淺談煤炭開采技術(shù)

張利峰

（貴州省六盤水市六枝特區(qū)能源局，貴州 六盤水553402）

自第一次工業(yè)革命以來，煤炭在為人類和其他領(lǐng)域提供能源方面發(fā)揮了重要作用，是工業(yè)的“真正食物”。盡管今天的高科技發(fā)展，煤炭仍然是一種寶貴的能源資源，仍然占據(jù)世界第一能源消費結(jié)構(gòu)的29.2%。因此，煤炭生產(chǎn)必須遵循科學(xué)發(fā)展觀，轉(zhuǎn)變科學(xué)開采的“需求型開采”產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式，提高科學(xué)的煤炭生產(chǎn)能力，徹底扭轉(zhuǎn)煤炭工業(yè)“高風(fēng)險、高污染、普遍無序”的產(chǎn)業(yè)狀態(tài)，實現(xiàn)煤炭工業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。

1 煤炭行業(yè)面臨的挑戰(zhàn)

1.1 開采條件復(fù)雜、安全形勢依然嚴(yán)峻

由于經(jīng)濟的快速發(fā)展和煤炭開采與需求的持續(xù)增長，中國的采礦深度以平均10-25 米/a 的速度迅速擴大，平均深度為600 米，年增長率為8-12 米（10-20 米/a）。在我國東部南部和東部礦區(qū)，極傾斜極薄煤絲的開采非常困難。采礦地質(zhì)條件非常復(fù)雜。煤礦壓力高，變化率大，瓦斯含量高，煤與天然氣的流動是一種嚴(yán)重的災(zāi)害。許多小型地質(zhì)構(gòu)造難以探測，在多種災(zāi)害發(fā)生時往往相互聯(lián)系。在許多重大科技問題上，英國、德國和其他發(fā)達國家普遍采取國家封鎖措施，但煤炭一直是中國的主要能源。同時，我國煤礦地質(zhì)條件復(fù)雜，工藝裝備要求先進，同一礦山不同的條件和工作條件不同，對工藝設(shè)備的要求也不同。煤炭安全、效率和環(huán)境發(fā)展需要先進的技術(shù)知識，我們需要研究許多基本的科學(xué)技術(shù)問題。

1.2 環(huán)境負(fù)外部性凸顯

傳統(tǒng)的煤礦開采成本基本上不是全部成本，而是部分外部成本（例如安全和環(huán)境）已社會化，其中大部分轉(zhuǎn)移到了煤炭資源城市，導(dǎo)致統(tǒng)一的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重大的環(huán)境和經(jīng)濟風(fēng)險煤炭行業(yè)陷入低谷之際，經(jīng)濟發(fā)展是不可能的，對于資源安全型煤礦，在安全，資源和環(huán)境的壓力下，它們無法按原樣生產(chǎn)，此外，中國90%的煤炭儲量都用于地下開采適當(dāng)?shù)模瑫?dǎo)致地表水和地下水系統(tǒng)的破壞和缺水，通過煤礦開采，每年釋放到大氣中的污染物氣體對大氣環(huán)境產(chǎn)生重大影響，硬煤開采的環(huán)境成本每天都在增加各種各樣的重大安全事件經(jīng)常發(fā)生，礦工受重傷或死亡。肺部疾病等職業(yè)疾病的發(fā)生率仍然很高，難以對礦工進行監(jiān)視和保持沉默。當(dāng)然，在我們經(jīng)過多年的持續(xù)研究之后（我們的Land）3D 集成勘探技術(shù)“受地震影響的多種適應(yīng)手段以及上下鯨魚的組合”被廣泛使用，其核心是頂井和底井的整合，與先前勘探和開采的合作，這是預(yù)先開發(fā)的但是，中國煤礦的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，煤層的生產(chǎn)，頂板和底板巖相的空間分布以及微觀結(jié)構(gòu)，瓦斯地質(zhì)，水力學(xué)和其他地質(zhì)異常的研究都必須加以保證，復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦開采。

1.3 相關(guān)水平的不足和技術(shù)人員水平的低下

采礦理論和技術(shù)取得了許多突破，推動了煤炭工業(yè)的快速發(fā)展，但是從煤炭開采中的許多科學(xué)問題來看，傳統(tǒng)的基礎(chǔ)研究還遠遠不夠。通?？紤]單一場的作用，但是實際開采，包括瓦斯，水，火，粉塵和其他作用，是一個復(fù)雜的多基因問題，在應(yīng)力場，裂縫場，滲透率場和溫度場的綜合利用下，這種機制是必要的上述理論基線結(jié)果薄弱，目前的研究結(jié)果也是定性研究，沒有定量研究；難以為當(dāng)?shù)氐牟傻V和安全提供有效的指導(dǎo)方針機械化，自動化，信息和情報的水平以及礦山的人數(shù)在很大程度上決定了現(xiàn)代化和安全的水平，煤礦的地下環(huán)境非常特殊，包括甲烷，一氧化碳和其他易燃易爆氣體，煤礦塵埃，水，電磁波的傳輸，電網(wǎng)中的電壓波動。地下煤礦的獨特性將地下煤礦的應(yīng)用限制了煤礦機械化，信息和知識社會背后的地面技術(shù)，這是現(xiàn)代社會發(fā)展的一個嚴(yán)重原因。經(jīng)過100 年的探索，煤炭行業(yè)的機械化水平已顯著提高，但就像該國平均機械化水平45%一樣，該水平仍然有限。

