“双碳”目标下,煤炭行业如何高质量发展?
“双碳”背景下煤炭行业高质量发展探讨
欧凯 张宁 吴立新 索婷
(煤炭工业规划设计研究院有限公司)
新中国成立以来,在党中央、国务院的正确领导下,煤炭工业在百业待兴的基础上起步,在艰苦奋斗中前进,在改革开放中发展,尤其是进入新时代以来,行业发展不断实现新突破,取得了举世瞩目的成就。近两年,碳达峰碳中和目标背景下煤炭消费减量,煤炭消费比重下降,煤炭行业发展受到一定影响,同时也给煤炭行业带来转型升级的机遇。
一、煤炭工业具备高质量发展基础
在一代代煤炭人的艰苦奋斗下,煤炭行业从无到有,煤炭工业从小到大、由弱到强,实现了从起步、腾飞到跨越的巨变,作为我国重要的能源基础产业,为国民经济和 社会 发展注入了强大动力。
(一)对国家经济 社会 发展的能源供应保障能力增强
我国煤矿“三机一架”的装备制造能力处在世界前列,年产千万吨综采技术和装备达到世界领先水平。行业持续推动化解过剩产能、淘汰落后产能、建设先进产能,全国煤炭供给质量显著提高。“十三五”期间,全国累计退出煤矿5500处左右、退出落后煤炭产能10亿吨/年以上,安置职工100万人左右,超额完成化解过剩产能目标。截至2020年底,全国建成年产120万吨以上的大型现代化煤矿约1200处,产量占全国煤炭产量的80%左右,其中,建成年产千万吨级煤矿52处,产能8.2亿吨/年。全国年产30万吨以下的煤矿1129处,产能1.48亿吨/年左右。
自新中国成立至2020年底,煤炭行业贡献了约924亿吨煤炭。我国煤炭年产量由 1949年的3432万吨,增加到1978年的6.8亿吨,到2013年的最高点为39.7亿吨,2020年产量为39亿吨,支撑了我国GDP由1978年的3645亿元增加到2020年的101万亿元。煤矿安全法律法规标准体系不断完善,煤矿安全生产责任制度体系不断健全,安全 科技 装备水平大幅提升,安全生产投入大幅增加,煤矿职工安全培训不断强化,促进煤矿安全生产形势有了明显好转。煤炭百万吨死亡率由1978年的9.713下降至2020年的0.059。煤炭安全供应保障能力实现跨越式提升。
(二)具备高质量发展的 科技 创新能力
煤炭行业技术创新体系不断健全完善, 科技 创新驱动发展的能力显著增强。特厚煤层综放开采、煤与瓦斯共采、燃煤超低排放发电、高效煤粉型工业锅炉、现代煤化工技术等达到国际领先水平。充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采、无煤柱开采等煤炭绿色开采技术得到推广应用,煤炭资源回收率显著提升。煤矿机械化、自动化、智能化、数字化、绿色化转型全面提速。2020年 ,原煤入洗率达到74.1%,比2015年提高8.2个百分点。矿井水综合利用率、煤矸石综合利用处置率、井下瓦斯抽采利用率分别达到78.7%、72.2%、44.8%。建成400多个智能化采掘工作面,实现了地面一键启动,井下有人巡视、无人值守。采煤、钻锚、巡检等10种煤矿机器人在井下实施作业,71处煤矿列入国家首批智能化示范建设煤矿。
煤炭由单一燃料向燃料与原料并重转变取得新进展。2020年,煤制油、煤制烯烃、煤制气、煤制乙二醇产能分别达到931万吨/年、1582万吨/年、51亿立方米/年、489万吨/年。煤炭上下游产业融合发展,煤电、煤焦、煤化、煤钢一体化发展趋势明显。
(三)不断完善的市场化体系为高质量发展提供制度保障
新中国成立以来,煤炭工业生产力水平不断提升,同时,也在不断进行体制改革 探索 ,从最开始的完全计划经济,到计划经济和市场相结合,再到完全市场化,为国家经济体制和市场化改革提供了实践样本。
我国煤炭工业完成从新中国成立初期的计划经济体制,到改革开放时期的政府定价向市场化定价转变。1993年开始,我国确立了以市场形成价格为主的煤炭价格机制。1994年1月,国家取消了统一的煤炭计划价格,除电煤实行政府指导价外,其他煤炭全部放开。2004年,我国建立煤电价格联动机制,形成电煤价格“双轨制”。2013年,煤炭价格实现完全市场化定价,市场在配置资源中的决定性作用越来越突出。2016年以来,煤炭行业作为推动供给侧结构性改革的试点行业,煤炭上下游企业逐渐建立了中长期合同制度和“基础价+浮动价”的定价机制,发挥了煤炭市场平稳运行“压舱石”和“稳定器”的作用。2021年9月26日召开的国务院常务会议决定,对尚未实现市场化交易的燃煤发电电量,从2022年1月1日起,取消煤电价格联动机制,将现行标杆上网电价机制,改为“基准价+上下浮动”的市场化机制。这意味着,我国将告别已经实行了15年的煤电价格联动机制。
二、“双碳”目标下煤炭高质量发展对能源低碳转型将发挥重要支撑作用
以煤为主的能源资源禀赋,决定了未来相当长一段时间我国经济 社会 发展仍将离不开煤炭。在碳达峰碳中和过程中,仍需要煤炭发挥基础能源作用,为经济 社会 发展提供能源兜底保障。
(一)煤炭是新能源发展的有力支撑
“双碳”目标下,风、光等可再生能源发电成为增量电力供应的主要来源。近年来,我国大力发展新能源技术,非化石能源发电在我国电力结构中的占比显著上升。然而,受气候、天气、光照等人为不可控的自然条件影响,可再生能源供给能力不确定性大,提供的主要是能源量,能源供应和调节能力有限。可再生能源大比例接入电网,给电网的安全稳定运行带来严峻挑战,需要清洁高效的燃煤发电等灵活性电源作为调峰电源平抑电力波动。我国在大力发展风能、太阳能等可再生能源发电技术,逐步提高非化石能源发电占比,持续优化电力结构的过程中,仍需要煤炭煤电的有力支撑。预计到2060年实现碳中和后,燃煤发电装机规模仍需保持3亿至4亿千瓦,年耗煤量3.9 亿吨 6.4亿吨。
(二)煤炭是能源安全的“压舱石”
能源安全稳定供应是一个国家安全的保障和强盛的基石。在国际能源博弈和地缘政治冲突不断加剧的背景下,煤炭依然是国家能源安全的“压舱石”,短期内没有资源能替代煤炭的兜底保障作用。应当深刻认识我国能源资源禀赋、经济 社会 发展要求和能源发展规律。2020年12月21日,国务院新闻办公室发布《新时代的中国能源发展》白皮书,明确提出推进煤炭安全智能绿色开发利用,努力建设集约、安全、高效、清洁的煤炭工业体系,煤炭仍然是我国最经济安全的能源资源。
煤炭具备适应我国能源需求变化的开发能力,具有开发利用的成本优势,煤炭清洁高效转化技术经过“技术示范”“升级示范”已趋于成熟,具备短期内形成大规模油气接续能力的基础,应当充分发挥煤炭在平衡能源品种中的作用,保障我国能源安全。
三、“双碳”目标下煤炭行业迎来高质量发展机遇
“双碳”目标对于煤炭行业既是巨大挑战,也是空前机遇。在挑战与机遇并存下,煤炭行业势必迎来新一轮技术升级和产业转型。煤炭行业由自动化向智能化、无人化迈进,由超低排放向近零排放、零排放迈进。可以预见的是,自2021年到2060年,煤炭在能源消费中的占比将逐步下降,由主体能源转变为基础能源,再由基础能源转变为保障能源,最后转变为支撑能源,也代表着我国煤炭行业将向着绿色智能的方向快速迈进。
(一)依托技术革新,向高质量高技术产业发展
当前煤炭行业正处于第四次煤炭技术革命时期,应当以此次技术革命为契机,推动煤炭产业向着数字化、智能化的新产业和新业态转型。“双碳”目标下,煤炭产量将回归合理规模,走高质量发展、高端发展之路,迈向更加重视生产、加工、储运、消费全过程安全、绿色、低碳、经济的存量时代,走优质、高效、洁净、低耗的能源可持续发展道路。
未来将有更多煤矿采用高效节能的技术和设备,着力建设碳中和示范矿区引领工程,开展余热、余压、节水、节材等综合利用节能项目,持续优化煤炭开发利用工艺、技术和系统性管理,提高煤炭资源开发利用效率。
逐步将煤矿开采由机械化、自动化向数字化升级,打造采掘智能化、井下无人化、地面无煤化,最大限度地减少采煤过程对生态环境的破坏。聚焦“绿色开采、清洁利用、生态治理”的产业方向,构建实时透明的煤矿采运、洗选、治理等数据链条,不断优化智慧决策模型,建设现代化煤炭经济体系,将数字技术融入到煤炭资源的开发、加工、利用全产业链,全面提升煤炭的管理治理水平和综合利用效率。最终步入井下无人、地上无煤的煤炭工业5.0时代,实现深地原位利用,煤、电、气、热、水、油实现一体化供应,以及太阳能、风能、抽水蓄能与煤炭协同开发,基本实现近零排放。
(二)依托生态修复,打造绿色经济新的增长点
