煤炭行业发展现状及趋势是什么?
煤炭行业发展现状:“十一五”期间是煤炭行业结构调整、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,为中国煤炭行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。
煤炭行业发展趋势: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,中国煤炭行业的发展前景都将非常广阔。
中国煤炭行业发展情况:
我国的煤炭流通企业总量约为10万家,规模偏小。这主要是由于我国煤炭生产与消费企业分布较为分散,行业集中度偏低,为不同规模的煤炭流通服务商提供了生存空间。
国家正大力推动煤炭开采企业的整合,煤炭流通市场也将趋向集中,这将逐步提高煤炭流通企业的市场进入壁垒,小规模煤炭流通企业的生存空间将不断缩减,大规模、跨区域的流通服务商将成为主流。
以上内容参考:百度百科-煤炭行业
全球能源危机问题已经导致俄乌冲突更加严重,同时西方对俄罗斯进行制裁,这也导致全球的能源价格大大增长,而目前全球通胀压力非常巨大,而欧洲国家对俄罗斯的能源需求依赖性非常高,所以很多低收入的国家和普通的民众都能感受到石油气体价格变化而带来的苦难。对俄罗斯进行制裁加剧,从而也导致目前能源短缺的问题出现。目前石油也是万恶之源,那么为什么不能用煤炭来解决能源问题呢?我们一起来讨论一下吧。
煤炭也是有限资源,虽然有很多煤炭进行挖掘,但是想要使用煤炭,必须得到国家政府的大力支持,而如今煤炭市场也在急速扩张,想从煤炭中获利,其实也是正确的,但是燃煤电厂也需要有相应的制度,因为燃煤很容易污染环境,而且煤炭也是不可再生资源,所以本身就具有局限性,所以也在寻求更多的资源来代替煤炭。
因为能源消费主要就是以煤炭为主,所以在煤炭消费量上也占据非常重要的地位,目前已经碳达丰碳中和,所以一定要控制好煤炭的消费,这样也有利于推动绿色能源的转型,但是美泰依旧在全国各地起到能源安全的重要责任,所以想要保证理性消费以及安全保障是非常重要的,而目前也需要在能源问题上给煤炭一个相对客观的定位,这样才能保证绿色低碳的发展道路。
虽然如今在控制煤炭消费,但是煤炭依旧是不可或缺的能源。而如今煤炭也需要能源需求开发,同时面对如今非常复杂的国际形势,煤炭也作为能源安全的重要保障,所以不可能立刻就把煤炭资源去除,而且全国各地对煤炭的需求也非常大。煤炭行业也在不断发展,这也表示煤炭对能源安全具有非常重要的作用,而想要构建成新型的电力,能源也需要通过多方面进行,所以想要在如今碳达峰、碳中和战略之下,要保证能源的稳定发展,这是需要解决的问题。
[导读] 摘要:现阶段,煤炭产业是我国的主要能源产业,在能源消费结构中需有所下降,但仍占65%左右。我国一次能源结构是多煤、少气、缺油不均衡状况,在较长时间内难以改变,清洁能源、可再生能源等在短时期内难以替代化石能源。在煤炭开采的过程中,我国95%的煤矿开采为井工开采,如何提高煤炭的开采效率,减少对采煤作业人员的人工操作依赖,减少或杜绝安全事故是降低企业开采成本、避免作业人员人身伤害及重大财产损失的关键问题
(山西兰花科技创业股份有限公司唐安煤矿分公司综放队 山西省晋城市 048407)
摘要:现阶段,煤炭产业是我国的主要能源产业,在能源消费结构中需有所下降,但仍占65%左右。我国一次能源结构是多煤、少气、缺油不均衡状况,在较长时间内难以改变,清洁能源、可再生能源等在短时期内难以替代化石能源。在煤炭开采的过程中,我国95%的煤矿开采为井工开采,如何提高煤炭的开采效率,减少对采煤作业人员的人工操作依赖,减少或杜绝安全事故是降低企业开采成本、避免作业人员人身伤害及重大财产损失的关键问题。随着工业控制技术和大型煤炭开采设备的推广使用,可以通过使用机械化装备提高效率,降低事故发生的概率。为此,煤矿机械化装备在操作者的技术中的广泛应用对我国煤炭行业的发展具有重要的意义。
关键词:煤矿;机械化;设备;技术
引言
我国是煤炭开采大国,2017年原煤产量达34.5亿吨,2020年预计产量为39亿吨、消费量为41亿吨,随着煤炭需求量的不断增加,传统的人工开采技术已不能适应当前的需求。由于煤炭开采环境复杂恶劣,通过传统的开采技术无法实现信息的快速传递,信息化程度较低,不能满足现阶段煤炭开采的需求。此外,由于相关技术人员技术水平较低,无法操作现代化煤炭开采设备,因此,国内煤炭开采行业与国外相比存在一定的差距。在国外,大型的煤炭开采机械化设备已经应用的十分广泛,由于机械设备的自动化程度和信息化水平较高,相关技术人员的技术知识扎实,人工管理水平较高,大大提高了煤炭的开采效率,降低了由于人工开采出现安全事故的几率。
1机械化采煤简述
所谓机械化采煤,就是利用机械进行煤矿开采,从而代替人工形式的采煤,并且在开采时需要结合不同的煤矿种类,合理地选用采煤机械,通过人力、计算机进行科学控制煤矿开采。一般情况下,机械化采煤是根据具体的实际情况来定,从而采取优质方法进行采煤工作,如在不同的工作过程中,需要应用不同的开采手段,比如长壁模式比较合适在长工作面中,断壁模式比较合适在短工作面中。所以,在开始机械化采煤前,需要针对性地对其进行研究,根据其中的特点选择合适的机械仪器,从而保障煤矿开采的效率与安全。
2机械化设备在煤炭行业中的应用分析
随着生产加工中对自动化技术和信息技术的要求不断提高,机械化设备也越来越多的应用在煤炭开采领域,现主要从煤矿装备科技进步要求、煤矿作业安全形势、人员文化技术素质三个方面阐述机械化设备在煤炭开采领域应用的必要性。煤炭开采领域的采煤机械是将煤炭从煤层中采落下来的机械设备,采煤机械化设备不仅包括采煤机械,还包括运煤机械、装煤机械等。我国煤矿井下使用最多的三种机械化采煤设备有三种,分别是刨煤机、滚筒式采煤机、连续采煤机。
2.1借鉴发达国家的经验
因为我国应用机械化采煤比较晚,所以与发达国家相比,有很多方面的不足,如技术、设备等。所以,在进行机械化采煤中需要向发达国家学习,借鉴他们的先进技术与设备,从而让自身的技术得以提高。其实无论是巷道支护技术还是其他,我国都需要向发达国家学习,积极参考他们的成功经验,进而积累自己的开采工作经验,让机械化采煤技术得到优化,最终确保煤矿开采的工作效率与安全。
(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%。
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。
记者就这一问题采访了太原理工大学经济管理学院院长、教授牛冲槐。
记者:能源开采与利用对生态环境有哪些影响?