2 協(xié)助煤炭開采相關(guān)方法

2.1 覆蓋煤礦“全生命周期”的新建礦井準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)的制定

由于煤層深度，地質(zhì)構(gòu)造，煤層厚度以及發(fā)生事故的可能性，煤礦所需的科學(xué)技術(shù)水平也相差很大，同時，煤炭開采的科學(xué)概念并未涉及煤炭生產(chǎn)，但體現(xiàn)在煤礦設(shè)計，生產(chǎn)，調(diào)整和廣泛使用的全過程中，在制定新的礦山控制條件時，可以根據(jù)礦山生產(chǎn)，資源開發(fā)水平，瓦斯水平，礦坑的水文地質(zhì)條件，采石場的高度，煤塵爆炸，煤層的爆炸，煤層的爆炸，采礦的角度，采礦深度，采礦深度，其他采礦條件的最小閾值，同時設(shè)定新礦井的總體計劃為了滿足科學(xué)生產(chǎn)能力的要求，可以制定專門的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以滿足科學(xué)生產(chǎn)能力的要求，要科學(xué)地提取煤炭，必須新建煤礦的煤炭生產(chǎn)能力。當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境容量，必須根據(jù)自然規(guī)律進行自然資源的尋找。此外，必須面對科學(xué)復(fù)雜的地質(zhì)體；然后將其用于生態(tài)技能，以在采礦與自然之間建立復(fù)雜的自然平衡新礦山包括硬煤開采的環(huán)境修復(fù)批準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境破壞修復(fù)的可能性，采礦技術(shù)的水平以及修復(fù)技術(shù)的難度開采后，為了國家和地方的大型自然保護區(qū)，必須嚴(yán)格禁止開采區(qū)。

2.2 加強煤炭資源經(jīng)濟規(guī)律研究

為了實現(xiàn)煤炭的科學(xué)和開采，煤炭產(chǎn)業(yè)必須是集資，吸引人才的產(chǎn)業(yè)。因此，有必要加強對煤炭資源經(jīng)濟法的研究。煤炭自然形成，其質(zhì)量和可訪問性在煤炭形成環(huán)境的影響下有很大差異。因此，在市場經(jīng)濟下很難降低自然資源的價格。與單純采礦地區(qū)相比，具有復(fù)雜煤層發(fā)生條件的礦山地區(qū)的煤炭價格不同。很明顯，從這個角度來看，現(xiàn)在各種煤炭企業(yè)之間存在著不公平的競爭。資源條件在煤炭科學(xué)利用中起決定性作用，需要研究煤炭價值的科學(xué)評價方法。同時，應(yīng)該研究實現(xiàn)煤炭企業(yè)間公平競爭的相對支援政策。煤炭在利用過程中超過了環(huán)境容量，因此煤炭能源引起了爭議。但是，不同礦山地區(qū)的環(huán)境容量受到許多因素的限制，這些限制的解決依賴于科學(xué)技術(shù)的進步。其次，如何評價礦業(yè)對環(huán)境的影響是一個問題。開采和其他開采技術(shù)的使用對環(huán)境的影響在于，為了在開采過程中保護巖石層，含水層和表面，與開采技術(shù)相比，開采后的凈化方法的使用更重要，并且由于煤礦業(yè)而引起的環(huán)境問題也要經(jīng)常得到測量。除去煤炭的成本是總成本的一部分，重視資源，保護環(huán)境和安全等各種費用的外部成本很難商業(yè)化，以不完全的成本和利益為交換，以低價格經(jīng)營不良，給社會帶來了損失。例如，一些處于貧困經(jīng)濟狀態(tài)的鄉(xiāng)間煤礦所有者和國有煤礦，在犧牲資源，安全性和環(huán)境以降低成本的同時，通過不適當(dāng)?shù)氖侄潍@得資源以生存下去。實現(xiàn)煤炭科學(xué)開采，必須研究煤炭開采的完全成本及其實現(xiàn)方式，同時研究實現(xiàn)完全成本所需的政策。實現(xiàn)煤炭科學(xué)開采，還應(yīng)具備對煤炭市場的科學(xué)預(yù)測能力和方法。從煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來看，不僅是“黃金10 年”的華麗階段，“冰穴”的抑制階段，即煤炭價格市場也不穩(wěn)定。很明顯，該結(jié)果的重要原因之一是缺乏對煤炭需求的科學(xué)預(yù)測，它不能確定合理的煤炭生產(chǎn)能力，對煤炭市場產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，預(yù)測資源煤炭的適當(dāng)比例，維持煤炭的穩(wěn)定價格是重要條件。

3 結(jié)論

如果沒有煤炭產(chǎn)業(yè)的貢獻，中國經(jīng)濟就不會急速發(fā)展。煤炭產(chǎn)業(yè)為國家經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大貢獻，還支付了巨大的社會成本。準(zhǔn)確開采煤炭對于提高安全煤礦技術(shù)水平至關(guān)重要，為了實現(xiàn)資源開發(fā)效率化和煤炭產(chǎn)業(yè)從勞動密集型向高新技術(shù)的轉(zhuǎn)變，今后煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將確立科學(xué)剝削理念，提高煤炭循環(huán)科學(xué)水平的技術(shù)轉(zhuǎn)化手段，以及以全環(huán)節(jié)利用為基礎(chǔ)的知識，安全，綠色社會，全面，協(xié)調(diào)，可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代煤炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。