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煤炭开采进入新时代

字号+ 作者:admin 来源:《能源评论》 2018-11-22 14:25 我要评论( )

出于安全生产、生态环境和节能降耗层面考虑,我国煤炭行业必须要推进煤炭资源高效回收及节能战略。这意味着,煤炭行业处于一个重大的转型期和转折点,正在步入一个安全智能精准开采新时代。

煤炭开采进入新时代

/袁亮

今年7月,我国煤炭消费同比略增3.4%左右,尽管略有反弹,但与2013年的峰值水平相比,长期下降已是大势所趋。

福祸相依,不要总认为煤炭消费比重下降对煤炭行业是坏事,应该坚持节约、清洁、安全的发展思路,聚焦煤炭精准开采、清洁高效利用,力争用最少的煤矿数量、最小的开采面积、最小的煤炭消费量支撑中国的能源需求。出于安全生产、生态环境和节能降耗层面考虑,我国煤炭行业必须要推进煤炭资源高效回收及节能战略。这意味着,煤炭行业处于一个重大的转型期和转折点,正在步入一个安全智能精准开采新时代。

绿色煤炭资源只够四五十年

我国煤炭开采的基本国情是资源禀赋复杂。煤炭资源分布差异大,极薄煤层与特厚煤层、近水平与急倾斜煤层广泛分布,开采条件极其复杂。煤炭开采受煤与瓦斯突出、冲击地压、煤自燃、水害、粉尘等灾害威胁严重,安全开采难度大。

在我国已探明煤炭资源中,埋深在1000米以下资源量占53%,随着浅部资源枯竭,煤炭采深以平均每年10?25米的速度增加,且深部煤炭资源安全开采威胁巨大,深部瓦斯、冲击地压等灾害相互耦合,成灾机理复杂,防治愈加困难。

在煤炭开采过程中,普遍存在“弃薄采厚、挑肥拣瘦”现象,矿井资源回收率平均仅50%左右,与发达国家约80%的回收率有较大差距,造成原设计80-100年服务年限缩短一半。在节能领域,煤炭生产吨煤能耗大,2012年原煤生产耗电28.4千瓦时/吨,煤炭生产综合能耗17.1千克标煤/吨。

近年来,依靠科技进步,煤矿安全开采形势持续好转:在我国煤炭产量逐年增加的同时(从2000年的13.0亿吨增加到2017年的35.4亿吨,增幅达172.3%),百万吨死亡率从2005年的2.76降至2017年的0.106

但是,煤炭安全开采形势依然严峻:虽然煤矿瓦斯、顶板、水害等事故逐年大幅下降,但重特大事故仍然时有发生,社会影响恶劣;煤矿百万吨死亡率与世界发达国家相比仍存在较大差距,是美国的5倍,是澳大利亚的11倍。

解决这些问题,就需要“刀口向内”,以精准开发方式,推进绿色煤炭资源发展,同时,最大限度保护资源、生命和环境。绿色煤炭资源量是指能满足煤炭安全、技术、经济、环境等综合条件,并支撑煤炭科学产能和科学开发的煤炭资源量。基于现有技术条件,我国可供开采的绿色煤炭资源量极其有限,只有5048.95亿吨,不足探明煤炭储量的一半,占全国预测煤炭资源量5.97亿吨的十分之一。按国家能源需求和煤炭资源回收现状,绿色煤炭资源量仅可开采40?50年,未来或将大面积进入非绿色煤炭资源赋存区开采,势必让煤矿安全面临巨大难题。

 

安全、智能、精准一个都不能少

2016年,我首次提出“煤炭精准开采”科学构想,引发行业内外广泛热议。201788日,“煤炭安全智能精准开采协同创新组织”在淮南理工大学成立并揭牌。如今,煤炭安全智能精准开采是未来采矿的必由之路,已成为行业共识。

  “煤炭精准开采”是将煤炭开采扰动影响、致灾因素等统筹考虑的煤炭无人(少人)智能开采与灾害防控一体化的未来采矿技术。其科学内涵是,基于透明空间地球物理,以多物理场耦合、智能感知、智能控制、物联网、大数据、云计算这些信息作为技术支撑,具有风险判识、监控预警与处置功能等安全开采技术为支撑的智能无人安全开采。

随着新形势的发展,煤炭精准开采又增加了新的内涵。

首先,要考虑在安全方面实现精准开采,如果安全问题都解决不了,其他就如同无本之木。

其次,要实现智能化。过去我国煤矿根本谈不上智能化,连最基本的机械化也有很大差距,平均采煤机械化程度只有

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