煤炭资源露天开采
1.2.3.1 露天开采主要特点分析
当矿体埋藏较浅或地表有露头时,采用露天开采最为优越(图1-3)。与地下开采相比,露天开采优点是:资源利用充分、回采率高、贫化率低,适于用大型机械施工,建矿快,产量大,劳动生产率高,成本低,劳动条件好,生产安全缺点是:需剥离并排弃大量岩土,尤其较深的露天矿,往往占用较多的农田设备购置费用较高,初期投资较大设备效率及劳动生产率受气候影响较大。
图1-3 煤炭露天开采
随着开采技术的发展,适于露天采矿的范围越来越大,包括开采低品位矿床和某些地下开采过的残矿。对平缓矿床(一般矿层倾角小于12°)采用倒堆、横运或纵运采矿法对于倾斜矿床采用组合台阶、横采掘带或分区分期开采的方法。
纵观世界经济发达国家煤炭工业的发展特点是:依据本国煤田赋存条件,优先发展露天采煤,露天采煤量占总采煤量的比重不断增加。开采条件好的国家露天开采比重均超过50%,其中加拿大88.0%、德国78.3%、印度73.8%、澳大利亚70.0%、印尼70.0%、美国61.5%、俄罗斯56.1%、南非52.9%、波兰33.3%、英国23.6%、日本11.6%。各国逐渐形成了各具特点的露天采煤工艺,其中具有代表性的有美国、澳大利亚、俄罗斯及印度。
经过几十年的发展,随着露天开采现代新技术和新工艺的引入,我国在条件适宜地区的露天开采成本大幅度下降,劳动生产率大幅度提高,获得显著经济效益。同时,露天煤矿产量占全国煤矿产量比重逐渐增加,由2002年的4%左右提高到目前的10%左右。根据《煤炭工业“十一五”发展规划》,全国将重点建设10个千万t级现代化露天煤矿。在这种大的宏观经济和能源供需背景下,我国煤炭露天开采又进入了新的发展阶段。
1.2.3.2 露天开采主要作业内容
露天开采作业主要内容包括:穿孔爆破、采装、运输和排土。这四项工作的好坏及它们之间的配合如何,是露天采矿的关键。
(1)穿孔爆破。是在露天采场矿岩内钻凿一定直径和深度的定向爆破孔,以炸药爆破,对矿岩进行破碎和松动。穿孔设备主要有回转钻机、潜孔钻机和牙轮钻机等,爆破多用铵油炸药、浆状抗水炸药、乳化炸药及粒状乳化炸药。
(2)采装。是用采矿或机械将矿岩装入运输设备,或直接卸到指定地点的作业。常用的设备有单斗挖掘机轮斗挖掘机、拉斗铲与露天采矿机等,最广泛采用的为单斗挖掘机。
(3)运输。是将露天采场的矿、岩分别运送到卸载点(或选矿厂)和排土场,同时把生产人员、设备和材料运送到采矿场。主要运输方式有铁路、公路、输送机、提升机,还有水力运输和用于崎岖山区的索道运输。选择运输方式必须综合考虑地形、地质、气候条件,露天矿生产能力,开采深度,矿石和围岩的物理力学性质等,经过全面技术经济比较后,确定合理的运输方式。
(4)排土。是指从露天采场将剥离覆盖在矿床上部及其周围的表土和岩石,运送到专门设置的排土场进行排弃的作业。排土方法依其排土设备的不同,分为推土犁推土、推土机排土、前装机排土和拖拉铲运机或拉斗铲排土等。排土场优先选用内部排土方式,外土场应选择在尽量靠近采矿场,少占农田的位置,有条件的应放置在山谷、洼地处,利于环境保护和土地复垦。
1.2.3.3 露天开采存在的问题剖析
我国露天煤矿开采技术与国外先进水平相比,仍存在着规模小、产业集中度低、经济效益较低,技术工艺与装备水平、设备制造水平相对落后,自动化程度低,大型成套装备国产化程度低、进程较慢等问题。
(1)我国露天开采技术发展缓慢
同国外露天煤矿的发展相比,我国的露天煤矿发展缓慢。主要原因是我国适宜于露天开采的煤炭资源地理位置不佳,离煤炭消费重心较远,综合开发条件较好的很少,大部分煤田埋藏较深,基建工程量大,剥采比大。同时,我国机械制造水平低,过去已有的技术设备无法适应大型露天煤矿的开发。
20世纪80年代,我国煤炭部提出了“优先发展露天开采”的方针,规划建设霍林河、伊敏河、平朔、准格尔、元宝山等5大露天矿,把露天开采作为持续稳定、健康发展煤炭工业的一项重要战略方针[4]。可是,由于我国煤炭工业建设长期以井工开采为主,露天开采在煤炭工业中没有放在应有的重要地位,而且在我国可以划归的露天开采储量中,煤化程度普遍较低,最高为气煤,最多是褐煤。