牛冲槐:一是煤炭。
1.地表沉陷。煤矿地下开采造成的地表塌陷,导致相应范围内建筑物、铁路变形,土地与水利工程破坏,农业减产等。据估算,矿井每采万吨煤塌陷土地0.3公顷。
2.洗煤水与矿井排水污染。
3.煤矸石山自燃。全国煤矸石堆存量达20亿吨。目前年新增煤矸石量达一亿多吨,但综合利用率仅为10%左右。至今常有部分煤矸石山自燃,排放大量的烟尘,污染环境,危害人体健康。
4.煤矿甲烷气体污染大气。据估算,平均生产一吨煤炭,大约要产生几立方米的甲烷气体。此气体是一种温室气体。目前,甲烷利用量仅占排放量的一部分。
5.城市大气污染。煤炭在燃烧的过程中会排放大量的烟尘、SO2、NOx等污染物,对大气造成严重污染。
6.二氧化碳排放。
二是石油和天然气。
石油和天然气勘探开采和加工对环境的影响主要有以下几方面:
1.油田勘探开采过程中往往出现井喷事件,产生大量的采油废水、钻井废水、洗井废水以及处理人工注水产生的污水。
2.气田开采过程中产生的底层水,含有硫、锂、钾、溴等元素,主要危害是使土壤盐渍化。
3.油气开采过程中排放的硫化氢。
4.油气加工利用过程中会产生一些炼油废水、废气(含二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、烃类、一氧化碳和颗粒物)、废渣(催化剂、吸附剂反应后产物)。
5.海洋油气污染,在油气生产中对环境影响最为严重,20世纪80年代以来,全世界估计每年有一亿吨的石油因井喷、漏油、海上采油平台倾覆和油轮事故等原因泻人海洋,对海洋生态系统和海运活动产生严重影响。
6.战争破坏。例如1991年海湾战争即将结束时,伊拉克纵火烧毁了科威特油田的727口油井,对生态环境造成严重污染。
三是水电。
水力发电要修建水库,特别是大型水库,对生态环境有多方面的不利影响。
1.淹没。修建水库会淹没土地、地面设施和古迹,影响自然景观尤其是风景区。三峡工程淹没土地七万公顷,其中耕地占40%,水电站淹没的直接经济损失约占工程总投资的10%~15%。
2.淤积。水库泥沙淤积会使上游河道界面缩小,河床抬高;下游河岸被冲刷,引起河道变化。
3.诱发地震。20世纪60年代,赞比亚——津巴布韦的卡里巴、希腊的克雷玛斯塔、印度的柯纳伊等大型水库相继发生6级以上地震,引起世界关注。中国丹江口水库建成后,发现地震活动异常活跃。专家估计,三峡水库建成后也可能诱发地震,震级约5.5~5.6级。
4.对水生和陆生生物的影响。水库建成后,会改变河流的水深、水温,流速及库区小气候,从而对库区水生和陆生生物产生不利影响。
5.对水环境的影响。建库会改变地下水的流量和方向,使下游地下水位升高,造成土地盐碱化,甚至形成沼泽,导致环境卫生条件恶化而引起疾病流行。
四是其他能源。
其他一些能源虽然是洁净能源,但也会对生态环境造成或大或小的影响。比如,核能会对人体造成辐射,发生核事故以及产生一些放射性废物等;风能主要是噪声、影响景观和电磁干扰等影响;太阳能主要是占用土地、影响景观等。
记者:我国能源生态环境存在哪些问题?