在淘汰落后产能的过程中,废弃矿区也在逐渐增加。可以通过矿区生态修复来增加生态碳汇。未来亟需开展全生命周期矿山生态修复理论与技术链,重点包括减沉保水协调开采、充填开采、土壤修复与生物多样性恢复关键技术等。选择适应性强、生长良好的树种和草种进行造林绿化,通过“地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现、生物多样性重组与保护”工程技术对矿区损毁土地进行修复,改善土壤理化性质,创造新的经济效益,提高土壤碳截获能力,增加植物碳储量。
矿井空间包括矿区地面空间和地下空间。数据显示,我国煤矿塌陷区面积超过两万平方公里,井下空间体积超过156亿立方米,空间利用潜力巨大。例如,以发展煤基综合能源基地为目标,矿井地面空间利用包括发展风、光电站;井下空间利用包括开发抽水蓄能电站、化学储能、地热能开发、二氧化碳封存等。当前矿井空间初步开发,仅包括建设地面光伏电站、井下博览馆等,未来可利用矿井空间发展可再生能源、现代农业、现代医疗等。预计到2030年,我国关闭或废弃矿井将达到1.5万处,大量土地资源被闲置。而与此同时,随着我国光伏产业发展迅猛,可利用建设光伏电站的土地愈发紧缺。因而利用采矿沉陷区进行光伏电站建设,把光伏发电和矿山生态治理相结合,既能解决土地资源有效利用问题,又对生态环境治理具有积极意义。
(三)依托多能互补,建设高效、绿色、经济的综合能源基地
煤炭与可再生能源具有良好的互补性。煤炭与可再生能源在燃烧和化学转化方面的耦合,逐步形成模式,突破了一系列技术难点,为煤炭与可再生能源深度耦合提供了良好基础。同时,煤矿区具有发展可再生能源的先天优势,除了丰富的煤炭资源外,还有大量的土地、风、光等其他资源,采煤沉陷区可为燃煤发电和风光发电深度耦合提供土地资源。煤矿井巷和采空区形成的地下空间,可用于抽水蓄能、井下碳吸附和碳储存、地热能等开发利用。
煤炭企业具备主动发展新能源的条件,可以充分发挥煤矿区优势,以煤电为核心,与太阳能发电、风电协同发展,构建多能互补的清洁能源系统,将煤矿区建设成为地面-井下一体化的风、光、电、热、气多元协同的综合能源基地。
四、结语
立足我国能源资源条件和经济 社会 发展需求,对标“双碳”目标实现,依托 科技 创新和系统性变革,通过高效转化和循环利用,煤炭将更多用于生产煤基高端化工品和碳材料等精品;通过与可再生能源等多元互补,煤矿将成为现代能源供应系统基地;通过充分利用煤矿区地面地下空间和资源,煤矿区将成为清洁能源生产基地;煤炭企业将成为新能源开发的参与者、煤基高端材料和高价值产品的引领者。
二次能源是一次能源经过加工,转化成另一种形态的能源。主要有电力、焦炭、煤气、沼气、蒸汽、热水和汽油、煤油、柴油、重油等石油制品。在生产过程中排出的余能,如高温烟气、高温物料热,排放的可燃气和有压流体等,亦属二次能源。一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源,统称二次能源。如电能是由煤炭、石油、天然气、水力等一次能源转换来的,在火电厂燃料燃烧之后先变成蒸汽热能,蒸汽再去推动汽轮机变成机械能,汽轮机又带动发电机转换成电能,一共转换了三次,仍叫二次能源。除余能外,一般来说,二次能源大都是提高了品位的能源,应珍惜使用。
基本介绍中文名 :二次能源 外文名 :Secondary energy 种类 :过程性能源、含能体能源 作用 :商品载体进行人类能源转换 别称 :次级能源、人工能源 概述,一次能源,二次能源,分类,利用意义,二次能源存储技术,发展储能技术的意义,热能,电能,机械能,氢能,二次能源在钢铁行业的套用,现状,解决方法, 概述 一次能源 含义:是指直接取自自然界没有经过加工转换的各种能量和资源。 包括:原煤、原油、天然气、油页岩、核能、太阳能、水力、波浪能、潮汐能、地热、生物质能和海洋温差能等等。 分类:分为再生能源和非再生能源两大类。 再生能源包括太阳能、水力、风力、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能等,它们在自然界可以循环再生; 非再生能源包括:煤、原油、天然气、油页岩、核能等,它们是不能再生的,用掉一点,便少一点。 二次能源 二次能源和一次能源不同,它不是直接取自自然界,只能由一次能源加工转换后得到,因此严格的说它不是“能源”,而应称之为“二次能”。能源危机,可再生能源等都不涉及二次能源。 含义:也称“次级能源”或“人工能源”,是由一次能源经过加工或转换得到的其他种类和形式的能源。 包括:煤气、焦炭、汽油、煤油、柴油、重油、液化石油气、酒精、沼气、电力、蒸汽、热水、氢能等。 一次能源无论经过几次转换所得到的另一种能源都被称为二次能源。在生产过程中的裕压、余热,如锅炉烟道排放的高温烟气,反应装置排放的可燃废气、废蒸汽、废热水,密闭反应器向外排放的有压流体等也属于二次能源。 二次能源亦可解释为自一次能源中,所再被使用的能源,例如将煤燃烧产生蒸汽能推动发电机,所产生的电能即可称为二次能源。或者电能被利用后,经由电风扇,再转化成风能,这时风能亦可称为二次能源,二次能源与一次能源间必定有一定程度的损耗。 分类 二次能源又可以分为“过程性能源”和“含能体能源”。 电能是套用最广的过程性能源; 汽油和柴油是目前套用最广的含能体能源。 利用意义 二次能源作为商品载体进行人类能源转换,它的产生不可避免地要伴随着加工转换的损失,但是它们比一次能源的利用更为有效、更为清洁、更为方便。因此,人们在日常生产和生活中经常利用的能源多数是二次能源。 电能是二次能源中用途最广、使用最方便、最清洁的一种,它对国民经济的发展和人民生活水平的提高起著特殊的作用。提高企业二次能源的利用效率是企业节能减排的重要措施之一。 二次能源存储技术 发展储能技术的意义 1、节省一次能源资源,节约和有效使用化石燃料。通过储能技术,可均匀负载,调节负荷,提高发电机组、送变电设备、空调系统的利用率,或降低设备容量和投资成本。 2、回收和利用在能源生产、输送、分配、使用过程中被浪费的能量,其中最突出的是工业生产排放的大量低品位热能。 3、为了从自然界中获取太阳能、风能、潮汐能、波浪能这类间断性能源并加以有效的利用,必须要配备相应的储能系统。 4、储能技术的发展为科技生产提供了各种间断性能源或特殊紧急用能。例如,氢能汽车、氢能飞机的储氢罐,储能机车的大型蓄电池组,家用空调系统中的蓄冷池,太空梭、人造卫星中的高效电池,乃至由超异储能装置产生巨大的电力脉冲来驱动反飞弹雷射器、电磁炮和粒子束武器等。 热能 热能的储存方法可分为物理蓄热和化学蓄热。 物理蓄热是利用储热介质的热物理性能,如在温度改变时要相应地吸收或释放出一定的热量(显热),在发生相变时要吸收或释放出相应的潜热(相变热),以及晶体材料在结晶与溶解过程中产生相应的结构变化热等。最早的热能储存技术是利用物质的显热。水和各种碎石、耐火砖、方镁石块等都是较理想的显热储存介质。显热的储存及释放是一个无相变的非等温过程。近年来,相变储热(特别是固一液相变,获得很大发展,它的优点是吸热、放热时温度变化不大,具有恒定的热力学效率和产热能力,且其贮热密度远高于显热贮热。 化学蓄热:是利用可逆化学反应的热效应进行蓄热。当反应正向进行时吸收热量,将热存储起来;当反应逆向进行时,化学能转变为热能放出。其中,可以利用化学反应时伴随发生的热量吸收来储热,也可以利用可逆吸附或吸收过程的热效应及化学反应时伴随浓度变化的热效应来储热。优点是具有较高的贮热密度与热力学效率,同时,由于具有热效应的化学反应种类繁多、比比皆是,为各种场合下工业和科技的储能需要提供了广阔的选择余地。化学蓄热特别适合于高温蓄热领域,在热管技术化学热泵、太阳能集热装置等技术领域据偶遇广泛的实用价值。 电能 电能由于其易于生产、输送、使用及转变成其它形式能量等突出优点,而成为不业化社会的命脉。水能、核能、风能和一部分化石燃料,都是首先转变为电能之后再提供工农业、交通运输业和居民生活使用的。但是,电能的储存性能极差,一般都要先把电能转换成其它形式的能量再加以储存。 常用的电能转换储存技术包括电能一机械能、电能一静电能、电能一磁能和电能一化学能四大类。其中,近年来发展较快的是高性能蓄电池和超导储能装置。 电能一机械能转换存储。为了解决火力发电站的削峰”问题,早期发展了蓄水发电系统。