我国露天采煤发展缓慢还有一个原因是露天煤矿分布具有明显的区域性,多集中在中西部地区,以山西、内蒙古、陕西、新疆等地为主。这些地区多属于煤炭输出区,自身对煤炭的消费量不大,加上向外运输条件较差,使得大规模露天开采受到制约。这些地区生态系统比较脆弱,考虑到大规模露天开采对环境的破坏,一是恢复起来比较难,二是植被破坏后造成沙尘增加,直接影响到我国的中部和东部地区。另外,这些地区经济欠发达,而大规模露天采煤前期投入较高,地方无力承担,这也是煤炭露天开采比重一直较低的一个原因。
(2)露天煤炭开采新技术研发投入不足
一方面,我国露天矿具有各不相同的内、外部复杂条件,其各项重大技术决策具有举足轻重的作用,正确的设计决策能为露天矿带来上千万元甚至以亿元计的经济效益,而错误的决策会造成惊人的损失。长期以来,露天煤炭开采设计缺乏创新,一些煤炭开采技术问题始终难以解决。如:绝大多数露天煤矿为近水平煤层埋藏、分区开采、汽车端帮环线开拓运输系统压帮内排、端帮边坡设计采用静态分析,造成端帮边坡角偏小、端帮压煤、运输成本高等问题。
另一方面,除了传统的技术开发研究,未来的露天煤炭开采技术——数字化技术、自动化技术、无人化技术研究投入不够。矿业界迄今尚未能达到实现开采系统完全自动化、无人化操作的目标。如获成功,这将可大大提高生产效率,大大降低生产成本,大大提高作业安全水平。我国尚没有对煤炭开采作业的自动化和机器人化的深入研究。
(3)露天煤炭开采造成的环境问题
世界各采煤国家都将优先发展露天采煤作为增加煤产量的主要途径,尽量实现集中开采,以提高劳动生产率,降低成本。但是露天采煤业迅猛发展的同时,也带来了一系列的矿山环境问题和生态破坏,严重影响地区的生态环境质量和经济持续发展。以往传统的地质、采矿及管理学科没有或很少将矿山环境勘查、评价、预测、管理、立法、执法与露天煤矿勘查、露天煤矿建设、设计、生产、闭坑有机地结合起来。如露天采矿学就追求剥离最少,采煤最多,只要不滑坡,边坡越陡越好,很少考虑地面变形或闭坑后灾害,很少以综合的、长远的经济效益、社会效益和环境效益作为研究追求的出发点。露天采煤形成的凹坑,由于地质构造、边坡岩体、地表水地下水作用等原因,诱发滑坡、塌陷、水土流失、泥石流等一系列地质灾害,又引起地面变形而危及周边地区的工业企业和居民建筑的安全,既造成巨大的经济损失又破坏了原来的生态地质环境。
我国露天煤矿开采环境问题复杂、多样、特殊、敏感,由于特定历史因素影响,对矿业城市地质环境和生态环境的影响和破坏巨大。露天煤矿开采环境问题根本上说是人类采矿工程活动使环境发生变化或恶化。这就需要决策者、管理者、生产者有可持续发展的眼光,开发科学、先进、环保的煤炭开采技术,从事露天煤矿开采,主动地、积极地利用开采工程改善、美化周边环境,变有害为无害,变不利为有利,实现资源开发和环境保护的协调发展。发展露天煤炭开采技术解决环境问题是非常必要的。
(1)煤炭开采导致土地资源破坏及生态环境恶化。由于露天开采剥离排土,井工开采地表 沉陷、裂缝,都将破坏土地资源和植物资源,影响土地耕作和植被生长,改变地貌并引发景 观生态的变化。开采沉陷造成中国东部平原矿区土地大面积积水受淹或盐渍化,使西部矿区 水土流失和土地荒漠化加剧。采煤塌陷还会引起山地、丘陵发生山体滑落或泥石流,并危及 地面建筑物、水体及交通线路安全。据调查,中国因采矿直接破坏的森林面积累计达106万 公顷,破坏草地面积为26.3万ha,全国累计占用土地约586万ha,破坏土地约157万ha ,且每年仍以4万ha的速度递增,而矿区土地复垦率仅为10%。另据测算,中国每采万吨煤 ,平均塌陷土地0.2ha;在村庄稠密的平原矿区,每采出1000万t煤需迁移约2000人。
(2)煤炭开采破坏地下水资源,加剧缺水地区的供水紧张。中国是世界上人均占有水资源量较低的国家,且水资源分布极不平衡。从含煤地区分布看,富煤地区往往也是贫水地区。据调查,全国96个国有重点矿区中,缺水矿区占71%,其中严重缺水矿区占40%。随着煤炭开采强度和延伸速度的不断加大提高,矿区地下水位大面积下降,使缺水矿区供水更为紧张,以致影响当地居民的生产和生活。另一方面,大量地下水资源因煤系地层破坏而渗漏矿井并 被排出,这些矿井水被净化利用的不足20%,对矿区周边环境形成新的污染。据统计,中国煤矿每年产生的各种废污水约占全国总废污水量的25%。2000年,全国煤矿的废污水排放量 达到27.5亿t,其中,矿井水23亿t,工业废水3.5亿t,洗煤废水5000万t,其它废水450 0万t。