牛冲槐:能源的过度开采和利用给我国的生态环境带来了巨大的压力。纵观我国的能源生态环境问题,目前主要存在于以下几个方面。
一是能源消耗结构不合理,绿色能源发展不足。
《中华人民共和国2005年国民经济和社会发展统计公报》提供的数据表明,2005年我国能源消费总量为22.2亿吨标准煤,比上年增长9.5%。万元GDP能耗1.43吨标准煤,与上年持平。其中,煤炭消费量21.4亿吨,增长10.6%;原油3.0亿吨,增长2.1%;天然气500亿立方米,增长20.6%;水电4010亿千瓦小时,增长13.4%;核电523亿千瓦小时,增长3.7%。可见,我国能源消耗仍然以煤炭为主,其中煤炭消费量占总消费量的75%以上,然而风能、太阳能等绿色能源发展缓慢。截至2004年末,我国风力发电总装机容量为76万千瓦,尚不足全国电力装机总量的千分之二。
在太阳能方面,由于我国还没有完全解决硅片生产的核心技术,所以太阳能发展更是缓慢。然而在旧金山,风力发电占总供电量的44%,甚至在纬度很高的加拿大、北欧都尽量考虑利用太阳能。目前,我国绿色能源发展不足的主要原因有:(1)优惠政策扶持“疲软”,国家现行的关税、贷款及增值税等优惠政策效果不明显;(2)电网建设滞后、市场割据严重,绿色能源产区与消费市场难对接;(3)配套产业“短腿”,绿色能源难以“自力更生”。
二是能源过度开采造成海洋、淡水污染严重。
石油在开采过程中都会产生大量的污水。一般来说,一口油井每天排七立方米的污水。按2004年我国共有油井近八万口计算,全国每天因开采石油排放污水近56万立方米,全年就超过两亿立方米。同时,由于我国许多油田处在西部少水区,淡水资源缺乏,石油对淡水的污染危害更加严重。如甘肃庆阳市是甘肃最缺水的地方,水资源人均占有量360立方米,是全省人均水量1300立方米的25.7%,是全国人均水量2400立方米的13%。然而,2002年,仅陇东油田在庆阳就排放废水113万吨,占到全市排放总量的29%。另外,海洋油田的开采对我国海洋污染也十分明显。2003年我国海洋石油开采向海洋排污近7600万立方米,其中南海最多,达7000万立方米。
我国煤炭开采量大,对水污染更加严重。与石油资源相似,我国煤矿区水资源也普遍缺乏。据统计,全国有71%的煤矿缺水,40%的煤矿严重缺水,80%以上的煤矿职工饮用不洁水。而煤炭开采对地下水资源的破坏却相当惊人,2002年全国煤矿外排矿井水达22亿吨,选煤水0.28亿吨。其他工业废水0.3亿吨,生活污水4亿吨;北方矿区平均吨煤破坏地下水资源约10立方米,生态环境脆弱的中西部矿区,因采煤疏干排水导致地下水位下降,土地沙漠化进一步加剧。如果按平均吨煤破坏水资源约10立方米,2005年全国煤炭产量21亿吨计算,全年因煤炭造成的水污染就达210亿立方米。
三是能源消费过度使得空气质量严重恶化。
1.城市大气污染。我国是世界上最大煤炭消费国,2004年煤炭消费量达19.6亿吨,占世界煤炭总消费量的43%。大量煤炭和石油燃烧所排放的污染物,使中国城市大气质量状况严重恶化,主要污染物是烟尘、二氧化硫、NOx等,这些污染物对人体健康有很大危害,包括呼吸系统和肺部疾病、癌症以及智力障碍等,并损害动植物、水体、材料等。目前,城市大气污染依然严重,2003年监测的340个城市中,只有142个城市的空气质量达到国家二级标准。全国排放烟尘1048万吨,S022159万吨。SOx排放量超过环境容量81%,SO2约85%是燃煤排放的。而SO2极易引起酸雨,对生态系统造成破坏。据中国环境科学研究院估算,1995年全国酸雨和SO2造成的生态系统和健康损失达1100亿元。
2.室内空气污染。室内燃煤或柴草所造成的室内污染是中国能源生态环境的一个很重要的问题。据有关资料显示,2003年,全国仍有62%的城乡居民烧煤和柴草,农村居民生活消耗薪柴2.038亿吨,秸秆3.33亿吨,占生活用能源消费量的56%;农村民用煤消费量也比1991年增加97.4%。但是室内燃煤可以释放可吸人颗粒物(RMP)、一氧化碳、二氧化硫、氟化物、醛类等有害物质,这些污染物会导致呼吸系疾病、肺癌、砷中毒等病症。发展中国家的一些监测资料表明,室内空气中可吸入颗粒物的浓度高达1000—10000微克/立方米,超过美国国家环境保护局标准(100微克/立方米)的10—100倍。发展中国家农村地区的室内颗粒物暴露水平是发达国家农村地区的7—26倍。虽然近年来,我国农村的“炊烟伤农”现状有所改善,但形势仍不容乐观。据不完全统计,燃煤型氟中毒在我国14个省市有不同程度的流行,有氟斑牙患者165万,氟骨症患者108万;燃煤型地方性砷中毒分布于2个省市,3个地市,受影响人口33万人,其中燃煤砷>100毫克/升的高砷暴露人口5万人,查出砷中毒2400人。
四是煤炭大幅消费造成CO2排放量激增。
中国使用能源排放的CO2,约占各种温室气体总排放量的80%。从1990年到2002年,二氧化碳的排放量增长了41%,远高于世界平均水平14.86%。而单就2002年来说,中国二氧化碳的排放量为953百万吨煤,占全球总排放量的23.87%,仅次于美国居世界第二位,其中燃煤排放的占80.1%。这说明我国要想解决CO2的排放问题,煤炭是重中之重。
五是能源的过度消耗造成生态破坏严重。
目前,农村薪柴消费量超过合理采伐量的20%以上,薪柴的过度消耗导致大面积森林植被破坏,水土流失加剧。而石油入海后漂浮在海面形成的油膜减弱了太阳辐射,影响海洋绿色植物的光合作用;分散油和乳油破坏了浮游植物体内的叶绿素,引起植物大量死亡,导致海洋生态系统失衡;石油的毒性影响海洋生物的生存和发育,据研究,遭受严重石油污染的海域要经过5—7年生物才能重新繁殖。修建水电站也会对生态造成影响。水库建成后,会改变河流的水深、水温、流速及库区小气候,从而对库区水生和陆生生物产生不利影响。例如,葛洲坝建成后,大坝截断了鱼类回游通道;珍稀水生动物中华鲟的繁衍生息受到影响。新安江水库蓄水后,富春江水温降低,珍贵鱼种鲋鱼不再上溯产卵。
记者:确保能源开采与利用中生态环境安全的建议与措施是什么?
