我国煤炭科技发展现状及趋势

我国煤炭科技发展现状及趋势

张贵银

(山东科技大学资源与环境工程学院采矿工程2009-2班200901030228)

［摘要］应用科学技术提升煤炭生产力水平，对保降煤炭供给其有十分重要的意义。我国煤炭工业总体技术水平落后于中等发达国家，国有煤矿处于发展中国家前列。在分析“十一五”煤炭科技发展现状的基础上,提出了“十二五”期间煤炭科技面临的挑战,指出了煤炭科技发展的目标方向,对于保障煤炭工业实现健康可持续发展,具有重要的战略意义。本文简要分析了我国煤炭开未技米发展现状.并就未来发展趋势做了展望。

[关键词] 煤炭；科技；现状；趋势

Chinese CoalTechnology Developm ent Status and Tendency

ZHANG Gui-yin

(Shandong University of Science and Technology College of Resources and Environmental Engineering Mining Engineering2009-2 200901030228）

Abstract: The application of science and technology to enhance the level of productivity of coal, Paul down the coal supply is of great significance. The overall technical level of China's coal industry is lagging behind the moderately developed countries, the state-owned coal mines in the forefront of developing countries.On the basis of analyzing coal science and technology development status ofChinese 11th Five-year-plan, challenge of coal science and technology in 12th Five-year-planwas put forward·Development target and tendencywas pointed out·It is strategically sig-nificant for realizing healthy and sustainable development of coal industry. This article is a brief analysis of the status quo of China's coal open not technology-meter development. Prospects and future trends.

Key words: coa;l science and technology; current status; tendency

煤炭工业是关系国家经济命脉的重要基础产业，支撑着国民经济持续快速健康发展。在我国一次能源生产和消费结构中,煤炭的比重分别达到77.3%和70.4%,煤炭在相当长时内仍将是我国的主体能源。“科学技术是第一生产力”,煤炭科技是实现煤炭高效、安全、洁净开发和利用,促进煤炭工业健康可持续发展的重要保障。“十一五”期间,煤炭行业相关科研机构、高等院校、生产企业,注重产学研用相结合,广泛开展煤炭科技创新,在基础理论研究、关键技术研发、重大装备研制、先进成果推广等方面取得了重要进展,有力促进了煤炭科技的快速发展。“十二五”期间,煤炭科技也面临一系列新问题和新挑战,要不断完善煤炭科技创新体系,搭建科技支撑平台,全面提升行业科技水平和核心竞争力。

1我国煤炭科技发展现状

“十一五”期间,煤炭科技创新的步伐明显加快,涉及煤炭资源开发与利用的共性、关键性技术难题攻关取得突破性进展。在煤田地质勘探、煤炭资源高效开采和清洁加工利用、煤矿重大灾害防治、矿区节能减排、环境保护和循环经济建设等方面涌现出一大批具有先进水平的科技创新成果。

1.1煤炭资源勘探和煤矿地质保障体系初步形成

开展了盆地构造、含煤地层、岩相古地理、煤岩煤质、资源评价等多学科综合研究,从整体上把握了煤盆地演化和煤炭资源赋存与分布规律。“以地震主导,多手段配合,井上下联合”的立体式综合勘探体系逐渐成熟,地面勘探与井下探测结合,物探、钻探、巷探相结合,基本能够探明开采地质条件。以高分辨三维地震勘探为核心的物探技术得到应用,可以查出1000m深度以内落差3~5m以上的断层和直径20m以内的陷落柱,极大地提高了煤炭综合勘查的效率。煤矿井下水平定向钻进技术及设备完成国产化配套,钻机能力达到1000 m。无线电波透视技术、直流电法含水体超前探测技术、瑞利波超前探测技术、煤层底板音频电透视