(3)煤炭开采导致废气排放,危害大气环境。因煤炭开采形成的废气主要指矿井瓦斯和地 面矸石山自燃施放的气体。矿井瓦斯中的主要成分甲烷是一种重要的温室气体,其温室效应 为CO2的21倍。据统计中国每年从矿井开采中排放甲烷70~90亿m?3,约占世界甲烷总 排放量的30%,除5%左右的集中回收利用外,其余全部排放到大气中。矿区地面矸石山自燃 施放出大量含SO2、CO2 、CO等有毒有害气体,严重污染大气环境并直接损害周围居民的身体健康 。煤矸石产出量很大,其排放量约占煤矿原煤产量的15%~20%。据不完全统计,中国国有煤矿现有矸石山1500余座,历年堆积量达30亿t,占地5000ha。另据1994年的矿山环境调查, 淮河以北半干旱地区的1072座矸石山中,有464座发生过自燃,自燃率达43.3%。
(4)为满足社会对洁净煤的需求,中国原煤入洗比例连年提高。1999年原煤入洗量3.17亿 t,入洗比例30%,其中国有重点煤矿入洗比例达到48%。原煤被入洗的同时,也排放出大量 的煤泥水污染土壤植被及河流水系。据调查,因洗煤全国每年排出洗矸4500万t,洗煤废水 4000万t,煤泥200万m3。
(5)在中国,由于煤炭生产与消费之间巨大的空间差异,导致“北煤南运,西煤东输”的 长距离运煤格局。运输中产生的煤尘飞扬,既损失大量的煤炭,又污染沿线周围的生态环境 。据统计,1999年全国铁路运煤量为64917万t,平均运距为550km;经公路运输或中转到 铁路的煤炭量达6亿t,平均运距为80km。若以0.5%的扬尘损失计算,因运输向大气中排放的 煤尘达600多万t,直接经济损失超过6亿元人民币。
(6)中国长期以煤炭为主的能源消费结构,不仅形成以酸雨、二氧化硫和烟尘为主要危害 的煤烟型大气污染,也是中国污染物排放量居世界第二的主要原因。统计资料显示,2000年 ,全国废气中SO2排放总量1995万t,其中工业来源的排放量1612万t,生活来源的排放量3 83万t;烟尘排放总量1165万t,其中工业烟尘排放量953万t,生活烟尘排放量212万t; 酸雨区面积约占国土面积的30%。
我国利用煤炭已有几千年的历史,是世界上发现和利用煤炭最早的国家之一。远在公元前500年左右的春秋战国时期,煤已成为一种重要产品,称为石涅或涅石。魏晋时期称煤炭为石墨,唐宋时期为石炭,明朝始称煤炭。公元前一世纪,煤已经用于冶铁和炼铜。17世纪中叶,明末宋应星的《天工开物》一书,系统的记载了我国古代煤炭的开采技术,包括地质、开拓、采煤、支护、通风、提升以及瓦斯排放等技术,说明当时的采煤业已发展到一定的规模了。在相当长的时期内,我国的煤炭开采技术始终停留在手工作业生产的水平上,1949年全国煤炭年产量只有32.40Mt。
建国以来,党和政府十分重视煤炭工业的发展,建设了大批新矿井,原煤产量飞速增长,1996年原煤产量已达13.3亿吨,居世界首位。在原煤产量中,国有重点煤炭和地方煤矿产量分别约占40%和60%。特别是改革开放以来,煤炭工业发展取得了更为显著的效果,采煤、掘进、运输等生产环节的机械化和生产集中化程度迅速提高,平均单产工效增长较快,创造了许多新的记录。
1996年国有重点煤矿有72个综合机械化采煤队年产量超过1.00Mt,工作面平均数目达240.14个,平均年产77.1万t,平均回采工效 26.14t/工,综采比重占47.18%。兖州南屯综采队年产达3.50Mt。达到国际先进水平。全国共329个普采工作面,平均年产24.7万t,其中有40个单体液压支架普采队,年产超过40万t ;普采面平均回采工效7.62t/工,产量比重占23.35%,峰峰(现冀中能源)万年矿普采队创年产80万t的记录。全国煤矿炮采工作面有4个队年产超过35万t,开滦矿区一炮采队曾创年产50万t的高产记录。
我国动力煤的主要用途有:
动力煤
