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煤炭開采進入新時代

字號+ 作者:admin 來源:《能源評論》 2018-11-22 14:25 我要評論( )

出于安全生產、生態環境和節能降耗層面考慮,我國煤炭行業必須要推進煤炭資源高效回收及節能戰略。這意味著,煤炭行業處于一個重大的轉型期和轉折點,正在步入一個安全智能精準開采新時代。

煤炭開采進入新時代

/袁亮

今年7月,我國煤炭消費同比略增3.4%左右,盡管略有反彈,但與2013年的峰值水平相比,長期下降已是大勢所趨。

福禍相依,不要總認為煤炭消費比重下降對煤炭行業是壞事,應該堅持節約、清潔、安全的發展思路,聚焦煤炭精準開采、清潔高效利用,力爭用最少的煤礦數量、最小的開采面積、最小的煤炭消費量支撐中國的能源需求。出于安全生產、生態環境和節能降耗層面考慮,我國煤炭行業必須要推進煤炭資源高效回收及節能戰略。這意味著,煤炭行業處于一個重大的轉型期和轉折點,正在步入一個安全智能精準開采新時代。

綠色煤炭資源只夠四五十年

我國煤炭開采的基本國情是資源稟賦復雜。煤炭資源分布差異大,極薄煤層與特厚煤層、近水平與急傾斜煤層廣泛分布,開采條件極其復雜。煤炭開采受煤與瓦斯突出、沖擊地壓、煤自燃、水害、粉塵等災害威脅嚴重,安全開采難度大。

在我國已探明煤炭資源中,埋深在1000米以下資源量占53%,隨著淺部資源枯竭,煤炭采深以平均每年10?25米的速度增加,且深部煤炭資源安全開采威脅巨大,深部瓦斯、沖擊地壓等災害相互耦合,成災機理復雜,防治愈加困難。

在煤炭開采過程中,普遍存在“棄薄采厚、挑肥揀瘦”現象,礦井資源回收率平均僅50%左右,與發達國家約80%的回收率有較大差距,造成原設計80-100年服務年限縮短一半。在節能領域,煤炭生產噸煤能耗大,2012年原煤生產耗電28.4千瓦時/噸,煤炭生產綜合能耗17.1千克標煤/噸。

近年來,依靠科技進步,煤礦安全開采形勢持續好轉:在我國煤炭產量逐年增加的同時(從2000年的13.0億噸增加到2017年的35.4億噸,增幅達172.3%),百萬噸死亡率從2005年的2.76降至2017年的0.106

但是,煤炭安全開采形勢依然嚴峻:雖然煤礦瓦斯、頂板、水害等事故逐年大幅下降,但重特大事故仍然時有發生,社會影響惡劣;煤礦百萬噸死亡率與世界發達國家相比仍存在較大差距,是美國的5倍,是澳大利亞的11倍。

解決這些問題,就需要“刀口向內”,以精準開發方式,推進綠色煤炭資源發展,同時,最大限度保護資源、生命和環境。綠色煤炭資源量是指能滿足煤炭安全、技術、經濟、環境等綜合條件,并支撐煤炭科學產能和科學開發的煤炭資源量。基于現有技術條件,我國可供開采的綠色煤炭資源量極其有限,只有5048.95億噸,不足探明煤炭儲量的一半,占全國預測煤炭資源量5.97億噸的十分之一。按國家能源需求和煤炭資源回收現狀,綠色煤炭資源量僅可開采40?50年,未來或將大面積進入非綠色煤炭資源賦存區開采,勢必讓煤礦安全面臨巨大難題。

 

安全、智能、精準一個都不能少

2016年,我首次提出“煤炭精準開采”科學構想,引發行業內外廣泛熱議。201788日,“煤炭安全智能精準開采協同創新組織”在淮南理工大學成立并揭牌。如今,煤炭安全智能精準開采是未來采礦的必由之路,已成為行業共識。

  “煤炭精準開采”是將煤炭開采擾動影響、致災因素等統籌考慮的煤炭無人(少人)智能開采與災害防控一體化的未來采礦技術。其科學內涵是,基于透明空間地球物理,以多物理場耦合、智能感知、智能控制、物聯網、大數據、云計算這些信息作為技術支撐,具有風險判識、監控預警與處置功能等安全開采技術為支撐的智能無人安全開采。

隨著新形勢的發展,煤炭精準開采又增加了新的內涵。

首先,要考慮在安全方面實現精準開采,如果安全問題都解決不了,其他就如同無本之木。

其次,要實現智能化。過去我國煤礦根本談不上智能化,連最基本的機械化也有很大差距,平均采煤機械化程度只有

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