技术得到推广应用。声发射、微震、电磁辐射等监测技术为矿井灾害预警提供了技术支撑,井上下一体、采前采中配合的煤矿地质保障技术体系初步形成。

1.2深厚冲积层大型矿井建设达国际先进水平

钻井法施工形成了“转盘拖动、减压钻进、一次超前、分次扩孔、泥浆护壁、反循环洗井、悬浮下沉预制井壁和水泥浆壁后充填固井”的施工工艺。研制的大型钻机最大钻径达到13m、最大钻深达到700m以上;最大钻凿成井深度达660m,最大钻井直径为10·3m。冻结法凿井技术穿过冲积。层厚度达到587m,最大冻结深度737m。地面预注浆材料从“水泥时代”进入“黏土时代”,井筒地面预注浆最大深度达到1048m。冻结—注浆—凿井主动三平行凿井技术成为深井快速施工的一项重要手段。我国的冻结、钻井、注浆等特殊凿井技术达到国际领先水平。大直径反井钻机研制成功,反井钻井深度达500m,最大扩孔直径达5m。1.3综采技术和成套装备研发取得新进展

自主研制了大功率电牵引采煤机、刮板输送机和电液控制液压支架等工作面成套装备,适应煤层厚度3~6m,综采工作面可实现年产6~8Mt。综放工作面在煤层厚度13m条件下,年产煤10391k,t刷新综放工作面年产世界记录。采用连续采煤机、掘锚一体化等技术,煤巷月成巷突破千米大关,大多数矿井综掘成巷速度在300~500m/月,水平高的矿井可达700~800m/月。国有重点煤矿的煤巷锚杆支护率达到60%,有些矿区超过90%,甚至达到100%。

开发了系列防爆柴油机无轨运输车辆,无轨辅助运输系统在大型煤矿得到广泛应用。研发出连续采煤机、履带行走支架、锚杆钻机、给料破碎机等短壁机械化开采设备。开发了薄煤层采煤机等工作面装备,实现了0·9m极薄煤层条件下的自动化开采,最高月产达到36720t。创建了薄煤层刨煤机无人工作面安全高效开采技术模式,使0.8~2.0m煤层高瓦斯工作面真正实现了完全自动化开采。

1.4煤与煤层气协调开发技术取得重要进展

深入开展了地面煤层气开发和煤矿区煤层气开发的理论、技术和装备研究,初步揭示了不同煤阶煤层气富集规律、成藏机理,探索了典型条件下的煤与煤层气协调开发模式;初步形成以综合地球物理探测及有利区预测为核心的煤层气勘探技术,开发了煤层气欠平衡钻井、多分支水平井钻井等关键技术,基本形成煤矿区煤层气抽采与利用技术体系;开发了井下水平长钻孔装备、松软突出煤层螺旋钻进施工工艺与装备、突出煤层钻孔遥控钻机,井下水平长钻孔成孔深度达1046m、松软突出煤层成孔深度达到168m;开发了低透气性高瓦斯煤层群无煤柱快速留巷Y型通风煤与瓦斯共采关键技术与配套设备,使采动卸压煤层透气性增加600~1000倍,形成以沿空留巷钻孔法连续抽采卸压瓦斯与综采工作面采煤同步实施的煤与瓦斯共采技术体系。煤层气地面开发与井下抽采相结合的示范工程建设取得显著成效。

1.5煤矿灾害预警和控制技术取得重要突破

煤与瓦斯突出机理研究取得了新进展,提出了

“煤与瓦斯突出的力学作用机理”学说;得出了煤岩动力灾害演化过程的地球物理响应规律,对多种爆炸物质共存井巷网络条件下最低着火温度、最小点火能量等爆炸条件和瓦斯煤尘爆炸致灾机理有了新认识;提出了矿井突水的水文地质结构模式及形成条件,初步形成了采动岩体渗流规律与突变机理;形成了煤矿采动影响区应力场、裂隙场和瓦斯流动场的形成特征和分布规律。为煤矿灾害预测预报新技术、新装备研发应用提供了理论依据。

开发出了基于工业以太网+现场总线的新一代煤矿安全监控系统,实现了煤矿井下多系统融合和重大灾害预警;研制出了防爆大透视距离无线电波透视系统和矿井多波地震仪,实现了对矿井地质小构造的高精度探查;实现了对工作面前方120m范围的地质构造探测。

1.6矿区环境保护探索出新途径

发展了巷道矸石充填、膏体充填技术,试验了矸石不上井、地面不建矸石山,为实现煤炭开采与环境保护同步进行奠定了技术基础。发展了充填复垦、挖深垫浅、疏排降法复垦以及