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煤炭工业发展面临几个问题的讨论

作者:钱鸣高,许家林  
评论: 更新日期:2012年01月07日

1.2.5资源优势向经济优势的转换
    一直到现在在我国没有一个煤炭城市以及类似的资源大省成功地转变为经济城市与经济强省.在资源枯竭时,变成了经济极为困难的城市.如:东北的一系列过去为国家作出重大贡献的煤炭名城,而后如华北的大同、阳泉等.山西是煤炭大省,2005年产煤5亿t,80%外销.他们的人均GDP ,1970年113美元为全国第8位,1980年180美元为第12位,1990年320美元为第16位,2000年621美元为第20位,到2001年为660美元,在全国31个省市中落到第21位.在全国空气质量差的城市中山西占了好几个.解决办法是政府应充分认识到资源型企业的发展规律,即是“勘探-前期开采-扩大生产-鼎盛-衰退-枯竭”过程.因此在发展鼎盛时期政府应提取必要的资金,来完善作为城市应具有的功能,大力培育和发展接替性产业,使其产业向多元化发展.另外,目前对传统产业进行新型工业化(节水节能、减污降耗、高效安全)改造,并进行总量控制;依靠科技进步,促进资源合理利用与综合开发,延长产业链和实行多元化经营;选择有利地点建立生态工业园区,实现循环经济;大力发展第三产业和新兴产业,推进产业结构多元化发展.
2煤炭生产对环境的影响
    矿产资源开发利用明显具有正负价值的两面性.资源开发为国家提供了需要的资源,同时矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的,而一旦开发建设,强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化,由此形成了独特的矿区生态环境问题,如造成农田以及建筑物破坏,村庄迁徙,研石堆积如山,水土流失以及由于地下水分布的改变而导致的土地沙漠化.显然从科学发展观出发,在开发煤炭同时必须注意环境保护.
2 .1煤矿生产对环境的破坏形式
    1)对土地资源的破坏和占用.煤炭开采对土地资源的破坏损害,井工开采以地表塌陷和研石山压占为主,而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主.
    2)对水资源的破坏和污染.煤炭开采过程中,进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干,破坏了地下水资源.同时开采还可能污染地下水资源.
    3)对大气环境的污染.主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿研石山的自燃所形成的废气.
    我国煤炭储量是以西部为主,而该地区是干旱与半干旱地区,生态十分脆弱.因此如何进行资源与环境协调开采是科学发展观对采矿人员提出的要求.山西省1949-1998年共生产原煤56亿t,地面塌陷破坏面积超过6 .7万h m²,其中40%是耕地;矸石山占地2 000 h m².到1998年累计煤炭地下采空面积达1 300 km²(占全省面积的1%).据
测算山西省采煤破坏地下水达4.2亿m³ / a,造成1 678个村庄,81万人口,10万牲口饮水困难,使本来缺水的山西环境受到进一步破坏.另外每生产1t煤炭环境损失9元,生产1 t焦炭环境损失21元.仅此3项造成的环境代价转移近20 a就达500亿元.其他还有废水、烟尘等对全省的影响,而相当部分治理费用(事实上并未治理)并未计入成本.
2.2资源与环境协调的绿色开采模式
    从广义资源的角度讲,除煤炭外在矿区范围内的地下水,煤层内所涵的瓦斯,土地以至于煤研石以及在煤层附近的其他矿床都应该是经营这个矿区的开发对象(视为资源)而加以利用.我国绝大多数煤矿生产是在生产成本不完全,环境治理相关费用支付不全(如矿产资源费以及植被恢复,地面塌陷与水损失污染治理等)的情况下进行的.基于对绿色GDP的考虑,必须正视资源环境成本,有的地区已经提出要求对资源与环境损失进行补偿.因此要实现资源与环境协调的绿色开采,其技术途径有[1]:
    1)实施保水开采技术进行水资源保护;