1) 发电用煤:我国约1/3 以上的煤用来发电,目前平均发电耗煤为标准煤370g/(kW·h)左右。电厂利用煤的热值,把热能转变为电能。 2) 蒸汽机车用煤:占动力用煤2%左右,蒸汽机车锅炉平均耗煤指标为100kg/(万吨·km)左右。 3) 建材用煤:约占动力用煤的10%以上,以水泥用煤量最大,其次为玻璃、砖、瓦等。 4) 一般工业锅炉用煤:除热电厂及大型供热锅炉外,一般企业及取暖用的工业锅炉型号繁多,数量大且分散,用煤量约占动力煤的30%。 5) 生活用煤:生活用煤的数量也较大,约占燃料用煤的20%。 6) 冶金用动力煤:冶金用动力煤主要为烧结和高炉喷吹用无烟煤,其用量不到动力用煤量的1%。
炼焦煤
我国虽然煤炭资源比较丰富,但炼焦煤资源还相对较少,炼焦煤储量仅占我国煤炭总储量27.65%。 炼焦煤类包括气煤(占13.75%),肥煤(占3.53%),主焦煤(占 5.81%),瘦煤(占4.01%),其它为未分牌号的煤(占 0.55%);非炼焦煤类包括无烟煤(占10.93%),贫煤(占5.55 % ), 弱碱煤(占1.74%),不缴煤(占13.8%),长焰煤(占12.52%),褐煤(占12.76%),天然焦(占0.19%),未分牌号的煤(占13.80%)和牌号不清的煤(占1.06%)。 炼焦煤的主要用途是炼焦炭,焦炭由焦煤或混合煤高温冶炼而成,一般1.3 吨左右的焦煤才能炼一吨焦炭。焦炭多用于炼钢,是目前钢铁等行业的主要生产原料,被喻为钢铁工业的“基本食粮”。
中国是焦炭生产大国,也是世界焦炭市场的主要出口国。2003 年,全球焦炭产量是3.9 亿吨,中国焦炭产量达到1.78 亿吨,约占全球总产量的46%。在出口方面,2003 年我国共出口焦煤1475 万吨,其中出口欧盟458 万吨,约占1/3。2004 年,中国共出口焦炭1472 万吨,相当于全球焦炭贸易总量的56%,国际焦炭市场仍供不应求。2008 年我国焦炭产量总计约32700 万吨,2009 年1月至9月焦炭产量25276.87万吨。
在中国
资源概述
中国煤炭资源丰富,除上海以外其它各省区均有分布,但分布极不均衡。在中国北方的大兴安岭-太行山、贺兰山之间的地区,地理范围包括煤炭资源量大于1000亿吨以上的内蒙古、山西、陕西、宁夏、甘肃、河南6省区的全部或大部,是中国煤炭资源集中分布的地区,其资源量占全国煤炭资源量的50%左右,占中国北方地区煤炭资源量的55%以上。在中国南方,煤炭资源量主要集中于贵州、云南、四川三省,这三省煤炭资源量之和为3525.74亿吨,占中国南方煤炭资源量的91.47%;探明保有资源量也占中国南方探明保有资源量的90%以上。 2007年度中国能源矿产新增探明资源储量有较大增加,17种主要矿产新增大型矿产地62处,其中煤炭新探明41处大型矿产地,其中资源储量超过10亿吨的特大型矿产地有14处,净增查明资源储量448亿吨。中国已经查证的煤炭储量达到7241.16亿吨,其中生产和在建已占用储量为1868.22亿吨,尚未利用储量达4538.96亿吨。
2006年1-12月中国煤炭开采和洗选行业实现累计工业总产值698,829,619,000元,比上年同期增长了23.45%;实现累计产品销售收入709,234,867,000元,比上年同期增长了23.72%,实现累计利润总额67,726,662,000元,比上年同期增长了25.34%. 2007年1-12月中国煤炭开采和洗选行业实现累计工业总产值916,447,509,000元,比上年同期增长了28.06%。2008年1-10月中国煤炭开采和洗选行业实现累计工业总产值1,155,383,579,000元,比上年同期增长了57.81%。
“十一五”期间是煤炭工业结构调整、产业转型的最佳时期。煤炭是中国的基础能源,在一次能源构成中占70%左右。“十一五”规划建议中进一步确立了“煤为基础、多元发展”的基本方略,为中国煤炭工业的兴旺发展奠定了基础。“十一五”期间需要新建煤矿规模3亿吨左右,其中投产2亿吨,转结“十二五”1亿吨。中国煤炭工业将继续保持旺盛的发展趋势,今后一个较长时期内,中国煤炭工业的发展前景都将非常广阔。
基本情况
