重庆专访 | 煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室执行主任聂百胜：我们是“地下”科技工作者

这个实验室，集合多个“国之重器”。水滴石穿，不需要千万年；二氧化碳也将不再是温室效应”老大难。《重庆专访》，走进煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室，看这群“地下”科技工作者，如何为我国煤矿安全生产保驾护航。

记者 廖洋益：我们跟哪些大的煤矿企业合作过，能不能举些例子？

煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室执行主任 聂百胜：比如国家能投，占我们国家应该是在六分之一、七分之一左右煤炭产量，我们跟它也是保持长期合作。晋能控股是山西的一个煤炭集团，它的产量也占到全国七分之一、八分之一。河南、平顶山、义马这些矿区。不只是我们技术的，最重要的是支撑了我们重庆这个区域，包括西南区域，四川、云南、贵州这个区域的人力，尤其是煤矿科技人员。我觉得，人是最重要的核心要素。我们整个西南地区能源类的这里面的中层以上的骨干，有60%是我们重大的毕业生。

廖洋益：我们有什么原创性的技术和理论应用到实践当中，帮他们解决了非常大的问题？

聂百胜：我们的高压水射流技术。瓦斯就是遇到明火就会爆炸，所以，我们有的时候在采取各种比如打钻各种措施的时候，就可能产生火花。而水力化措施一直我们觉得是一个非常好的防治的措施，这个技术是我们的实验室的独有技术。

以水为介质，通过高压发生设备增压获得巨大能量，对煤层进行切割，抽取瓦斯。缓慢有力的“水滴石穿”，在这里可以瞬间达到20兆帕，相当于2000吨力作用于1平方米上。

如今，高压水射流成套技术在全国所有高瓦斯矿井推广应用，使我国复杂煤层防瓦斯突出技术达到国际领先水平。同时，实验室参与推动我国煤矿灾害防治技术与应急救援体系的重大变革，制（修）订了75项煤矿灾害防治领域的法规、规范与标准。

据统计，我国煤矿百万吨死亡率从2011年的0.564降低到2021年的0.044，死亡人数从2011年1973人降低到2021年178人，实验室为保障我国煤矿安全发挥了不可替代的作用。

廖洋益：我听说，我们实验室一共有80多台设备，其中24台就是我们自主研发设计的 

聂百胜：对，我们比较大型的有88台套设备，其中24 台套是我们自己研制研发的。

廖洋益：这对我们人员的综合素质是不是也有很高的要求？因为它就涉及到工程机械了，就不光是煤矿安全了。

聂百胜：虽然我们看起来是煤矿灾害国重，实际上它的人员构成也是多学科的。有光电的、有机械的、有安全的、有采矿的，采矿安全是我们核心的。只有多学科在一块，才能真正把问题从理论、技术到装备整个全流程实现整个灾害防治的支撑。

廖洋益：都知道重庆的页岩气是在全国是处在前列的。不知道我们实验室有哪些研究是关于我们重庆页岩气开发的，因为这对于我们重庆的能源保障是非常重要的一环。

聂百胜：现在，我们重庆市的页岩气储量是非常大的，也是我们整个全国的页岩气开发的一个热点地区。页岩比煤层要更加致密，页岩开发要压裂。以前的压裂，它就是用炸药去压裂或者水压裂。超临界二氧化碳的驱替作用，在页岩气（抽采中）运用非常成功。

简单地说，超临界二氧化碳的驱替就是将燃煤电厂等工业源中排放的二氧化碳捕捉起来，变换成为超临界二氧化碳（像水一样液态），然后取代水对页岩气储层进行压裂改造，实现页岩气开采。因为二氧化碳在岩层中的吸附力比页岩气更强，所以就能实现“驱赶替换”。这个技术既能提高页岩气抽采效率，又能节水、把二氧化碳封存地下，可谓一举三得。

截至2022年8月底，这一技术在致密油气井应用超过60多井次，平均单井页岩气产量提高2.5倍、封存二氧化碳2000吨左右，为我国能源安全和“双碳”战略开辟了新路径。

廖洋益：我们国家的能源结构其实大力的依赖于煤炭，依然以煤炭为主。但是在国际上，很多国家都已经慢慢地这个占比是非常小的了，而且煤炭其实它也并不是取之不尽、用之不竭的。有没有在探索能源的新方向，包括还有这种关于空间结构的安全方面，我们有一些新的探索的？

聂百胜：我们要寻找一些新的能源，比如说我们做天然气水合物（可燃冰）。天然气水合物它也是以甲烷为主，它是一个六笼形的，也是一个固态的，在全世界都是一个热点。这个如果能够形成一个开采规模的时候，它就能够大大地补充我们国家的天然气的对外依赖性。当然对煤层，我们实验室还是为主去攻，还攻一些新的技术，新的利用的技术：比如说煤炭地下的气化。以前，我们开发了以后有些小煤层、薄煤层，0.7米以下的我们不开发了。但它实际上也是能源。这块的能源怎么能够合理地开发出来？比如说，我们重庆地区，我们煤矿关了以后，它不是说没有煤了，它煤还在，我们把这些煤怎么弄出来。煤炭地下气化，液化，还有我们现在想煤炭直接燃烧，直接取能。我们采矿专业是一个大矿业的概念，大资源、大能源的概念。月球里面有很多的矿石，我们叫战略性的矿产资源，在月球上蕴藏非常丰富。我们现在已经“嫦娥奔月”了，未来再怎么把月球的一些资源合理的开发出来，这也是我们未来去研究的一个很重要的方向。