牛冲槐:一是充分发挥政府在环保方面的主导作用。
政府作为环保的重要职能部门,应充分发挥好其作为第一机制的重要作用。首先要强调对公共物品提供的重要作用。因为环境具有公共物品的属性,如果没有相应的特殊制度是难以完全利用市场手段得到解决的。由于环保资金不足,政府应在环境和能源保护设施建设方面发挥主导投资的作用。其次,能源行业往往发生环境突发事件,因此要做好危机处理的准备,要完善环境突发事件的应急措施,严格责任追究制度。比如建立环境污染事故和能源不合理使用的危机管理资源保护系统;建立领导责任制和严格责任追究制度,减少污染事故的发生。
二是转变经济增长方式,走循环经济发展道路。
进入工业化以后,粗放型经济增长方式导致人类社会面临越来越大的人口、资源和环境的巨大压力。我国长期实行的是粗放型经济增长方式,传统煤炭资源开采方式既浪费了资源,又造成了环境污染,还降低了企业经济效益,给社会经济的发展造成了很大的损失。要想从根本上改变这一状况,就是要寻求环境污染的源头治理范式,而这个范式就是循环经济。其技术经济特征就是通过生产与环境保护的技术融合,降低资源消耗、回收和利用生产废弃物,减少污染排放甚至是零排放,形成资源的循环利用,它的实质就是“资源——产品——再生资源——产品”,从生产活动的源头对生态进行保护与治理,实现资源与经济的可持续发展。这是解决能源开采利用与生态环境日益恶化这一矛盾的根本出路。
三是加快节能技术的研发,提高能源利用效率。
提高能源利用效率和节能减排是减少污染物和CO2排放的最现实、最经济的途径。中国到2020年能源需求如按目前趋势发展,将达35亿吨煤。强化节能可减少9亿吨煤,价值8510亿元,相当于减排SO216.3百万吨,CO2540百万吨煤。
全球环境基金资助项目“中国温室气体排放控制问题与对策研究”减排温室气体的费用/效益分析结果表明,提高能效减排温室气体的净费用为零,因为提高能效都是“无悔”项目,即对经济、社会和环境都有益,并非专为减排温室气体的项目。风力发电、水电、核电、光伏发电的净费用分别为提高能效的6.1、6.2、7.0和9.5倍。
四是积极实行绿色开采技术,确保能源安全。
绿色开采技术是一项有益于环境保护的开采技术,绿色开采技术将成为21世纪中国能源工业主要采用的开采技术。它与传统技术的最大区别在于其指导思想不仅考虑开采的数量,还要把开采过程中对环境造成的损失综合考虑在内,提出有益于生态环境的安全可靠的技术。当前,单就煤炭的绿色开采的技术已有不少,如房柱式开采、部分开采、分层间歇开采、充填法管理顶板和离层带注浆技术等。21世纪的绿色煤炭开采技术还包括减轻地表沉陷的技术、减少开采中造成的废弃物排放技术,露天矿剥离——采煤——排土与生态环境一体化技术和地下气化技术等。实行绿色开采技术可使能源产业走人可持续发展的道路,确保能源安全。
五是大力发展洁净能源,实现能源与生态环境的双赢发展。
1.发展洁净煤技术。洁净煤技术是当前世界各国解决环境问题的主要技术之一,也是高技术国际竞争的一个重要领域。洁净煤技术涉及到煤炭加工、燃烧、转化、污染控制等,其目的在于降低污染,提高煤炭的使用效率。洁净煤技术主要包括:选煤、型煤、水浆煤、流化床燃烧技术、先进的燃烧器、煤炭气化以及烟气净化技术。我国是世界煤炭消费大国,发展洁净煤技术具有十分重要的意义。
2.大力发展可再生能源。我国可再生能源资源丰富,水能的可开发装机容量为3.78亿千瓦,居世界首位,但目前水电装机容量为8200万千瓦,其利用率仅为13%。我国每年地表吸收的太阳能大约相当于2.4万亿吨标准煤的能量,开发利用前景十分广阔,风能资源量约为16亿千瓦,可开发利用的风能资源约2.5亿千瓦。地热资源中,仅中低温直接利用量就超过2000亿吨标准煤。我国生物质能也十分丰富,秸秆等农业废弃物的资源量每年约有3.1亿吨标准煤,薪柴资源量约为1.3亿吨标准煤。另外,还有海洋能、波浪能、温差能等等。如此丰富的可再生能源,国家应通过政策倾斜等方式来加快对它们的开发,这样不仅可以充分利用能源资源,还可以有效地保护生态环境,因为这些能源的开采与利用所带来的生态环境问题与煤炭所带来的问题相比要小得多。提高可再生能源的比例,可以确保能源的可持续发展,实现能源与生态环境的双赢发展。
六是充分发挥市场机制在加强环保方面的作用。
1.征收能源税。当前,对能源可以征收能源资源税和污染税。目前,中国已对石油、天然气、煤炭的开采进行收税,但是征税的规模很小,对减少资源生产和消费,保护资源的效果甚微。因此,应加大对能源资源税的征收规模。征收污染税也是保护生态环境的一个很好的办法。例如,可以尝试征收煤的污染税,按照煤的不同质量(灰分和含硫量)对低质煤征收污染税,这样可以使人们选择优质的煤,推进煤的洗选加工以及其他治理措施,或者选择更清洁的燃料。
2.实施排污权交易。排污权是环保部门根据某地区某种污染物的环境容量和排放总量控制目标,分配给每个排放源的排放量限额指标。排放量超标的企业可以从排放量低于限额的企业购买排放指标。排污权交易为企业提供了更多的选择,可以从总体上降低污染控制成本,有利于达到总量控制目标。我国在90年代开始试行排污权交易,目前正在山东、陕西、江苏、天津、上海等省市开展SO2排污权交易示范工作。
纵观煤矿行业,发展智能化是大势所趋。在全国工业制造业智能化的浪潮下,煤炭行业作为我国重要的能源行业,其智能化建设直接关系我国国民经济和社会智能化的进程。从实施细则陆续出台,可以看出国家和煤炭、科技行业均对煤矿智能化重视程度很高,推进力度很大。
煤矿市场空间巨大,供给产能难以覆盖需求增长。从智能化煤机制造企业的调研情况来看,当前供给端产能跟不上需求的增长,可以预见的是煤机智能化生产制造将迎来一轮爆发性增长期。
将人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与现代煤炭开发深度融合,形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智慧煤矿管理系统。实现煤矿开拓、采掘、运输、通风、洗选、安全、管理等过程的智能化运转。