中国幅员辽阔,物产丰富,中华民族赖以生息繁衍、发展壮大、立足世界民族之林的要物质基础。在已发现的142种矿物中,煤炭占有特别重要的位量,资源丰富,分布广泛,煤田面积约55万平方公里,居世界产煤国家之前列。 中国聚煤期的地质时代由老到新主要是:早古生代的早寒武世:晚古生代的早石炭世、晚石炭世—早二叠世、晚二叠世;中生代的晚三叠世,早、中侏罗世、晚株罗世—早白垩世和新生代的第三纪。其中以晚石炭世----早二叠世,晚二叠世,早、中侏罗世和晚侏罗世—早白垩世四个聚煤期的聚煤作用最强。中国含煤地层遍布全国,包括元古界、早古牛界、晚古生界、中生界和新生界,各省(区)都有大小小一、经济价值不等的煤田。
中国聚煤期及含煤地层的分布在:华北、华南、西北、西南(滇、藏)、东北和台湾六个聚煤区而各有不向。
煤炭储量分布
省(区) 预测资源量 褐煤 低变质烟煤 气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤
北京 86.72 - - - - - - - 86.72
天津 44.52 - - 44.52 - - - - -
河北 601.39 9.98 7.24 508.44 30.19 - - - 45.54
山西 3899.18 12.68 53.85 70.42 343.90 508.02 301.89 589.79 2018.63
内蒙古 12250.4 1753.40 9004.00 1079.45 11.02 364.18 0.23 23.96 8.15
辽宁 59.27 6.04 25.35 7.52 1.05 1.63 - 2.15 15.53
吉林 30.03 7.46 11.06 3.68 0.48 0.71 1.88 1.96 2.80
黑龙江 176.13 44.49 8.53 83.33 - 37.65 0.55 1.58 -
上海 - - - - - - - - -
江苏 50.49 - - 34.71 1.57 6.90 2.022 3.45 1.84
浙江 0.44 - - - 0.44 - - - -
安徽 611.59 - 0.66 370.42 35.00 154.37 33.69 3.56 13.89
福建 25.57 - - - - - 0.09 - 25.48
江西 40.84 - 0.38 1.60 0.83 6.09 2.35 5.52 24.07
山东 405.13 24.67 3.23 220.68 76.50 5.64 - 27.66 46.75
台湾 - - - - - - - - -
河南 919.71 8.82 3.75 86.11 19.20 163.77 87.94 109.29 440.83
湖北 2.04 - - - - - - 0.49 1.55
湖南 45.35
0.15 1.27 2.28 2.06 1.31 1.65 36.63
广东 9.11 0.41 - - 0.06 0.07 - 0.74 7.83
广西 17.64 1.69 1.44 - - - 0.44 5.46 8.61
海南 0.01 0.01 - - - - - - -
四川 303.79 14.30 - 4.90 5.71 75.46 55.38 14.78 133.26
贵州 1896.90 - - 5.22 41.40 319.57 133.97 247.27 1149.47
云南 437.87 19.11 0.67 6.22 3.58 124.00 31.17 125.48 127.64
西藏 8.09 - 0.08 0.08 0.20 0.13 0.14 0.03 7.43
陕西 2031.10 - 523.79 800.15 115.89 111.49 64.45 94.53 320.80
甘肃 1428.87 - 242.49 1172.99 1.63 - 5.72 4.83 1.21
宁夏 1721.11 - 1264.83 84.31 20.73 17.75 24.79 123.52 185.18
青海 380.42 - 143.60 51.86 7.85 33.00 30.34 81.18 32.59