    2)实施充填与条带开采技术(塌陷区治理-土地复垦)保护地表建筑物;
    3)实施少出矸石技术(煤层巷道支护,矸石井下充填),或者研石地面利用(制砖,作复垦材料等);
    4)全面实施瓦斯抽放—实现煤与瓦斯共采技术;
    5)地下气化技术.
    其中,资源与环境协调的绿色开采的重点是:东部地区建筑物下采煤,开采对土地的保护;中西部干旱与半干旱地区保水采煤与土地保护;高瓦斯矿井抽采瓦斯及其利用技术;矿井矸石利用技术.事实上由于各个矿区不一样,因而应形成各自的绿色开采模式.
2 .3岩层运动的关键层理论的应用
    开采的环境问题都由于采动所引起,因此与开采后造成的岩层运动有关(岩体不破坏上述问题都不会发生).岩层运动的关键层理论可以帮助认识开采后岩层节理裂隙场以及离层的发育状态及位置、地表沉陷、瓦斯与地下水在裂隙岩体内的渗流规律等[3-5].由于开采后岩层运动形成了新的裂隙场,利用它可以寻找瓦斯的积聚带,可以获得水的流向及积聚处.
2 .3.1在煤与瓦斯共采中的应用
    1)实施了大面积抽放淮北芦岭矿8煤采空区卸压瓦斯方案,解决了8煤顶分层回采面瓦斯超限问题,抽出了大量可用瓦斯.
    2)揭示了阳泉15煤综放面岩层移动对邻近层瓦斯涌出的影响规律,提出并实施了阳泉矿区15煤综放面上邻近层卸压瓦斯高抽巷布置优化方案及初采期瓦斯超限治理方案.
    3)在淮北桃园矿开展了地面钻井抽放上覆远距离煤层卸压瓦斯的工业性试验.结果表明,上覆远距离煤层卸压瓦斯可通过“O"形圈大面积抽放出来.
    4)淮南矿区在潘一矿和潘三矿顶板岩层进行“环”形圈抽放瓦斯纯量达19-20 M³/ min,抽放率达48%以上,并利用瓦斯进行发电.
2 .3.2在保护水资源方面的应用
    1)防止溃水是从安全考虑,原来研究的开采形成的“三带”及其计算公式都是从安全开采总结的经验算法,它不适用于保水开采;保水开采必须研究开采后岩层运动对水文地质变化的影响.
    2)在我国西北地区必须研究所开采的岩层是否有隔水带,开采对地下水的破坏形成的漏斗以及在降雨水后的恢复过程,也就是开采对隔水带的破坏与重新恢复的条件.开采对岩层裂隙以及地形的改变,由此对地表水以及地下水迁流的影响,甚至要研究再造隔水带的可能.
    3)依此理论有助于明晰地下水是全部流失还是保存在更深的岩层内形成地下水库而后再利用.
3煤炭生产的高产高效
3.1国有重点煤矿的高产高效
    全国极少数矿井已建成世界一流的高产高效矿井,为煤炭工业作出了榜样.
1)神东矿区所属矿井,其中大柳塔矿2004年两井两面生产原煤2 151万t,全矿共481人,全员工效136 .12 t/工,回采工效700 .65 t/工.2005年4月,全矿区创出月产原煤2 209 .85万t的新记录,其中4月23日创出日产原煤8 .69万t的新记录.年产1 000万t,定员100人的神东哈拉沟煤矿已投入试生产.矿井控制系统实现自动化,没有岗位工,全部实现巡回检查一名调度就能控制井下运输、通风供电等各大生产系统.
    2)山西将建成1 500万t/ a矿井3对,其中大同塔山矿定员600人.
    3)潞安王庄煤矿4326放顶煤工作面,最高月产量达35 .3万t.潞安矿业集团2003年产量1 700万t,原煤生产工效13 .484 t/工.
    4)充州东滩煤矿将年产原煤800万t,一井一放顶煤工作面,年产600万t,回采工效300 t/工,原煤生产工效18-20 t/工.
    薄煤层开采取得了一定的进展.辽宁铁法煤业集团开发的薄煤层高产高效自动化工作面,采用刨煤机获得成功.使用了国产的液压支架,德国DB T公司生产的刨煤机和电液控制系统,在煤厚1 .5 m时平均日产3 712 t,最高达6 480 t,生产能力可达120 -150万t/ a.枣庄田陈煤矿用国产综采设备开采1 .1 m的煤层,最高日产达3 504 t,基本达到了年产百万吨的能力.新汉对薄煤层进行了钻采法试验,取得一定成效.
    显然,由于煤矿条件有很大差别,因此要使矿山开采健康发展,必须要有矿山机械制造业作为坚强的基础.而目前是远不能满足的.

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