智慧煤矿管理系统我以我擅长的可视化管理角度给大家看个案例,通过主观视角去充分理解只会煤矿管理的优势和前景。
选煤厂 3D 可视化搭建选煤厂区建筑及生产设备、管线等设施的三维场景,将生产数据采集、安全监测监控与生产时空有机结合,构建了集智能巡检、设备安全监测、预警功能、企业管理于一体的三维可视化管理系统。全方位推动选煤厂精细化管理工作,实现减人增效的目的。
整体场景采用航拍建模方式获取,利用飞机或无人机搭载多台传感器,对选煤厂进行拍摄采集,快速高效获取真实反映厂区情况的数据信息。通过纠正、平差、多视影像匹配等一系列的内业处理操作,最终获得三维模型。航拍建模的成果数据具有地理坐标系信息,可以准确地和 GIS 匹配。
和 GIS 的集成方案中可提供根据经纬度和海拔数据构建漫游线路,让用户以第一人称的视角按照指定线路对厂区进行巡检漫游,Hightopo在制定线路的时候可以参考重点区域或智能化水平较高的区域进行制定,给用户呈现选煤厂重点发展区域以及智能化发展成效。
主厂房设备监控系统通过 3D 效果,1:1 制作 3D 可视化仿真互动模型,并将重介洗煤工艺流程整合融入,将原煤进行洗选加工和综合处理的全过程信息监控。
系统可实时显示重介旋流器、精煤皮带、振动筛、原煤皮带等重要设备的动态数据,当点选不同楼层设备时,自动弹出设备多重信息,创建多参数实时在线监测。
数据信息包括运行设备的振动频率、温度、故障信号、趋势信号等数据,管理人员可通过此功能,进行调用查看设备运行状态、故障属性及导致故障发生的相关联信息历史数据。
通过 2D 和 3D 无缝融合,搭配数据面板以及动画驱动制作了蓄水工艺可视化。场景支持常规的旋转、平移和视角缩放。蓄水工艺包括蓄水、加药搅拌(添加絮凝剂)、放水、泵体放水等操作的演示,营造具有真实沉浸感的体验。
压滤车间负责压滤处理煤泥、回收分离介质水,压滤机负责处理浓缩机底流。传统的压滤生产主要依靠人工操作,需人工查看并判断压榨程度,工作效率低下,产品水分无法得到保证,存在液压系统破损或压滤喷料伤人的安全隐患。
搭建的压滤车间可视化管理系统,通过引擎将压滤车间的压滤机以及楼层分布进行 1:1 还原,可随时查看设备基本信息、运行信息、故障信息等。点击左侧面板压滤机以及楼层展开,即可查看车间楼层分布情况以及压滤机工作状态。
实时监测系统内压滤机状态信息,包括松开、压紧、进料等各进程状态,打破压滤机与压滤机之间、压滤机与智能压滤检测系统相关辅助设备之间的信息孤岛。实现智能压滤检测系统内所有设备及相关信息的统一集中监管,降低岗位巡检工的劳动强度,方便生产监管。
三维仿真的选矿场景,其中包含:选矿漫游(选矿工艺流程)、全场漫游(场景绕场查看)、浓密机和球磨机的启停动画演示、选矿设备的单独查看。当然也支持定制哦~
选矿工艺动画过程,从矿石破碎到筛分再到磨矿、分级等一系列作业的漫游动画,支持拉近视角近距离监控选矿的每一步作业。
搭建 3D 轻量化大型智慧矿山解决方案,根据矿山现场的 CAD 图、鸟瞰图、设备三视图等资料还原外观建模,围绕以数字化开采、高速掘进、智能通风排水供配电、筛煤工艺等内容为主体的三维立体可视化管理系统。
场景初始化后,界面通过自由视角、固定路线对矿山全场景空间进行巡检式漫游,在路径中展示设备及系统信息,漫游线路的制定着重凸显核心区域或智能化发展区域,为用户呈现矿山整体面貌、重点发展区域及智能化发展成效。
实现交互式的 Web 三维场景,可进行缩放、平移、旋转,场景内各设备可以响应交互事件。
针对控制中心页面的建设,运用丰富的可视化图表和动画效果,集成供水、通风、运输、掘锚机运作及井内三维漫游画面,形象的对井下多元应用场景进行详尽的数据解释;可融合智能感知设备数据,实现对矿井的生产环境、工作视角、设备分布、工艺流程、产量走势、巷道划分、设备运行实时状态的真实复现,达到矿井上下透明化管理的目的。
三维立体的巷道监管效果,有利于改善矿山环境及工程实施设计,能将巷道工程变迁情况客观无误的记录和展现。可视化巷道的搭建由点-线-面-单个巷道-多个巷道过渡延伸。点击按键可随意切换工作区视角和井内视角,方便运维人员从不同角度观察到每条巷道的名称、视点位置、设备分布及对应的数据。巷道内部漫游设有前进、倒退等功能,易于实时了解视点位置。此外,增添聚光灯的设计会让巷道整体更加真实,仿佛身临其境。
相较于传统静态模拟图式的通风机房在线监控系统,3D 可视化通风系统能更加生动形象的展现在人眼前,使其内容具有可读性与可控性。两侧 2D 面板数据提供重要运行参数的实时变化和历史趋势查询,提供自定义趋势查看、数据分析、曲线对比等功能,点击场景中的设备可显示设备属性信息。对于超限时状态设备进行及时报警,在短时间内为运维人员提供所需信息要素,提升运维监测效率。
压风自救装备系统在正常生产运作时,可为井下开拓掘进工作的风动工具提供压缩空气动力,满足井下岩石巷道掘进及煤巷支护之需;当发生灾变事故时,工作人员可进入自救装置,打开压气阀进行避灾自救。
将矿井压风系统与 3D 可视化进行有机结合,可对井下用风情况准确掌握。系统将根据设定的井下各指标阈值,自动调整空气压缩机的启动关停、倒机、负荷调控,确保井下恒压供风。健全矿井紧急避险系统的日常维护水平,加强抗灾救灾能力。
为完善瓦斯抽采流程的标准化,可通过可视化系统实现对瓦斯抽采泵、放空管闸阀、管道总闸阀、高低负压闸阀等设备的远程遥控监测。根据井下监测到的抽采泵站工作状态、瓦斯浓度、气体流量、工序能耗等信息通过抽采管路实时上传到监控设备中,提供瓦斯的精准研判,为下一步科学优化抽采设计提供准确分析。
当发现异常测点时,系统将启动自检诊断功能,对危险管段进行迅速定位诊断。在提高瓦斯抽放参数测量的准确性和安全性的同时,还能起到矿井上下全覆盖监测的作用,为矿井“提浓提效、高效抽采、安全生产”奠定基础保障。
通过引擎强大的渲染功能,真实还原采煤机井下运动工况的行进效果,利用可视化图表将采煤机运行的关键数据进行直观呈现。设有记忆割煤、滚筒换向、自动往返及故障诊断的联动控制功能,针对采煤机故障诊断提供切实的数据依据,加速扼杀故障的萌芽。通过地面调度室即可远程遥控操作,由此达成井下少人化作业,加大煤炭资源的开采效率,为采煤机的高效安全生产奠定基础。