新疆 18037.3 - 12920.0 4754.50 312.60 24.80 25.40 - -
全国 45521.0 1903.06 24215.1 9392.38 1032.11 1957.29 803.75 1468.88 4742.43
发展建议
调整铁路运力结构
由于运输瓶颈的影响,运力配置的失调,我国煤炭主产区的煤炭长期以来集中供应到华东、华南相对狭窄的沿海地区,而中部的湖南、湖北、江西省,西南的大部分省区及西部的部分地区由于铁路运输的运力分配问题使煤炭供应特别是电煤供应一直比较紧张。因此,应努力调整好铁路运力结构,加大对煤炭供应紧张、运力短缺地区的铁路建设投入。
加快大型煤炭企业、煤炭基地建设
我国煤炭行业的集中度还较低,煤炭开采企业过于分散,存在大量个体开采的情况,这一方面导致中央和地方政府对煤炭企业的管理难度增大,安全问题令人头痛;另一方面加剧了煤炭供给的不确定性,增加了市场的波动性。煤炭作为一种日趋减少的不可再生资源,国家应当对其开采、使用实施统一管理、统一规划,而不是放任自流。而大型煤炭生产企业在技术性、安全性、可控性等方面的优势勿庸置疑,因此,有必要对现有的煤炭资源进行有效整合。一方面,对所有不具备安全和科学开采条件的企业坚决关闭,另一方面,由政府牵头,按照市场运作方式,将大量分散的煤炭开采企业以股份制的方式,组成大型煤炭集团和基地,实行统一开采、统一管理、统一销售。针对此块精英人才,也是目前我国最稀缺的,目前收纳煤炭人才较多的有煤炭英才网,是煤炭行业人才的一个专业性招聘、求职网站。
积极探索煤电联营的新模式、新途径
煤炭与电力是密切相连的上下游产业,电力企业煤炭消费量占全国煤炭消费量的一半以上,煤电联营模式已经得到了普遍认同。煤炭是我国能源的主体,长期以来西煤东运、北煤南运,由于资源的布局无法改变,要改变阶段性能源供应紧张的情况,必须运用市场机制解决煤电矛盾,推进煤电一体化建设、推进产业融合。煤电联营模式可以多种多样,如在煤矿所在地建立坑口电厂,改“输煤”为“输电”,加快发展特高压输电,提高煤电就地转化比例,减轻电煤运输压力。其次,煤电企业之间还可以签订长期煤炭供需协议,进行煤电战略合作。再次,大型煤炭企业和发电企业之间可以通过相互参股,形成煤电一体化的企业。最后,使煤电企业通过资产重组、联合上市、兼并收购等多种形式,促进煤电企业的战略合作。
加快产业结构调整和经济增长方式转变
中国许多行业的高速发展是建立在低电价、低煤价和高能耗的基础上,市场化的煤炭价格不断上涨,恰恰反映了这些产业对能源的过度消耗。应下决心、下力气控制高耗能产业过快增长势头,完善产业政策,加快产业结构调整,抑制不合理的能源需求,切实转变经济发展方式。一方面,对高耗能产业和过热行业在项目许可、土地、环保、信贷投放等方面要收紧口子、抬高门槛。另一方面,尽快改革资源价格形成机制,使资源价格充分反映资源的稀缺性和环境成本,使提高能源使用效率成为企业的自觉行为。
加快资源税费改革,促进煤炭资源的节约
改革我国的资源税制度,改从量征收为从价征收,实行以储量为基数、与回采率等挂钩的资源有偿使用办法,这一方面加大了煤炭资源获取的难度,增加了煤炭生产的前期投入和财务成本,使得煤矿不能够盲目扩大生产规模;另一方面,将使煤炭生产企业更加珍惜资源,节约资源,更加科学合理配采,在某种程度上遏制“采肥丢瘦”,盲目增加产量的行为。
加快煤炭市场体系的建设与发展
东北亚煤炭交易中心成立于2009年7月,致力于推动煤炭市场体系的建设与发展,建立高度信息化、标准化、开放性的煤炭电子交易平台和煤炭供应链服务平台。
随着煤炭产业环境的深刻变化以及市场化进程的加快,东北亚煤炭交易中心提出“成为领先的全球煤炭产业链整合者”的愿景,并以“建设煤炭交易和煤炭供应链服务标准,优化煤炭产业资源配置,促进产业价值链的高效协同,推动煤炭市场体系建设与发展”为使命,明确提出建设成为“煤炭交易与煤炭供应链服务平台”的战略定位。 依托中国、蒙古、朝鲜、俄罗斯远东、越南、印尼、澳大利亚等全球主要煤炭产地,辐射东北亚主要煤炭消费市场,通过集约的交易平台和电子交易系统,提供公开、高效、公信的煤炭现货交易服务平台,同时通过引进和整合金融、物流等专业服务商,为交易提供信息资讯、仓单质押监管、代垫货款、结算、库存管理、代理采购、运输代理、综合物流、化验检测等综合一体化的服务解决方案。