例如,美国70年代在密执安湖边的悬崖上修建一座高出湖面的人工水库,在发电厂低峰时间,利用剩余电力将湖水抽上水库将电能转受成位能加以储存;用电高峰时通过涵道将水库中的水放回湖里,并利用水位落差开动水轮发电机组,蓄水发电系统的效率高达 67 %。近年来,国外又发展了压缩空气蓄能发电系统 ,利用发电厂附近的夭然岩洞、废弃矿井或人造地下洞窟,在用电低峰时利用多余电力开动空压机, 将压缩空气打入岩洞或洞窟内;高峰时放出压缩空气, 推动备用涡轮机一发电机系统, 将储存的机械能重新转换为电能馈入电网。 电能一静电能转换存储。电容器在充电时能够以静电场能的形式储存电能,放电时再释出电能。由于受到结构方面的限制 ,电容器的储能密度和能通量均比较小,作为储能系统来说用途远不如蓄电池广泛。但它的独特优点是储存的能量能在一瞬间全部释出,这是任何蓄电池都不可能达到的。近年来,由于人造卫星、太空梭等空间技术的发展,以及雷射武器、电磁炮、粒子束武器等新武器的研制,要求配备能够在极短时间内释放出巨大功率的电源。 电能一磁能转换存储,通电线圈能够以磁场形式存储能量。 机械能 在河流上游修筑河坝和蓄水库,蓄水的同时储存水能。 国外研制了用风车带动空气压缩机,有风时利用风能将空气压缩储存在容器中,再利用压缩空气推动小型涡轮发电机组发电。 飞轮储能。质量很大的飞轮在高速转动下储能。 氢能 早期利用高压钢瓶储存氢气或利用杜瓦瓶储存液氢。1969年以来,出现一种新型储氢材料,目前储氢材料主要有以TiFe为代表的钛系、以LaNi 5 为代表的镧系、以Mg 2 Ni为代表的镁系三大系列储氢合金,还有一些混合合金、非结晶合金等。 二次能源在钢铁行业的套用 现状 在钢铁生产流程各工序中,二次能源的产生量很大,理论产生量约为408.73千克标煤/吨(修正的基准温度下),如果充分利用现有技术,二次能源回收利用率可以达到约85.6%。目前我国钢铁工业在二次能源利用上存在着一定的问题:一是落后产能影响整体能效水平的提高;二是我国钢铁工业在余热余能回收效果上与国外先进水平相比还有一定差距。 提高企业二次能源的利用效率是企业节能减排的重要措施之一,表现为: 1、二次能源回收利用技术的节能效果和普及率有待提高 各企业二次能源利用情况对于工序能耗的影响很大,但部分企业尚未采用有效的二次能源利用技术,已实施的节能技术在各企业间的效果差距也很大。 2、二次能源自发电有待进一步加强 “十一五”期间,我国钢铁企业自发电水平已有较大幅度提高,自发电比例从2005年的19.4%提高至2010年的31.9%,但与自发电水平较高的日本相比仍有较大差距。 目前,发电是钢企利用二次能源的一个重要途径。提高自发电比例目的在于充分利用生产过程中产生的二次能源,但发电并不是唯一途径,还可适当开辟煤气等优质二次能源的利用途径,提高能源使用效率。 解决方法 1、普及和推广现有成熟的节能技术:干熄焦、高炉炉顶余压发电、转炉煤气回收、蓄热式轧钢加热炉、铸坯热装热送等,并着重对已有的节能技术的使用效果进行改进; 2、开发套用一批关键节能技术并实现产业化:包括烧结余热发电、焦化煤调湿、转炉低压饱和蒸汽发电等; 同时关注钢铁工业节能前沿技术的开发与套用:冶金渣显热回收、冶金副产煤气制取清洁能源等。
国家规定,矿井废弃一般要爆破或者回填,就是按照一定的要求处理。废弃的矿井肯定对地质会产生影响,比如地下说的倒流,很多的地方以前可以挖井吃水。
废弃矿井在生成地图时要早于一些区块特征,例如矿石,这样使得巷道与其他结构重合时不会产生边界,而是会浮空。例如洞穴。Jeb在MineCon上提到了这个事情,并宣称他会修复这个问题。自从12w05a之后,浮空的巷道会在由木板构成的桥上生成。
废弃矿井出现的频率很高,甚至高于地牢。只不过废弃矿井的位置偏低,一般在40层以下,有的甚至在16层左右,这使得游戏初期不容易发现它们。
由于废弃矿井内有大量的木板与蜘蛛网,而且比起一般的洞穴也具有更多的矿石储量,利用这些可以轻易地合成例如火把,床与有用的工具等。
利用废弃矿井建设抽水蓄能电站主要是对废弃矿洞现有设施进行改造和扩建,在地下构造上下水库、厂房、压力管道、尾水系统等枢纽建筑物。其主要有两种形式:半地下式抽蓄电站和全地下式抽蓄电站。半地下式的利用地表塌陷区作为上水库或人工开挖上水库,地下矿洞的储水空间作为下水库,通过地上地下水势能转换进行抽水蓄能。全地下式的上下水库均在地面以下,利用矿下不同高程水平的矿洞建设抽蓄电站储水空间形成上下水库。
对废弃矿井进行抽水蓄能电站改造,在工程上能够减少筑坝工程量和征地费用,节约项目投资。废弃矿坑以及矿洞与抽水蓄能电站建设所需的上下水库以及创造水力势能所需的高低差条件相仿,如果能够加以利用则可以减少大量的工程建设费用以及征地建设费用,节约土地资源,提高设施的利用水平。例如,呼和浩特抽水蓄电站其水库的土石开挖费用占到电站总建设费用的近10%.而废弃矿坑和矿井所拥有的低洼、塌陷和地下空间可以作为抽水蓄能电站不同高程的上、下水库加以利用,进而减少建设投资,具有明显的经济效益。另外,传统的抽水蓄能电站上下水库均暴露于地表,其储存的水资源容易蒸发流失。而废弃矿井一般都留有大量的地下矿井水,因此可以减少水分蒸发,节约水资源。当废弃矿井改建成抽水蓄能电站,接入电网开始运作时,相较于传统的火电机组,抽水蓄能机组参与调峰填谷具有以下三方面优势:一是火电机组启动成本高,而抽水蓄能利用水的势能放电,几乎不需要耗费任何的能源,因此启动机组启动成本低;二是原有火电机组发电配合使用抽水蓄能,可调节市场动荡变化与火电发电机组均衡工作发电之间的矛盾,使火电机组运行保持在高负荷的高效区域,保持燃料资源的高利率;三是调峰填谷产生的电力市场消费的经济效益。在电力市场消费低迷时,电价较低时,通过抽水蓄能将富余的电力储存起来,在电力需求消费旺盛,电价较高时,将储存的电力资源输入电网,利用时间差以低价电置换高价电。
答:一般在地下40层左右回出现,有时甚至在16层。
▍问:我的世界手机版废弃矿井有什么用
答:获得物品。由于废弃矿井内有大量的木板与蜘蛛网,而且比起一般的洞穴也具有更多的矿石储量,利用这些可以轻易地合成例如火把,床与有用的工具等。并且有一定几率能够找到以下物品:钻石、煤炭、青金石染料、红石粉、铁锭、金锭、西瓜种子、南瓜种子、小麦、面包、铁轨、铁镐、金苹果、木板、栅栏、线、可可豆、鞍。
不可再生资源:
1、矿产资源
矿产资源由于人类不断地、越来越大量地开采,储量逐渐减少,有的快要枯竭。矿产形成的速度根本无法同人类开发的速度相比,因而矿产资源被认为是不能再生的。
2、土壤资源
经过漫长的地质年代形成的自然体,因此有人把土壤也视为一种不可更新资源或难以恢复的环境要素。人们对土壤的不合理的开发和利用,会造成土壤资源的流失;尤其是土壤被污染,会造成土壤成分、结构、性质和功能的变化,如失去肥力和净化能力,或是发生沙漠化。
3、煤炭资源
煤是植物遗体经过生物化学作用和物理化学作用而转变成的沉积有机矿产,是多种高分子化合物和矿物质组成的混合物。
4、石油
石油是由地层中的有机物质“油母质”,经地温长时间的熬炼,一点一滴地生成而浮游于地层中。由于浮力的关系,石油在水中每年缓慢地沿着地层或断层向上移动,直到受不透油的封闭地层阻挡而停留下来。当此封闭内的石油越聚越多。
5、天然气
天然气是一种碳氢化合物,多是在矿区开采原油时伴随而出,过去因无法越洋运送,所以只能供当地使用。天然气主要由甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等烃类组成,其中甲烷占80%~90%。天然气通常可以分为纯天然气、石油伴生气、凝析气和矿井气4种。
6、核燃料
核能也称原子能,是一种高效率持久的能源。核能发电是利用铀235的核分裂连锁反应释出大量热能,将水变成水蒸气,利用这些蒸气来推动发电机发电。
拓展资料:
人类开发利用后,在相当长的时间内,不可能再生的自然资源叫不可再生资源这类资源是在地球长期演化历史过程中,在一定阶段、一定地区、一定条件下,经历漫长的地质时期形成的。与人类社会的发展相比,其形成非常缓慢,与其他资源相比,再生速度很慢,或几乎不能再生,不可再生资源主要指自然界的各种矿物、岩石和化石燃料,例如泥炭、煤、石油、天然气、金属矿产、非金属矿产等。
2021年全国两会开幕进入倒计时,
让我们一起回顾,
去年全国两会涉煤 建议 提案,
相关部门是如何答复的!