针对环境态势、掘采进度、设备运作、工况状态等信息进行高精度实时监测,赋予数据空间属性,使复杂因素可视化。形成一套可被洞察的参考数据,为开采作业监管提供强有力的决策支撑。
随着国家环境保护力度的持续加大及能源消费结构的转型,正倒逼煤炭产业必须走绿色智能的清洁化生产之路,图扑智慧矿山可视化解决方案恰到好处的助力实现低碳循环发展:将各生产线的控制集中于此,各生产环节信息共享、横向协作,辅助运维人员构建自主感知、智能分析、科学决策、集约高效的数字化矿山。
2媒是重要的化工原料,把煤做简单的燃料太可惜,我国现在技术的原因,煤的利用率极低,应该综合利用
3煤是发热很高的固体燃料,燃烧反应速率小,热利用效率低且运输不方便
4煤直接燃烧时产生二氧化硫等有毒气体和尘烟对环境造成严重污染
5大量开采造成地面塌陷。
求采纳,我打那么多。。。
开采
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%。
矿井水的排放
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
煤炭
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 Mm³。2002 年中国重点煤矿煤层瓦斯产生量为9773.37Mm³, 其中利用瓦斯量为517.49 Mm³, 利用率5%左右。
煤炭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, 目前绝大多数没有利用, 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。
煤炭开采破坏了地壳内部原有的力学平衡状态。引起地表塌陷, 原有生态系统受到破坏。这种破坏使原有土地收益的减少或丧失, 同时也造成地表水利设施的破坏和生态环境恶化。每年因开采引起的地表塌陷面积已达40万hm2, 且平均每年以1.5 万hm2 的速度增加。
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作用
煤炭的用途十分广泛,可以根据其使用目的总结为两大主要用途:(1)动力煤,(2)炼焦煤。
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。
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分类
有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。
褐煤
多为块状,呈黑褐色,光泽暗,质地疏松;含挥发分40%左右,燃点低,容易着火,燃烧时上火快,火焰大,冒黑烟;含碳量与发热量较低(因产地煤级不同,发热量差异很大),燃烧时间短,需经常加煤。
烟煤
一般为粒状、小块状,也有粉状的,多呈黑色而有光泽,质地细致,含挥发分30%以上,燃点不太高,较易点燃;含碳量与发热量较高,燃烧时上火快,火焰长,有大量黑烟,燃烧时间较长;大多数烟煤有粘性,燃烧时易结渣。
无烟煤
有粉状和小块状两种,呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少,质地紧密,固定碳含量高,可达80%以上;挥发分含量低,在10%以下,燃点高,不易着火;但发热量高,刚燃烧时上火慢,火上来后比较大,火力强,火焰短,冒烟少,燃烧时间长,粘结性弱,燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用,以减轻火力强度。
1989年10月 ,国家标准局发布《 中国煤炭分类国家标准 》(GB5751-86),依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、煤样透光性 P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr,maf等6项分类指标,将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤、气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。
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有机元素
构成煤炭有机质的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等,此外,还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。
中国煤炭资源分布图
碳、氢、氧是煤炭有机质的主体,占95%以上;煤化程度越深,碳的含量越高,氢和氧的含量越低。碳和氢是煤炭燃烧过程中产生热量的元素,氧是助燃元素。煤炭燃烧时,氮不产生热量,在高温下转变成氮氧化合物和氨,以游离状态析出。硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分,其中以硫最为重要。煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2),随烟气排放,污染大气,危害动、植物生长及人类健康,腐蚀金属设备;当含硫多的煤用于冶金炼焦时,还影响焦炭和钢铁的质量。所以,“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。
煤中的有机质在一定温度和条件下,受热分解后产生的可燃性气体,被称为“挥发分”,它是由各种碳氢化合物、氢气、一氧化碳等化合物组成的混合气体。挥发分也是主要的煤质指标,在确定煤炭的加工利用途径和工艺条件时,挥发分有重要的参考作用。煤化程度低的煤,挥发分较多。如果燃烧条件不适当,挥发分高的煤燃烧时易产生未燃尽的碳粒,俗称“黑烟”;并产生更多的一氧化碳、多环芳烃类、醛类等污染物,热效率降低。因此,要根据煤的挥发分选择适当的燃烧条件和设备。