煤炭智能精准开采3.0关键技术简述如下:
1、远程人工干预技术液压支架自动化运作
液压机运作环境较为复杂,为了使液压机能够正常运作,一般需要大量技术员工对液压机进行实时动态监控,那么这必然会造成大量人力资源的浪费以及公司成本的增加,更重要的是针对出现的问题不能够及时发现,就会导致信息反馈不及时。
最终会造成整体煤炭开采工作的整个运作效率低下。如果可以实现液压机的运作能够处于实时的监控状态之下,那么这将会大大提高煤炭开采工作的运作效率。
2、视频监控技术实现综采工作面实时监控
对于煤矿企业来说,在煤矿开采的过程当中,必然会面临开采人员的人身安全问题,尤其是地下煤矿开采活动,为了能够降低安全事故的发生概率,并且对已发生的事故能够做出及时的响应,就需要在综采工作面安装监控系统,从而对地下环境实现实时动态监控。
通过监控中心与指挥中心的互联互通以及相互协作,不仅能够实现工作面的可视化,同时还提高了井下作业的安全性,实现了地面指挥中心对井下作业相关情况的及时捕获,并针对突发事故做出及时的反应。
3、综采自动化集中控制技术实现设备全面监控
我国大多数煤矿企业已经建立起了一套比较完整的自动化综采集中控制系统,在煤炭开采过程中,可以实现机械设备处于全面控制并且被实时监控的状态。例如,采煤专用设备,液压支架、供电设备等。此外,根据实际工作环境,设计合理的施工工序。
实现井下作业控制系统与地面控制中心控制系统集中控制综采工作面,不仅可以实现煤炭开采流程全自动,还可以实现井下作业的可视化,从而在很大程度上提升了井下作业的安全性以及提高煤炭开采的工作质量。
煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。那么你煤炭对了解多少呢?以下是由我整理关于煤炭知识的内容,希望大家喜欢!
煤炭应用历史
虽然煤炭的重要位置已被石油所替代,但在相当长的一段时间内,由于石油的日渐枯竭,导致它必然走向衰败,而煤炭因储量巨大,加之科学技术的飞速发展,煤炭汽化等新技术日趋成熟,并得到广泛应用,煤炭必将成为人类生产生活中的无法替代的能源之一。
根据成煤的原始物质和条件不同,自然界的煤可分为三大类,即腐植煤、残植煤和腐泥煤。
中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址中,就发现有煤制工艺品,河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的遗址。《山海经》中称煤为石涅,魏、晋时称煤为石墨或石炭。明代李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤较早的国家,希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有《石史》,其中记载有煤的性质和产地古罗马大约在2000年前已开始用煤加热。
煤炭形成原因
煤炭是千百万年来植物的枝叶和根茎,在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐植质,由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃沉积岩,这就是煤炭的形成过程。 一座煤矿的煤层厚薄与这地区的地壳下降速度及植物遗骸堆积的多少有关。地壳下降的速度快,植物遗骸堆积得厚,这座煤矿的煤层就厚,反之,地壳下降的速度缓慢,植物遗骸堆积的薄,这座煤矿的煤层就薄。又由于地壳的构造运动使原来水平的煤层发生褶皱和断裂,有一些煤层埋到地下更深的地方,有的又被排挤到地表,甚至露出地面,比较容易被人们发现。还有一些煤层相对比较薄,而且面积也不大,所以没有开采价值,有关煤炭的形成至今尚未找到更新的说法。 煤炭是这样形成的吗?有些论述是否应当进一步加以研究和探讨。一座大的煤矿,煤层很厚,煤质很优,但总的来说它的面积并不算很大。