01 人大代表建议
1
国家能源局答复
《关于支持煤炭企业加快智能化开采的建议》摘编
2020年2月25日,国家发展改革委、国家能源局、应急部、国家煤矿安监局、工业和信息化部、财政部、 科技 部、教育部联合印发了 《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》 (发改能源﹝2020﹞283号,以下简称《指导意见》),明确了智能化煤矿建设的主要目标、重点任务和保障措施,提出对验收通过的智能化示范煤矿,给予产能置换、矿井产能核增等方面的优先支持。在 煤矿安全改造中央预算内投资安排上, 对积极推广应用井下智能装备、机器人岗位替代、推进煤矿开采减人提效的煤矿予以重点支持。 对新建的智能化煤矿,在规划和年度计划中优先考虑。 将煤矿相关智能化改造纳入煤矿安全技术改造范围, 探索 研究将相关投入列入安全费用使用范围。 研究相关产业扶持政策, 鼓励金融机构加大对智能化煤矿的支持力度。 鼓励企业发起设立相关市场化基金, 形成支持煤矿智能化发展的长效机制。
财政部出台有关普惠性优惠政策,如对认定的高新技术企业减按15%税率征收企业所得税;自2018年起将高新技术企业和 科技 型中小企业的亏损结转年限由5年延长至10年;对企业研发费用在税前据实扣除基础上,允许按照75%在税前加计扣除;企业购置用于符合条件的环境保护、节能节水、安全生产等专用设备投资额的10%,可从当年应纳税额中抵免;对重点行业企业实行固定资产加速折旧优惠;2018年起企业新购置单位价值500万元以下的设备器具允许在企业所得税税前一次性扣除。
这些优惠政策,符合条件的煤炭企业均可享受。
下一步, 国家能源局将会同有关方面,进一步研究有关支持政策,支持鼓励煤炭企业加快智能化开采。 >>点击查看详细
2
国家能源局答复
《关于大力支持现代化大型露天矿建设的建议》 摘编
目前,国家能源局正在组织编制煤炭工业发展“十四五”规划,拟规划开展优化煤炭生产开发布局、建设煤炭调出中心、推进煤炭行业智能化发展、加快矿区生态文明建设等重点工作。在推动上述工作开展中,将 继续引导支持露天煤矿在规划指导下有序建设, 为保障能源供应发挥积极作用。
“十三五”以来,国家累计核准露天煤矿项目21处、建设规模1.18亿吨,占同期核准煤矿总规模的24%。 下一步,对符合煤炭产业政策和矿区总体规划要求、落实产能置换政策的露天煤矿建设项目,将依法依规履行项目核准手续,支持符合条件的大型现代化露天煤矿建设投产。
下一步, 将按照文件要求,进一步加大对煤矿智能化发展的政策支持力度,加强指导协调,促进智能化技术在露天煤矿的推广应用,进一步提升露天煤矿生产效率。 >>点击查看详细
3
国家能源局答复
《关于深入推进5G+智慧矿山建设的建议》 摘编
将5G技术与煤炭工业发展相融合,是煤矿智能化建设的重要内容。近年来,国家能源局局高度重视5G等新一代信息技术在煤炭领域的推广应用,积极会同有关方面加快煤矿智能化建设,促进煤炭工业高质量发展。
国家能源局将煤矿智能化发展作为“十四五”规划的重要内容。5G等新一代信息技术与煤炭行业融合发展,是煤矿智能化建设的主攻方向, 国家能源局在研究编制煤炭“十四五”规划的过程中,已将有关内容纳入国家和地方规划。 同时,在《能源技术创新“十四五”规划》编制的研究过程中,对智慧能源技术进行重点研究, 拟将煤矿井下5G无线通信平台、智慧矿山工业互联网平台、矿山物联网等技术列为“十四五”时期煤矿技术装备创新发展的主攻方向和重点任务。
下一步, 国家能源局将加强与有关方面的协同配合,加大政策支持力度,进一步推进5G等新一代信息技术应用进程,鼓励引导5G+智能化煤矿建设,推进煤矿井下5G全覆盖,支持煤炭企业加快智能化转型发展。 >>点击查看详细
4
国家能源局答复
《关于支持新疆煤炭开发建设的建议》 摘编
哈密市煤炭资源丰富,查明资源量占新疆总量的25%左右,是“疆煤外运”和“疆电外送”的重要支撑。国务院有关部门高度重视哈密市煤炭资源开发,加快推进各项审批工作,促进资源优势向经济优势转化。
根据全国煤炭工业“十三五”规划以及新疆生产建设煤矿现状,国家发展改革委、国家能源局批复新疆“十三五”煤炭规划建设生产工作方案,确定了“十三五”新疆规划建设煤矿项目名单。其中,三塘湖矿区规划建设煤矿项目2处,建设规模620万吨/年,分别为石头梅一号露天煤矿一期项目和巴里坤鑫源煤矿一期项目,目前均已核准。
随着一批先进产能煤矿陆续建成投产, 新疆已成为我国第四大产煤省,煤炭及下游转化产品已全面参与全国能源供需平衡, 为下一阶段新疆煤炭工业高质量发展奠定了良好基础。 “十四五”期间,新疆煤矿项目产能置换及项目建设事宜将按照全国统一政策标准执行, 煤炭工业发展“十四五”规划不再单列具体煤矿建设项目。>>点击查看详细
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国家能源局答复
《关于加快推进废弃矿井能源资源开发利用的建议》 摘编
在编制煤炭工业发展“十四五”规划的过程中,组织开展了煤矿关闭退出规划及长效机制研究。 下一步,将从煤炭立法和规划编制层面,着力加强废弃矿井资源开发利用的顶层设计和综合配套。
下一步, 将继续落实好各项政策措施,进一步推动废弃矿井能源资源开发利用。 >>点击查看详细
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国家煤矿安全监察局答复
《关于加快煤炭企业井下机器人研发与应用的建议》 摘编
将进一步推进煤矿智能化建设,重点做好以下工作:
一是召开煤矿智能化建设现场推进会, 交流和推广煤矿智能化建设先进经验,推动煤矿智能装备和机器人更加广泛应用;
二是联合国家能源局研究制定煤矿智能化建设三年行动计划, 分解细化煤矿安全生产专项整治三年行动计划关于智能化建设相关任务,促进煤矿智能化发展短、中、长期目标任务的落地落细;
三是推动国家发展改革委、工业和信息化部等部门将煤矿智能装备和机器人研发应用列入国家发展“十四五”规划重点工程、国家《机器人产业发展规划(2021-2025)》;
四是加强与工业和信息化部的沟通合作, 搭建产需对接平台,推动企业和用户联合攻关,加强典型产品示范推广,支持相关企业突破煤矿机器人技术后,按程序申请纳入首台(套)保险补充政策支持范围,鼓励机器人企业用好人工智能重点任务“揭榜”渠道。 >>点击查看详细
02 政协委员提案
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国家能源局答复
《关于推动露天煤矿高质量发展的提案》 摘编
关于推进露天煤矿智能化无(少)人化建设:
煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑,对于提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。 近年来,国家有关部门研究出台相关制度和政策,大力支持和推动煤矿智能化发展 。
一是 2020年2月,国家发展改革委、国家能源局等8部门联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》。意见提出,到2021年,建成多种类型、不同模式的智能化示范煤矿,露天煤矿基本实现固定岗位的无人值守与远程监控;到2025年,露天煤矿实现智能连续作业和无人化运输。
二是 国家发展改革委公布《产业结构调整指导目录(2019年本)》,将煤矿智能化开采技术及煤矿机器人研发应用等列入鼓励类项目。国家煤矿安监局公布《煤矿机器人重点研发目录》(2019年第1号),将露天矿穿孔爆破机器人、露天矿电铲智能远程控制自动装载系统、露天矿卡车无人驾驶系统等纳入煤矿机器人重点研发目录。