煤中的无机物质含量很少,主要有水分和矿物质,它们的存在降低了煤的质量和利用价值。矿物质是煤炭的主要杂质,如硫化物、硫酸盐、碳酸盐等,其中大部分属于有害成分。
“水分”对煤炭的加工利用有很大影响。水分在燃烧时变成蒸汽要吸热,因而降低了煤的发热量。煤炭中的水分可分为外在水分和内在水分,一般以内在水分作为评定煤质的指标。煤化程度越低,煤的内部表面积越大,水分含量越高。
“灰分”是煤炭完全燃烧后剩下的固体残渣,是重要的煤质指标。灰分主要来自煤炭中不可燃烧的矿物质。矿物质燃烧灰化时要吸收热量,大量排渣要带走热量,因而灰分越高,煤炭燃烧的热效率越低;灰分越多,煤炭燃烧产生的灰渣越多,排放的飞灰也越多。一般,优质煤和洗精煤的灰分含量相对较低。
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储藏量
煤炭是地球上蕴藏量最丰富,分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估,世界煤炭可采资源量达4.84×104亿t标准煤,占世界化石燃料可采资源量的66.8%。据《1997世界能源统计评论》统计,至1996年底,世界煤炭探明的可采储量为1.03161×104亿t,储采比为224年,其中七个储量最大的国家依次为美国、俄罗斯 、中国、澳大利亚、印度、德国、南非和波兰。
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产地
在各大陆、大洋岛屿都有煤分布,但煤在全球的分布很不均衡,各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家,也是世界上主要产煤国,其中中国是世界上煤产量最高的国家。中国的煤炭资源在世界居于前列,仅次于美国和俄罗斯。
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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
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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。
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相关知识
伴生元素
指以有机或无机形态富集于煤层及其围岩中的元素。有些元素在煤中富集程度很高,可以形成工业性矿床,如富锗煤、富铀煤、富钒石煤等,其价值远高于煤本身。
根据煤中伴生元素的性质和用途,可分为有益元素、有害元素和指相元素3类。有益元素主要有锗、镓、铀、钒等,可被利用。有害元素主要有硫、磷、氟、氯、砷、铍、铅、硼、镉、汞、硒、铬等。硫是煤中常见的有害成分,其他有害元素在煤中含量一般不高,但危害极大,如砷是一种有毒元素。煤在燃烧中,硫是造成城镇环境污染的主要物质源。当然,对有害元素如果收集、处理得当也可变成对人有用的财富。煤中伴生元素,有各自的地球化学性质,形成于不同的沉积环境中。因此,可根据元素的相对含量、元素的共生组合关系及元素的比值,来判断相和沉积环境。
煤炭液化
煤炭液化是把固态状态的煤炭通过化学加工,使其转化为液体产品(液态烃类燃料,如汽油、柴油等产品或化工原料)的技术。煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除,得到洁净的二次能源,对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。
煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。
(1)煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下,通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为煤炭直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段,故又称煤的加氢液化法。
(2)煤间接液化间接液化是以煤为原料,先气化制成合成气,然后,通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。
煤变油
煤变成油通常有直接液化和间接液化两种方法。直接液化又称“加氢液化”,主要是指在高温高压和催化剂作用下,对煤直接催化加氢裂化,使其降解和加氢转化为液体油品的工艺过程;煤的间接液化是先将煤气化,生产出原料气,经净化后再进行合成反应,生成油的过程。煤直接液化就是用化学方法,把氢加到煤分子中,提高它的氢碳原子比。在煤直接液化过程中,催化剂是降低生产成本和降低反应条件苛刻度的关键。
按煤的加工方法和质量规格可分为原煤、精煤、粒级煤、洗选煤和低质煤等五类。
原煤
是指从地下或地下采掘出的毛煤经筛选加工去掉矸石、黄铁矿等后的煤。煤矿生产出来的未经洗选、未经加工的毛煤也叫原煤。包括天然焦及劣质煤,不包括低热值煤等。
精煤
是指经过精选(干选或湿选)后生产出来的,符合质量要求的产品。
粒级煤
是指煤通过筛选或精选生产的,粒度下限大于6mm,灰分小于或等于40%的煤。按不同的粒度可分为洗中块、中块、洗混中块、混中块、洗混块和混块、洗大块和大块、洗特大块和特大块、洗小块和小块、洗粒煤和粒煤。
洗选煤
是指将原煤经过洗选和筛选加工后,已除或减少原煤中所含的矸石、硫分等杂质,并按不同煤种、灰分、热值和粒度分成若干品种等级的煤。其粒度分级为50mm、258mm、20mm、13mm、6mm以下。洗选煤可分为洗原煤、洗混煤、混煤、洗混末煤、混末煤、洗末煤、末煤、洗粉煤、粉煤等品种。除洗混煤的灰分要求小于等于32%外,其余均要求小于等于40%。
低质煤
是指灰分含量很高的各种煤炭产品。低劣煤用于锅炉燃烧,不仅经济性差,而且造成燃烧辅助系统和对流受热面的严重磨损以及维修费用的增加,因为低劣煤灰分比较大,经济性差,灰分量大,对受热面的冲刷、磨损严重。