如果是千百万年植物的枝叶和根茎自然堆积而成的,它的面积应当是很大的。因为在远古时期地球上到处都是森林和草原,因此,地下也应当到处有储存煤炭的痕迹煤层也不一定很厚,因为植物的枝叶、根茎腐烂变成腐植质,又会被植物吸收,如此反复,最终被埋入地下时也不会那么集中,土层与煤层的界限也不会划分得那么清楚。 但是,无可否认的事实和依据,煤炭千真万确是植物的残骸经过一系统的演变形成的,这是颠簸不破的真理,只要仔细观察一下煤块,就可以看到有植物的叶和根茎的痕迹如果把煤切成薄片放到显微镜下观察,就能发现非常清楚的植物组织和构造,而且有时在煤层里还保存着像树干一类的东西,有的煤层里还包裹着完整的昆虫化石。在地表常温、常压下,由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用,转变成泥炭或腐泥泥炭或腐泥被埋藏后, 由于盆地基底下降而沉至地下深部,经成岩作用而转变成褐煤当温度和压力逐渐增高,再经变质作用转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。
煤炭造成的环境问题
1、排烟脱硫
大气中的SO2污染主要由包括煤炭在内的燃料燃烧所致。燃烧前脱硫可由煤炭洗选及转化中完成。燃烧中脱硫可以用加入脱硫剂办法除掉部分硫分,常用的脱硫剂为白云石和石灰石。
更常用的脱硫技术为排烟脱硫,即将排放的含硫烟气或废气通入吸收剂和吸附剂去掉硫氧化物,又可分为干法、半干法及湿法三种。干法采用固态吸附剂、吸收剂,其装备庞大,费用较高。半干法包括将半固态脱硫剂吹入烟道,也可将排烟气和空气同时吹入半固态脱硫剂,以除去烟气中的SO2、湿法用液态吸收剂,包括碱性吸收剂法和碱土金属类吸收剂法等,前者使用铵、钠、钾溶液,后者使用有钙镁的氧化物或氢氧化物溶液。
2、烟尘污染及防治
煤在燃烧过程中产生烟气、尘粒可形成环境污染。其污染物可分为两类,即气溶胶状态污染物和气态污染物。烟尘属于前者。
煤炭在燃烧过程中经过三个阶段,首先是干燥挥发阶段,其次为燃烧阶段,最后为燃尽阶段,不同阶段需要不同的空气量,过大或过小的空气量都会使燃烧不完全,而使炭粒排入空中形成黑烟。煤中不可燃成分如灰分,燃烧中部分留于灰渣,部分随烟气排入大气形成烟尘,不同灰分的煤其烟尘量也有很大差别。按烟尘粒径不同可分为降尘和飘尘,后者可以长期不降落且可输送距离更远。
烟尘可致人体呼吸道疾病,或作为其他污染物及细菌载体。还可影响植物生长及降低大气的能见度。防治方法是改进燃烧设备和燃烧方式,减少烟尘排放量,还要安装除尘装备,降低烟尘排放浓度。
煤炭开采方法
矸石排放
煤矿生产排放量最大的固体废物, 也是中国工业固体废物中产生量和堆积量最大的固体废物,产生量一般为煤炭产量的10%左右。中国煤矸石年排放量大约在1、5 亿~2、0 亿吨之间。截止2002 年底, 全国煤矸石积存量约34亿吨,占地2、6 万公顷, 是中国工业固体废物中产出量和累计积存量最大的固体废物。2004 年,全国煤矸石综合利用量为1、35 亿吨, 利用率54%。
矿井排水
在煤矿建设和生产过程中,各种类型的水源水会通过不同的途径进入巷道和工作面, 为了保证采矿安全,防止水害发生,需将矿井涌水排出。据不完全统计,在采煤过程中, 2004 年全国煤矿矿井水排放约30 亿m³,平均每吨煤涌水量约为2m³。资源化利用率仅占22%左右。
瓦斯抽放与矿井通风
在煤炭开采前和开采中抽放瓦斯气, 是保证煤矿安全的重要措施。但将抽放的瓦斯排入大气,会产生强烈的温室效应,瓦斯中所含甲烷的温室效应比二氧化碳大20 倍。另外煤矿在生产过程中, 井下巷道每秒钟都需要数十万乃至数百万立方米的空气,它们主要是通过矿井通风来完成, 矿井通风同样含有瓦斯,并且还有大量粉尘。据近几年有关评价估算,全国煤层瓦斯资源量为3×106 。2002 年中国重点煤矿煤层瓦斯产生量为9773、37,其中利用瓦斯量为517、49 ,利用率5%左右。
开采造成的生态破坏
传统煤炭开采忽略其它共生、伴生矿物的开采、加工、利用, 造成了资源的浪费。中国煤系共生、伴生20 多种矿产,绝大多数没有利用, 另外矿物的随意存放丢弃还会造成环境污染,破坏生态环境。