三是 工业和信息化部组织开展智能制造试点示范专项行动,遴选山西科达自控公司矿山装备远程运维服务试点示范等项目,推动智能制造新模式在矿山装备领域推广应用。
四是 财政部、工业和信息化部、原中国保险监督管理委员会联合实施首台(套)重大技术装备保险补偿机制试点工作,支持三一集团公司岩巷掘进机等项目,促进首台(套)智能矿山装备的推广应用。
下一步,国家有关部门将加大对煤矿智能化发展的政策支持力度,强化指导协调,推动智能化无(少)人化技术在露天煤矿推广应用,进一步提升安全水平和生产效率。 >>点击查看详细
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国家能源局答复
《关于加强煤炭行业从业人员素质提升的提案》 摘编
近年来,国家相关部门围绕煤炭行业人才需求,通过完善人才培养体系,加强专业内涵建设,加强校企联合培养,积极开展继续教育,有效提升了行业人才培养质量。
下一步, 教育部等部门将根据煤炭行业发展对人才队伍建设的新要求,指导各地结合区域经济特点持续优化相关专业布局;以“双万计划”“双高计划”为带动,不断加强相关专业内涵建设;总结现代学徒制试点工作经验,进一步向其他院校相关专业推广;同时发挥继续教育和职业培训作用,鼓励职业院校面向煤炭行业企业广泛开展继续教育和职工技能培训,推进培训资源建设和培训模式改革,助推煤炭行业劳动力整体素质的提升。 >>点击查看详细
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国家能源局答复
《关于加强国家千米矿井冲击地压源头防治的提案》 摘编
国家高度重视煤矿冲击地压特别是千米矿井冲击地压灾害防治工作。国家有关部门2016年修订《煤矿安全规程》,将煤矿冲击地压防治单独列为一章,条款增加到21条;2018年5月印发《防治煤矿冲击地压细则》,提高了冲击地压防治工作的系统性、规范性和科学性。2018年10月,山东龙郓煤矿发生“10·20”重大冲击地压事故后,为贯彻落实中央领导同志关于煤矿冲击地压源头治理的重要批示精神,国家发展改革委、国家能源局会同应急管理部、煤矿安监局等部门,深入事故矿井调查研究、广泛征求煤矿企业、专家和一线技术人员意见,于2019年4月印发《关于加强煤矿冲击地压源头治理的通知》(发改能源〔2019〕764号),从严格控制新建冲击地压矿井、分类处置存量冲击地压矿井、加快推进落后产能淘汰退出、强化冲击地压防治 科技 支撑和投入保障、严格落实安全生产责任制等方面提出了冲击地压源头治理措施,持续督促指导各产煤地区和重点企业抓好落实,取得阶段性成效。
尽管煤矿冲击地压源头治理成效显著,但是防治冲击地压作为矿山工程领域一项世界性难题,致灾机理尚未完全研究透彻,灾害威胁也将随着煤炭开采延深而递增,煤矿冲击地压防治任重而道远。 下一步,将继续会同有关部门,紧盯源头治理重点措施落实,开展采深超千米灾害严重矿井安全“体检”处置措施落实情况“回头看”专项监察,严把煤矿建设关口,最大限度减少新增冲击地压矿井,积极推进冲击地压防治国家级 科技 创新平台建设,加强冲击地压防治基础理论研究和深部煤炭安全智能化开采等技术创新,努力创造条件积极推广应用“110”“N00”等无煤柱自成巷开采技术,不断提升冲击地压矿井灾害防治能力和水平。 >>点击查看详细
4
国家能源局答复
《关于加强煤炭矿区总体规划环评管理工作的提案》 摘编
在煤炭资源开发统筹布局方面,国家能源局将深入贯彻“四个革命、一个合作”能源安全新战略,立足于保障我国能源安全和能源转型,认真编制煤炭工业发展“十四五”规划,坚持“上大压小、增优汰劣”,继续发挥规划的战略导向作用,不断优化全国及各产煤地区的煤炭资源开发布局,规范煤炭资源勘查开发秩序。同时, 国家能源局和生态环境部将共同结合矿区总体规划和规划环评管理工作,对煤炭资源实行梯次开发、有序开发,坚决杜绝一哄而上、遍地开花,加大对区域内小煤矿的资源整合力度,确保我国煤炭开发稳定接续和可靠供应。 >>点击查看详细
5
国家煤矿安全监察局答复
《关于为煤矿安全监管一线执法人员购买人身意外伤害险的提案》 摘编
国家煤矿安监局于2019年9月向各省级煤矿安监局转发了《应急管理部办公厅关于为应急管理系统特岗人员购买意外伤害保险的通知》,要求各省级煤矿安监局依法依规为一线煤矿安全执法人员统一购买人身意外伤害保险, 截至2019年11月,全国煤矿安全监察系统已参保人身意外伤害保险2130人。
煤矿安全监管监察一线执法人员肩负着保护矿工生命安全、推动煤矿企业安全高质量发展的 社会 责任,每天面对瓦斯、煤尘、透水、冒顶等灾害威胁开展执法工作,任务繁重,责任重大,且在执法检查过程中存在遭受人身意外伤害的重大风险,是一项高风险的特殊职业。国家煤矿安监局积极为一线执法人员购买人身意外伤害险,不仅有利于保障执法人员的合法权益,进一步激励执法人员履职尽责、严格执法,促进煤矿安全生产形势持续稳定好转,也减轻了执法部门的执法风险,避免因执法工作造成意外身故残疾等产生的纠纷。
下一步,国家煤矿安监局将向财政部申请资金支持,完善购买人身意外伤害险的相关制度。 >>点击查看详细
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是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域,一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时,一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭,此为井工煤矿。当煤层距地表的距离很近时,一般选择直接剥离地表土层挖掘煤炭,此为露天煤矿。我国绝大部分煤矿属于井工煤矿。煤矿范围包括地上地下以及相关设施的很大区域。煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间,通常包括巷道、井硐和采掘面等等。煤是最主要的固体燃料,是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物,在适宜的地质环境中,逐渐堆积成厚层,并埋没在水底或泥沙中,经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中,以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多,是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为46~97%,呈褐色至黑色,具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同,煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。
2018年,山西化解煤炭过剩产能关闭退出煤矿36座,退出产能2330万吨/年。
