紀(jì)以來，目睹煤炭開采帶來的環(huán)境問題，他又提出要研究綠色采礦、科學(xué)采礦和資源經(jīng)濟，讓煤炭工業(yè)健康發(fā)展。
如今，87歲的錢鳴高仍然心系于此。他呼吁，我國應(yīng)建立與全球第一的采煤產(chǎn)量相匹配的“一套完整的采煤學(xué)體系”，讓采礦工程專業(yè)畢業(yè)的學(xué)生具有駕馭技術(shù)、環(huán)境保護和經(jīng)濟規(guī)律的能力，成為具有全局視野的人才。
礦山壓力 前進動力
1950年春，東北工學(xué)院到上海招生時，錢鳴高原本報考了該校機械系。但開學(xué)前，學(xué)校組織南方新生參觀撫順煤都。被眼前景象震撼的錢鳴高返校后，得知國家急需采煤工程專業(yè)人才，便改到采礦系學(xué)習(xí)，由此開始了與煤炭打交道的一生。
畢業(yè)后，錢鳴高被分配到北京八大學(xué)院之一的礦業(yè)學(xué)院讀研究生，他珍惜學(xué)習(xí)的機會，經(jīng)常帶病下礦井，超負荷工作。之后，錢鳴高留校任教，他把目光轉(zhuǎn)向影響煤礦安全生產(chǎn)的礦山壓力問題。由于煤炭是從地層中獲取資源，采礦必然破壞地層原來巖體的應(yīng)力場平衡，這會導(dǎo)致工作空間難以維護，而滲流場的改變也會導(dǎo)致瓦斯涌出和爆炸以及地下水系的變化。
“出煤的同時，保證安全是第一位的�！卞X鳴高一直思考如何破解礦山壓力難題。他認為巖層經(jīng)過采動破斷為巖塊，而巖塊由于互相擠壓可能形成巖結(jié)構(gòu)，由此提出了采場上覆巖層破斷后重新組合成的“砌體梁”結(jié)構(gòu)力學(xué)模型和穩(wěn)定條件。
這個結(jié)構(gòu)力學(xué)模型很快得到了檢驗。1978年，大屯孔莊煤礦因需要，希望先采下層煤，后采上層煤。經(jīng)過實地勘察上下相距20米的煤層后，錢鳴高認為根據(jù)巖層塊體運動形成“砌體梁”式排列，上行開采是可行的。隨后的開采試驗結(jié)果符合他的預(yù)期。其間，測定的塊體運動的全部信息也證實了他提出的模型的可靠性。
1982年，錢鳴高到英國紐卡斯?fàn)枀⒓訋r層力學(xué)國際會議，他作的關(guān)于“采場上覆巖層活動規(guī)律”的報告獲得國際學(xué)術(shù)界認可，一些國際學(xué)者將他的模型稱為“鳴高模型”，這也把中國的礦壓研究提升到國際先進水平。
科學(xué)開采 協(xié)同發(fā)
展
但煤炭在為國民經(jīng)濟發(fā)展作出重大貢獻的同時也受到社會的詬病。因為煤炭大規(guī)模開采利用超過了環(huán)境容量，對水資源、土地以及區(qū)域環(huán)境帶來嚴(yán)重影響。
“這些與采動后的巖層運動，尤其是裂隙場的形成密切相關(guān)�！卞X鳴高說。由此，他和團隊提出了采動巖體力學(xué)的概念和以控制關(guān)鍵層為基礎(chǔ)的煤礦“綠色開采技術(shù)”，包括煤與瓦斯共采、保水開采、控制地表沉陷、矸石減排等，尤其是各種充填開采技術(shù)在煤炭系統(tǒng)得到大力發(fā)展。
這一由中國學(xué)者率先提出的綠色開采概念，在國內(nèi)外引起了很大反響。印度學(xué)者、國際采礦專家A. K. Ghose評論稱：“綠色開采不僅僅是一個新的術(shù)語，同時還試圖為煤礦開采及其對環(huán)境的多種影響的整體認識引入一個統(tǒng)一概念�！�
同時，為了把煤炭開采從高危行業(yè)中消除，以及解決煤炭開采利用的負面環(huán)境問題，錢鳴高在許多場合反復(fù)強調(diào)，“科學(xué)采礦”的理念應(yīng)該得到發(fā)展，他主張“珍惜資源、發(fā)展機械化和自動化、保護環(huán)境和保證工人安全”的多方面協(xié)同發(fā)展�？茖W(xué)采礦理念在行業(yè)內(nèi)同樣引起強烈反響。
“當(dāng)前，其他可替代的能源尚未形成規(guī)模，煤炭至今甚至在相當(dāng)時間內(nèi)仍然是主體能源。煤炭行業(yè)必須在環(huán)境容量內(nèi)科學(xué)消費�！卞X鳴高說，“這是煤炭科技‘由大變強’的必由之路，也是煤炭學(xué)科的發(fā)展方向。”
煤炭轉(zhuǎn)型 關(guān)鍵在人
為滿足國家需要，從2000年至2014年，我國煤炭年產(chǎn)量從10億噸增加到近40億噸，在短短15年內(nèi)翻了兩番，形成了煤炭行業(yè)經(jīng)濟的“黃金十年”。隨著低碳經(jīng)濟的發(fā)展和去煤化呼聲的日益高漲，錢鳴高說，是時候深刻反思煤炭發(fā)展“黃金十年”帶來的一系列問題了。
資源型城市的轉(zhuǎn)型是其中一大難題。由于經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的不平衡，這類城市的經(jīng)濟發(fā)展更像“坐過山車”。以2015年全國城市人均GDP為例，資源充沛的鄂爾多斯、克拉瑪依、東營等地高居榜單前三位，人均收入遠超北京、上海等一線城市;而資源耗盡的城市如鶴崗、雙鴨山等排名墊底。
“依靠資源開發(fā)形成的城市，一旦資源枯竭，便陷入困境，形成‘資源陷阱’。”錢鳴高認為，這與我國對資源經(jīng)濟研究不夠有很大關(guān)系。
資源省市的轉(zhuǎn)型關(guān)鍵是人才和資金。在錢鳴高看來，煤炭行業(yè)之所以陷入今天的被動局面，跟人才嚴(yán)重不足有關(guān)。當(dāng)前煤炭行業(yè)需要的是既懂煤炭開采和利用，又懂科技、經(jīng)濟、管理和法律等知識的綜合型人才。
“我國地質(zhì)條件多樣，在復(fù)雜生產(chǎn)的同時，應(yīng)該按照上世紀(jì)北京礦業(yè)學(xué)院原院長吳子牧要求的那樣，形成我們在這一領(lǐng)域的學(xué)派和體系，對國際科技造成影響力。這也是轉(zhuǎn)變?yōu)槊禾繌妵仨氝M行的工作�！彼f。
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