煤质分析化验基准间的换算
煤质分析化严重,有些基准在实际中是不存在的,是根据需要换算出来的;有些基准在实际存在,但为了方便,有时不进行测试,而是根据已知基准的分析化验结果进行换算,这样就简单多了。
化验室中进行煤质分析化验时,使用的煤样为分析煤样。分析煤样是经过一次次破碎和缩分得到的,它所处的状态为空气干燥状态。所以,化验室中用分析煤样进行分析化验时,其基准为分析基(又称为空气干燥基)。
分析煤样分析基化验结果,是化验室中直接测到的,是最基础的化验结果,是换算其它基准的分析化验结果的基础。
各种基准间的换算公式:
干基的换算: Xd=100xad/(100-Mad)%
式中: Xad——分析基的化验结果; Mad——分析基水分; Xd——换算干燥基的化验结果。
煤炭质量
煤炭质量是指煤炭的物理、化学特性及其适用性,其主要指标有灰分、水分、硫分、发热量、挥发分、块煤限率、含矸率以及结焦性、粘结性等。
正确使用微机量热仪、升降式微机全自动量热仪、微机灰熔点测定仪、自动测氢仪、工业分析仪、快速灰化炉、微电脑粘结指数测定仪、奥亚膨胀度测定仪煤燃点测定仪、煤炭结渣性测定仪、活性炭测定仪等煤
全球煤炭资源分布图
炭化验设备,可以测试出煤炭的不同指标,从而可以确定煤炭质量。
1、产品质量。产品质量是企业赖以生存和发展的基础,是企业各项工作的综合反映。生产适销对路、品种优良的产品,是社会主义生产企业的重要任务和社会主义生产目的的客观要求。
产品质量是指产品、过程或服务满足规定或潜在要求(或需要)的特征或特性的总和。质量有狭义质量和广义质量之分。狭义质量是指产品质量和有关的工作质量;广义质量不仅指产品质量和有关的工作质量,而且还包括产品形成的过程质量和服务质量等,它把产品质量、过程质量和服务质量三者放在同等重要的地位加以考虑,更加体现了在市场经济条件下,人们对产品质量的高度重视和质量在竞争中的决定作用。
从产品质量的定义可以看出,它包含两层涵义:一是指产品自身所具有的特征和特性,即产品的客观属性;另一是指产品在使用过程中用户需求的满足程度,即产品的适用性。当二者有机结合时,产品的特征和特性得以充分利用,用户的需求得以充分的满足;社会的生产目的得以实现。如无烟块煤用于合成氨生产,就便煤炭的特性与适用性达到了较好的结合。但若将无烟块煤用作普通锅炉燃料,就失去了其适用性。可见,对产品质量高低的评价是由用户的不同需 求来确定的。
1.1煤炭地下气化技术具有较好的环境效益
煤炭地下气化燃烧后的灰渣留在地下,采用充填技术,大大减少了地表下沉,无固体物质排放,因此煤炭地下气化减少了废物和粉煤灰堆放面积及对地面环境的破坏,这是其他洁净煤技术无法比拟的。地下气化煤气可以集中净化,脱除焦油、硫和粉尘等其他有害物质,可以消除SOx和NOx污染,汞、颗粒物和含硫物质等其他污染物也大大减少。
UCG与传统采煤加地面燃烧相比,可减少二氧化碳排放,并有利于进行碳捕捉和储存。CO经地面变换后,采用分离技术将CO2分离出来储存或作其他用途,从而得到洁净煤气,因此,地下气化技术有利于解决大气污染问题。
地下气化煤气中H2含量在40%以上,分离后得到各种纯度的H2。H2是当今人类最理想的洁净能源,H2可储、可输性好,不仅是高能燃料,又可作为中间载能体使用,它转变灵活、使用方便、清洁卫生,在自然界中形成水-氢-水自然循环,所以氢能是一种可再生能源,符合人类可持续发展的需要。
1.2煤炭地下气化技术提高了煤炭资源的利用率
煤炭地下气化技术可大大提高资源回收率。在抽采煤层气之前进行地下煤气化可回收煤炭热值75%以上,在抽采煤层气之后进行地下煤气化也可回收煤炭热值的70%。此外,还使传统工艺难以开采埋藏太深的煤、边角煤、“三下”(河下、桥下、建筑物下)压煤、己经或即将报废矿井遗留的保护性煤柱和按国家环保规定不准开采的高硫高灰劣质煤得到开采。
煤炭是我国国民经济发展的基础产业,但受传统井工开采技术水平的限制,随着开采强度的逐渐增大,大量的矿井报废或行将报废。据统计1953~1989年有报废矿井297处,1990年~2020年还有244处将报废,遗弃资源储量到目前为止已有300亿吨以上,一般为井工开采(由工人下入井内进行资源开采,与露天开采相对应,井工可采煤炭量仅占煤炭资源储量的11.43%)遗留的煤柱、薄煤层、劣质煤层、高瓦斯煤层等。煤炭地下气化技术的发展应用,为这些资源的有效动用提供了途径。利用煤炭地下气化技术,可使我国遗弃煤炭资源50%左右得到利用。煤炭地下气化技术还可以用于开采井工难以开采或开采经济性、安全性较差的薄煤层、深部煤层、“三下”压煤和高硫、高灰、高瓦斯煤层、浅海海底煤层。因此,地下气化可大大提高了煤炭资源的利用率。
1.3安全性好
煤炭地下气化技术由于实现了井下无人无设备生产煤气,因此具有较好的安全性,可避免传统采煤的煤矿塌陷、透水、瓦斯突出等事故。
1.4投资少、经济效益好
与矿井和矿场建设相比,建设地下煤气化站的投资低2.5倍。与地面气化相比投资显著降低。
1.5劳动生产率高
劳动生产率与露天采煤同样高,为矿井采煤的4倍,产品成本与露天采煤相当,比矿井挖煤大幅下降。
1.6省去了煤的运输和装卸
由此没有运输过程中的燃料损失和煤尘等污染物排放,并减少相应的费用。
2 存在的不足
地下煤气化广泛工业化推广之路仍然有很多需要大量研发投入来克服的挑战。尽管地下煤气化有很多优点,但技术仍不完善,有多种局限:
①有可能导致重大的环境影响:地下蓄水层污染和地表塌陷。根据目前的知识可以建造一种结构,避免或降低这一风险。
②对很多煤资源来说地下煤气化可能技术上是可行的,但是适合地下煤气化的矿藏可能有多得多的限制,因为一些矿藏可能有增加环境风险至不可接受水平的地址和水文特点。
③对地下煤气化的控制不能达到像地面煤气化的程度。很多的过程变量,诸如水注入速度、气化区中反应物分布、孔穴增长速度,只能通过测量温度和产品气的质量和数量进行估计。
④经济性有很大的不确定性,直至有适当数量的基于地下煤气化的电厂被建设和运行。
⑤地下煤气化本质上是一个非稳态过程,因此产品气的流速和热值会随时间变化,产品气成分不稳定。