基本介绍中文名 :煤矿 外文名 :coal 煤矿的分类 :褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤 元素组成 :碳、氢、氧、氮、硫和磷等 主要用途 :冶金、化学工业开采历史,煤矿综述,煤矿类型,露天开采,地下开采,煤炭生产,采煤方法,壁式采煤,柱式采煤,保水采煤,其他采法,六大系统,煤矿事故,顶板事故,气体 粉尘,气体喷出,坑内火灾,水灾,健康影响,环境影响,地面水下跌,错动下沉,水污染,占地及污染,植被破坏,二次扬尘,煤矿分布, 开采历史 早在新石器时代,人类便有使用煤的记录。煤炭的主要用途是作为燃料。 美国最早的商业煤矿位于维吉尼亚州的 Midlothian ,1748年开始开采。 煤炭成为18世纪工业革命中的主要能量来源,蒸汽火车、蒸汽船等开始成为工业国家中的主要交通运输工具。同时炼钢业也需要大量的煤矿。城市的照明、暖气和烹调等也需要使用煤气。英国在18世纪末发明了许多地下采煤的科技,从此采煤进入了大规模商业开采的时代。挖煤的机器约在1880年代左右发明;在那之前,采矿需要以人工用铲子或十字镐挖掘。到了1912年,蒸汽挖土机科技方面的进步使得露天开采变得可能。 轨道上的搬运机车,1920年 煤炭在18世纪至1950年代是西方国家的主要工业和运输能量来源。另一方面,石油的开采技术在20世纪初得到很大的发展,在美国、中东和印尼发现了大规模油田。石油作为燃料的优点多于煤炭。石油及其附属品在1950年代以后开始成为主要的燃料,很快的蒸汽机被内燃机所取代。至20世纪末,煤炭在家庭、工业和运输上很大的一部分被石油、天然气、核能或可再生能源等所取代。 自1890年开始,采煤也开始成为政治和社会上的争议来源。使用童工、剥削矿工、恶劣的工作环境等使得工会开始形成,社会主义思想开始兴起。另外,机器的大量使用也造成许多矿工失业,造成许多社会问题。环境标准的限制、西部大规模露天矿场的开采等,使得美国的地下采煤业在1970年代后急剧衰退。1914年最盛期时,美国有18万名无烟煤矿工,到1970年只剩6千名。沥青的工作从1923年70.5万人的巅峰,下降到1970年的14万人及2003年的7万人。矿工联合会(UMW)的活跃会员也由1980年的16万人减少到2005年的1.6万人。1973年与1979年的两次石油危机使得各国 *** 开始寻找替代能源。在开发核能、风力、太阳能等新能源的同时,煤炭的重要性也再度受到重视。 1968年美国西维吉尼亚州的Farmington 矿难 不过,自1970年代开始,环保意识抬头,人们开始注意包括景观破坏、空气污染与其他燃烧煤炭所可能产生的问题等。和其他化石燃料比较,燃烧煤炭比石油或天然气产生更多的二氧化碳、二氧化硫及氧化亚氮等温室气体,并可能是造成全球暖化及酸雨等问题的主要原因之一。 煤炭仍是重要的能源,因为其经济的价格和丰富的储藏量,特别是用于发电。煤炭在中国是最重要的能源,2005年中国约有80%的能源来自于燃煤。2007年中国首度成为了煤炭进口国。 根据有关部门统计,截至2015年底,全国煤矿总规模为57亿吨。在57亿吨的产能规模中,正常生产及改造的煤矿39亿吨,停产煤矿3.08亿吨,新建改扩建煤矿14.96亿吨,其中约8亿吨属于未经核准的违规项目。 2018年12月,山西省钢铁煤炭行业化解过剩产能实现脱困发展领导小组综合办公室发布公告,2018年山西化解煤炭过剩产能关闭退出煤矿36座,退出产能2330万吨/年。 2019年3月,中国煤炭工业协会发布《2018煤炭行业发展年度报告》。据了解,2018年底,全国煤矿数量减少到5800处左右,平均产能提高到92万吨/年左右。其中,年产120万吨及以上的大型煤矿1200余处,产量比重提高到80%以上。 煤矿综述 煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间,通常包括巷道、井硐和采掘面等等。煤是最主要的固体燃料,是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物,在适宜的地质环境中,逐渐堆积成厚层,并埋没在水底或泥沙中,经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中,以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多,是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为46~97%,呈褐色至黑色,具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同,煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。 美国怀俄明州的露天开采煤矿 在中国煤炭开采必须依法开采,证照齐全有效。贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针。 煤矿类型 露天开采 当煤层接近地表时,使用露天开采的方式较为经济。煤层上方的土称为表土。在尚未开发的表土带中埋设炸药,接着使用挖泥机、挖土机、卡车等设备移除表土。这些表土则被填入之前已开采的矿坑中。表土移除后,煤层将会暴露出来;这时将煤块钻碎或炸碎,使用卡车将煤炭运往选煤厂做进一步处理。露天开采的方式可比地下开采的方式获得较大比率的煤矿,因为较多的矿区被利用。露天开采煤矿可以覆盖数平方公里的面积。世界约40%的煤矿生产使用露天开采方式。 露天开采 地下开采 大部分煤层均远离地表,因此无法使用露天开采的方式。地下开采占世界煤矿生产的60%。在矿坑,通常使用房柱法在煤层中推进,梁柱用来支持矿坑。共有四种主要的地下开采法: 地下开采 长壁开采–长约300米以上的采掘面。一台精密的采煤机在煤层巷道中左右移动。松动的煤炭掉入刮板输送机中,并移出工作面。 连续开采–利用一台有碳化钨钻头的机器从煤层中刮下煤炭。在“房柱法"系统中操作–在一系列约10米的房间区域中工作。 爆破开采–传统的开采方式。使用炸药打碎煤层,将煤块收集放在矿车或运输带中。 短壁开采–使用连续开采的机器。类似长壁开采有着可移动的坑顶支撑。 煤炭生产 煤矿在超过50个国家中商业开采。世界一年(2006年估计)约生产53亿7000万公吨的硬煤。世界上大部分国家都有煤矿储藏。以生产量与消费量比值,已探明的煤矿储藏量估计可再使用147年。 综采机 采煤方法 采煤方法种类很多,世界主要产煤国家使用的采煤方法,总的划分为壁式和柱式两大类。这两种不同类型的采煤方法,无论从采煤系统,还是回采工艺都有很大的区别。 根据不同的矿山地质及技术条件,可有不同的采煤系统与采煤工艺相配合,从而构成多种多样的采煤方法。如在不同的地质及技术条件下,可以采用长壁采煤法、柱式采煤法或其他采煤法,而长壁与柱式采煤法在采煤系统与采煤工艺方面差别很大。由此可以认为:采煤方法就是采煤工艺和回采巷道布置两部分组成。 壁式采煤 壁式采煤法的特点是煤壁较长、工作面的两端巷道分别作为入风和回风、运煤和运料用,采出的煤炭平行于 煤壁方向运出工作面,我国多采用壁式采煤法开采煤层。 壁式采煤法 柱式采煤 柱式采煤法的特点是煤壁短呈方柱形,同时开采的工作面数较多,采出的煤炭垂直于工作面方向运出。 保水采煤 以保水采煤理念绘制了我国第一幅控制生态水位采煤方法规划图,也将成为我国今后指导西北缺水区实现煤炭开采与生态环境协调发展的重要科学依据。 其他采法 1、走向长壁采煤法,长壁工作面沿走向推进的采煤方法。 2、倾斜长壁采煤法,长壁工作面沿倾斜推进的采煤方法。 3、倾斜分层采煤法,厚煤层沿倾斜面划分分层的采煤方法。 4、长壁放顶煤采煤法,开采6米以上缓斜后缓斜厚煤层时,先采出煤层底部长壁工作面的煤,随即放采上部顶煤的采煤方法。 5、掩护支架采煤法。在急斜煤层,沿走向布置采煤工作面,用掩护支架将采空区和工作空间隔开,向俯斜推进的采煤方法。 6、伪倾斜柔性掩护支架采煤法。在急斜煤层中,伪倾斜布置采煤工作面,用柔性掩护支架将采空区和工作空间隔开沿走向推进的采煤方法。 7、倒台阶采煤方法。在急斜煤层的阶段或区段内,布置下部超前的台阶形工作面,并沿走向推进的采煤方法。 8、正台阶采煤法。在急斜煤层的阶段或区段内,沿伪斜方向布置成上部超前的台阶形工作面,并沿走向推进的采煤方法。 9、水平分层采煤法。急斜厚煤层沿水平面划分分层的采煤方法。 10、斜切分层采煤法。急斜厚煤层中沿与水平面成25度至30度的斜面划分分层的采煤方法。 11、房柱式采煤法沿巷道每隔一定距离先采煤房直至边界,再后退采出煤房之间煤柱的采煤方法。 12、房式采煤法。沿巷道每隔一定距离开采煤房,在煤房之间保留煤柱以支撑顶板的采煤方法。 13、仓储采煤法。急斜煤层中将落采的煤 暂存于已采空间中,待仓房内的煤体采完后,再依次放出存煤的采煤方法。 六大系统 采煤系统,掘进系统,机电系统,运输系统,通风系统,排水系统,简称“采掘机运通”+排水系统。另外,我国将在全国煤矿建立完善监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救和通信联络等井下安全避险六大系统 煤矿事故 顶板事故 顶板灾害是煤矿最常见、最容易发生的事故。在煤矿五大灾害(煤尘、水、火、瓦斯、顶板)中,无论是发生次数,还是死亡人数,顶板事故都居煤矿各类事故之首。随着工作面的开采,煤层上面的顶板岩层失去 了支撑,原来的压力平衡遭到破坏,煤层顶板在上覆岩层压力的作用下,发生变形、破坏。如果我们支护不及时或支护强度不够,很容易使工作面的顶板岩层发生断裂和冒落,造成人员伤亡和财产及设备的损失,这就是我们所说的冒顶事故。 气体 粉尘 煤层中经常伴随瓦斯(甲烷等)的存在。瓦斯容易引起爆炸事故。因此在封闭的空间工作时,需要经常监测瓦斯浓度。若气体中有一定浓度的粉尘,也有可能因为火星引起爆炸。粉尘体积细小,但表面的相对比例大。若周围空气中有充足的氧,对于燃烧反应便会非常敏感。 空气污染被认为和大量燃煤有关 气体喷出 瓦斯本身对人体无害,但有时伴随着一氧化碳等有毒气体。若大量的瓦斯一次喷出,通常煤气爆炸的可能性也迅速增加。 坑内火灾 煤矿事故中最坏的情况。与一般的火灾不同,周围有许多可燃物(煤)大量存在。若坑道被热及烟堵住出口,同时发生缺氧的情况,通常会造成重大的伤亡。 水灾 在水底 (海底、湖泊或水库附近) 的矿区坍塌时发生的事故,是比坑内火灾更糟糕的情况,几乎没有生还的可能。大量洪水在很快的时间内将坑道吞没,造成全体工作人员死亡。通常生还者无法救援、遗体无法回收,坑道也同样被放弃。在承压水上采煤和小煤窑破坏区复采,也有可能发生突水、透水事故。井下突水和小煤窑透水事故远多于水体下采煤透水事故。 煤矿事故频发,主要与瓦斯治理不好有关,气囊式快速密闭是唐山开滦煤矿安全专家刘炽纶的专利技术,对于巷道通风、防止瓦斯爆炸、防止火灾有很大作用。 健康影响 慢性肺部疾病,如尘肺病曾经在矿工中非常普遍,导致预期寿命减少。在一些采矿国家,尘肺病仍非常普遍;在美国一年约有4,000个黑肺病例(其中约1,500人为前矿工),中国则每年约有10,000个新病例。 环境影响 采煤对环境造成多种冲击。露天煤矿让土地无法再使用。洗煤厂所产生的酸性矿山排水可能渗入河流中,造成生态污染或人体健康的不良影响。煤炭开采带来的环境污染和生态破坏问题日益突出,主要表现: 地面水下跌 由于在煤炭开采过程中矿井水大量外排,导致地下水位下降,引起地面水下跌。 错动下沉 由于煤矿井下水大量外抽,矿井上底承载能力下降,加上大部分小窑煤井在开采过程中,没有采取预留煤柱等预防措施,有的小窑煤井甚至对国有煤矿预留煤柱肆意采挖、破坏,导致地层错动,地表下沉。 水污染 矿井废水中悬浮物等污染物浓度较高,特别是流经含硫铁矿煤层的矿井水,酸性很大。据南坑镇水仔边一带矿区的矿井废水抽样检测,其悬浮物浓度平均值为280毫克/升,化学耗氧量浓度平均值为530毫克/升,硫酸根离子浓度高达2500毫克/升,最低PH值仅为2.7。这类矿井废水如不经处理就外排,将严重污染地面水体,淤塞河道和农田渠道,造成土壤板结,对农作物影响很大。 占地及污染 煤矿排出的煤矸石一般都就近堆放。随着堆存量的不断增加,堆场的占地面积也逐年扩大。煤矸石经风化、雨蚀、自燃后,其表面的风化层物质在风力作用下进人大气,严重污染大气环境。 植被破坏 煤炭开采需要大量木材,按万吨煤炭产量平均消耗坑木150立方米计算。 全市仅煤炭开采业一年就需消耗木材约10万立方米,如此大的木材缺口迫使煤矿多渠道收购木材,客观上助长了乱砍滥伐,使育伐比例失调。同时,由于地下水位下降,地表含水层含水量减少,也使植被生长受到影响。 二次扬尘 煤炭有相当一部分靠汽车运输,撒漏现象非常严重,大量煤炭流失,使街道煤尘飞扬 为有效防治煤炭开采过程中产生的环境污染和生态破坏,使煤矿矿区的生态环境逐步步入良性循环的发展轨道,提出以下对策建议: 一、加强矿井废水和区域环境综合治理 (一)对现有废水治理设施进行改造。对已老化、坏损的废水治理设施、设备进行修复、改造,确保矿井废水长期、稳定达标排放。 (二)对部分废弃矿井外排的废水进行治理。部分煤矿虽然停止了采煤,但仍有矿井废水(俗称老窿水)外排。主要是部分煤矿的采煤巷道间接相通,矿井废水全部从标高最低的井口外排,并将原有老巷道岩石断层和风化层中硫铁矿中的铁离子等浸取出来,导致废水中铁离子和硫酸根离子的浓度很高,严重污染水体环境。所以,对部分废弃矿井外排的废水必须进行治理,修建沉淀池,井投加石灰等药剂,经中和、反应、沉淀处理后,再达标外排。 (三)对部分环境污染和生态破坏严重的区域进行综合治理。一是对淤塞的河道进行清淤疏浚、护岸;二是做好水保工程,一般应在矿区地面径流汇入点建设污水沉淀处理池等。 二、搞好煤矸石的综合利用 我市综合利用煤矸石的主要途径是发电和制砖,年利用量约65万吨,但与堆存量相比,可以说利用量很小,且利用途径单一。必须努力探索综合利用煤矸石的新途径,以尽可能短的时限内“消灭”煤矸石山。可采取的措施是: (一)提高煤矸石发电的综合利用量;(二)利用煤矸石代替粘土制砖;(三)利用煤矸石回填处置:1、煤矸石回填采矿区;2、煤矸石做工程填筑材料。 三、做好矿区植被恢复和矸石堆场的覆土植被工作 (一)实施封山育林,采取植草、人工造林和疏林补方式,提高地表涵养水源、保持水土的能力。 (二)对短期内暂无法消化的煤矸石,制定切实可行被保护规划、方案和措施。宜林则林,宜草则草,努好煤矸石堆场的覆土植被保护工作。 美国宾夕法尼亚州的森特勒利亚(Centralia)的地下矿坑火灾自1962年以来持续焚烧超过40年,造成地下水蒸发,地层下陷。由于矿脉延伸了整个城镇,使得地面经常出现裂缝冒出火苗。当地人口亦从极盛时期的2000人减少到2007年的9人。 综上所述,自然资源的开发利用是社会经济发展的物质基础。煤炭资源是一种有限的、非再生的自然矿产资源,随开采利用而逐渐减少,直至耗竭殆尽,从长远看是不能持续利用的。不可再生的矿产资源的开发利用可持续发展观应该是既要注重资源利用率你,达到资源最佳化配置,不能以造成资源的大量破坏为代价来实现矿产资源的开发;又要注重资源开发利用过程中的经济效益、社会效益及生态环境效益,处理好房前发展与未来发展的关系,走资源开发、环境协调、持续发展的道路。 煤矿分布 山西省:大同、阳泉、太原、吕梁、长治、晋城、忻州、朔州、临汾 黑龙江省:双鸭山、鸡西、鹤岗、七台河、密山 山东省:济宁、枣庄、泰安、龙口、菏泽 内蒙古:鄂尔多斯、乌海、呼伦贝尔、锡林郭勒、阿拉善盟 陕西省:榆林、铜川、神木 辽宁省:阜新、抚顺、调兵山 宁夏回族自治区:宁东 江苏省:徐州 四川省:攀枝花 贵州省:六盘水 安徽省:淮北、淮南、蒙城、涡阳 河南省:平顶山 郑州、焦作、许昌、三门峡、永城 河北省:开滦、峰峰、井陉、邯郸、张家口 新疆维吾尔自治区:准东、吐哈、库拜、伊犁 甘肃省:窑街、靖远、华亭 云南省:曲靖、昭通、文山、保山、开远、丽江
2021年12月召开的中央经济工作会议明确指出:传统能源逐步退出要建立在新能源安全可靠的替代基础上。要立足以煤为主的基本国情,抓好煤炭清洁高效利用,增加新能源消纳能力,推动煤炭和新能源优化组合。
煤炭是我国的基础能源和重要工业原料,建国以来累计生产原煤960亿吨以上,为国民经济和社会发展提供了可靠的能源保障。面对现代化强国目标和落实碳达峰碳中和要求,非常有必要科学认识煤炭在新时期的作用和地位,持续推进煤炭消费转型升级,实现煤炭工业的绿色低碳转型,推动能源安全新战略向纵深发展。
立足基本国情,提高煤炭供应的精准调控和保障能力
我国的能源资源禀赋条件为“富煤缺油少气”,2020年煤炭消费量占能源消费总量的56.8%,天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量仅占24.3%。当前,我国的能源需求仍呈增长趋势,尽管煤炭在能源消费总量中的占比不断下降,但考虑到可再生能源短期内难以大规模替代传统化石能源,煤炭仍将是我国能源供应的“压舱石”和“稳定器”。
所以,煤炭的稳定供应是我国能源保障的重要内容。这涉及到煤炭的可供性、可获得性、可持续性和生态性等,取决于我国煤炭资源的赋存状况与勘探开发水平、开采技术与工艺的成熟度以及成本、煤炭资源的储采比及其利用效能,以及煤炭开发利用对环境的损伤程度等。
我们可将一段时期内确保行业可持续发展的煤炭消费量的动态变化区间称作“煤炭安全区间”。确定“煤炭安全区间”成为提高煤炭可靠供应保障能力的重要课题。“煤炭安全区间”是一个动态的有界区间。区间上限是某特定时间节点煤炭消费量的最大值,受资本投资、碳减排、生态环保、能源供给结构等因素影响。区间下限是某特定时间节点保障能源供应需要的煤炭消费量的最小值,短期内由煤炭的兜底保障特点确定,中长期由新能源的有序替代和煤炭的原料属性确定。
同时,为实现煤炭供应的精准调控和有效保障,必须加强新型储备能力建设,既包括资源储备的精准勘查能力,也包括煤矿开发建设能力,更要提升煤量储备的能力,合理建设煤炭仓储设施,增加供应的弹性和韧性。
应对重大挑战,推动煤炭生产方式和管理模式变革
煤炭行业转型升级和高质量发展面临着安全生产、生态保护、低碳消费、数字转型等一系列新挑战。首先,随着开采深度的不断增加,部分煤矿由低瓦斯向高突矿井演变、无冲击地压危险向弱冲击或强冲击演变,水文地质类型由简单向复杂或极复杂演变,灾害防控难度不断加大。其次,14个大型煤炭基地中,陕北、晋北、晋中、晋东、黄陇、神东、宁东、鲁西、河南9个基地分布在黄河流域,对煤炭资源开发提出了更高要求。第三,煤炭是传统高碳能源,降低煤炭消费总量及消费过程中的碳排放强度是实现“双碳”目标的必然选择,也是当前亟需解决的难题。第四,作为传统的工业领域,煤炭行业数字化基础相对薄弱,数字化转型的难度较大。应对这些重大挑战,要求全煤炭行业要完整准确贯彻新发展理念,积极构建新发展格局,坚定落实能源安全新战略,继续进行改革和自我革命。
煤矿智能化建设正是在新发展理念下,煤炭企业参与构建新发展格局的具体行动,也是煤炭企业满足矿工对美好生活向往的必然选择。然而,随着煤矿智能化建设的深入推进,以及煤矿生产力水平的不断提升,必然带来煤矿生产组织模式与管理方式的调整,煤矿“生产关系”必须适应智能化“生产力”水平。因此,伴随着煤矿智能化建设,煤矿生产与组织管理能力提升成为煤炭企业的“必做功课”。
目前,我国煤矿智能化建设已走在整个矿山领域的前列,有力推动了新一代信息技术与矿山开采的深度融合。据初步统计,截至2021年底,全国已完成116个智能化煤矿建设,智能化采煤工作面已完成省级(中央企业)验收132个,智能化掘进工作面已完成省级(中央企业)验收105个,已有26种机器人在煤矿现场应用。
推进消费升级,加快煤炭向清洁燃料和优质原料转变
我国在燃煤发电超低排放升级改造方面取得了显著进展,加速了煤炭作为燃料的清洁化转变。煤炭作为原料不仅可以固碳,而且能够提供丰富的油品和化工品,有力拓展了煤炭的消费利用空间。
煤炭作为原料向高端化发展,正是要不断延伸产业链,开发高性能产品。一是加强航空航天煤基高性能燃料、舰艇用柴油、特殊环境燃料、一体化通用燃料等特种油品研发;二是加强聚乙醇酸等煤基可降解塑料(8967, 22.00, 0.25%)产品技术攻关,掌握含氧单体共聚接枝和封端技术,接近通用塑料水平;三是以煤液化油渣沥青(3594, -18.00, -0.50%)和煤焦化沥青为原料,开发国防、航空航天用高模量碳纤维、超级电容器活性炭、高性能储能电池负极等材料;四是攻关间接液化α烯烃分离加工技术、高端润滑油、高端费托蜡制备技术,延伸煤制烯烃产业链。
煤炭作为原料向多元化发展,正是要充分发挥煤化工差异化发展优势。一是研发煤制油、煤制化学品联产耦合工艺和产品联合加工技术,实现产品多元化;二是研发石脑油和甲醇(2795, -16.00, -0.57%)共裂解技术,优化石脑油裂解反应和甲醇制烯烃反应热平衡,生产烯烃的同时联产PX,实现研发材料多元化三是探索煤化工与新能源、天然气化工、生物化工、石油化工、冶金建材过程的耦合技术,提供能效物耗优化解决方案。
煤炭作为原料向低碳化发展,正是要打造零碳排放煤化工产业。一是研发新型高效催化剂与工艺和过程节能技术,实现煤化工过程源头减碳;二是突破可再生能源制氢制氧与煤化工合成耦合技术,应用绿氢绿氧,降低煤化工工艺过程碳排放;三是应用可再生能源绿电作为电力,研发高效储热制蒸汽技术,利用绿电和低谷电价制蒸汽;四是开展煤化工CCUS技术攻关,突破煤化工二氧化碳低成本捕集、二氧化碳化工和矿化利用、二氧化碳驱油地质封存技术,开发二氧化碳制芳烃、乙醇、乙二醇、烯烃、碳酸脂、DMF等化学品等。
加强科技创新,构建保障行业高质量发展的标准体系
面对煤炭兜底保障和绿色低碳转型要求,煤炭行业提出了“31110”科技创新任务,包括煤炭绿色智能开采、煤矿重大灾害防控、煤炭清洁高效转化三大基础理论研究,煤炭资源勘查与地质保障、大型现代化矿井建设、煤炭与共伴生资源协调开采、煤矿灾害防治、煤矿智能化与机器人、煤炭清洁高效加工、煤炭低碳转化利用、煤矿职业健康保障、煤矿应急救援、矿区资源利用与生态保护十大重点领域核心技术攻关,煤矿井巷全断面快速掘进、复杂地质条件煤层智能综采、智能化煤矿建设、智能精细高效洗选、煤炭分质利用、煤炭液化及高端化工品制备、废弃矿井地下空间资源综合利用、矿区大宗固废资源利用、大型矿区生态修复、煤炭产品质量精准调控等十项重大技术创新示范,以及和百项先进适用技术推广应用。
构建煤炭领域新型标准体系,发挥标准化的基础性和引领性作用,对于保障煤炭行业高质量发展具有重要意义。目前,煤炭领域标准主要集中在煤矿勘察、建设、生产以及煤炭加工、利用等方面,应进一步扩展至生产服务等领域,并加大在矿工健康、绿色开采、煤矿智能化、矿区生态建设、煤炭清洁利用、碳减排等关键技术领域的制定力度,同时加强技术研发、标准研制和应用推广的协同,加大团体标准的自主制定力度,推动煤炭领域标准供给向政府与市场并重转变。
坚持走清洁低碳、绿色安全、智能高效、多元协同的高质量发展道路
碳达峰碳中和目标对煤炭行业的发展提出了新的要求,但“双碳”并不是简单的“去煤化”,煤炭清洁高效利用能够为我国能源转型提供立足点,在未来能源结构转变中发挥重要的支撑作用。
煤炭行业必须坚持走清洁低碳、绿色安全、智能高效、多元协同的高质量发展道路,不断打造矿区“生态和谐”样板,构建矿区山水林田湖草沙多生态系统;持续拓展煤炭清洁消费空间,推进煤化工产业高端化、多元化、低碳化发展;加快煤矿智能化建设,着力提升煤矿安全生产水平,让更多发展成果惠及广大矿工;立足以煤为主的基本国情,加快煤电的灵活性改造,推动煤炭和新能源优化组合。