矿压理论与支护技术 安徽理工大学 高明中 2009年11月 煤炭与主体能源 根据我国能源资源状况,2005年能源结构是: 煤占69.6%,石油和天然气占23.8%,水电和核电为6.6%.  2002年我国煤炭探明储量为1 145亿t.我国常规可采石油总资源114.9亿t,居世界第9位,人均为第41位.天然气累计探明可采储量2.56万亿m3,居世界第17位,人均为世界人均的5%. 随着勘探科学技术的发展,油、气会得到进max.book118.com右不会有太大的变化.至2020年缺口达到3亿t(对外依赖达60%). 随着油气在国外的大量开发带来的是能源安全问题.制约我国经济发展的突出瓶颈是能源.能源中能比较主动解决的是煤炭. 中国能源的现状 中国是一个严重依赖化石能源的国家，可再生能源消费比例低于世界平均水平 安徽省矿井基本情况  安徽省是全国的重点产煤省之一，截止2008年底，全省有各类矿井194对（不含2008年关闭矿井18对），其中国有重点煤矿（淮南矿业集团、淮北矿业集团、皖北煤电集团、国投新集公司）55对，市县国有煤矿和乡镇煤矿139对。 2008年全省煤炭产量11774万吨，其中四大矿业集团煤炭产量11157万吨、占全省煤炭产量的94.8%，市县国有煤矿和乡镇煤矿煤炭产量616万吨、占全省煤炭产量的5.2%。 安徽省矿井基本情况  淮南、淮北矿区煤层埋藏深、地质构造复杂，瓦斯含量高、压力大，自然灾害严重。全省194对矿井中，突出矿井34对、高瓦斯矿井40对、低瓦斯矿井120对，受水害威胁矿井30对。目前全省煤矿建设项目多、规模大、单井设计产量高，大多数为深井或超深井开采，12对基建矿井，年设计生产能力2205万吨。 2008年，全省煤与瓦斯突出矿井生产原煤7020万吨，占全年产量的60%；高瓦斯矿井生产原煤3393万吨，占全年产量的29%；低瓦斯矿井生产原煤1361万吨，占全年产量的11%。 安徽省煤矿事故总体情况  2008年,全省煤矿共发生死亡事故48起，死亡52人，与2007年（事故50起，死亡55人）相比，事故减少2起，少死亡3人，分别下降4%和5.5%。2008年发生1起较大死亡事故。 按所有制性质分析 四大矿业集团公司。共发生死亡事故27起，死亡27人，分别占全省煤矿事故起数和死亡人数的56%和52%，与2007年（事故35起，死亡38人）相比，事故减少8起，少死亡11人，分别下降23%和29%。 淮南矿业集团发生事故10起，死亡10人 淮北矿业集团发生事故11起，死亡11 皖北煤电集团发生事故5起，死亡5人， 国投新集公司发生事故1起，死亡1人 市县国有煤矿。没有发生死亡事故。 乡镇煤矿。共发生死亡事故21起，死亡25人 安徽省煤矿事故具体情况 按事故类别分析 顶板事故。共发生24起，死亡24人，分别占全省煤矿事故起数和死亡人数的50%和46%。 瓦斯事故。共发生3起，死亡7人，分别占全省煤矿事故起数和死亡人数的6.3%和13.5%。 运输事故。共发生8起，死亡8人，分别占全省煤矿事故起数和死亡人数的16.7%和15.4%。 机电事故。共发生6起，死亡6人，分别占全省煤矿事故起数和死亡人数的12.5%和11.5%。 放炮事故。共发生1起，死亡1人，分别占全省煤矿事故起数和死亡人数的2.1%和1.9%。 其它事故。共发生6起，死亡6人，分别占全省煤矿事故起数和死亡人数的12.5%和11.5%。 与2007年相比，运输、其它事故的起数、死亡人数分别有不同程度减少，顶板、瓦斯、机电和放炮事故的起数、死亡人数均有所增加。   重庆近年煤矿事故发生情况 2001～2008年各类事故的总发生次数、死亡人数对比  重庆近年煤矿事故发生情况 2001～2008年各类事故的总发生次数、死亡人数对比  事故发生规律及特点      煤矿安全生产特点     ★地质条件千差万别     ★生产环节多而复杂     ★作业场所动态变化     ★作业空间不确定         ★救援困难   科学采矿 科学采矿是指实现既能最大限度地高效采出煤炭资源而又保证安全和保护环境的开采技术 科学采矿的主要内容     机械化高效开采      绿色开采      安全开采      提高资源回采率      完全成本(生产成本、安全成本、环境成本、资源成本、发展成本)     煤炭生产机械化 全国平均采煤机械化程度仅45%,国有重点为2.72%,乡镇煤矿几乎没有机械化开采,全国约有200万以上的矿工还在从事手工采煤.由于地质条件复杂生产规模不同,因此需要各类机械满足采煤的要求. 驱动企业机械化的动力是不断提高的劳动和安全事故补偿成本.  国有重点煤矿的安全高效生产 1)神东矿区2005年产量达1亿t,职工总数7 500人,全员工效119 t/工,是美国平均水平41.73 t/工的2.5倍,是国有重点煤矿3.739 t/工的31倍.其中哈拉沟煤矿全员工效达到189 t/工.矿井控制系统实现了自动化. 2)我国研发的放顶煤开采技术在很多矿井实现了高产高效.如兖州东滩煤矿年产原煤800万t,一井一放顶煤工作面,年产600万t,回采工效300t /工,原煤生产工效18~20 t/工.潞安王庄煤矿4326放顶煤工作面,最高月产max.book118.com集团,2003年产量1 700万t,原煤生产工效13.484 t/工. 3)薄煤层开采取得了一定的进展.辽宁铁法煤业集团使用国产的液压支架,德国DBT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.它也是实现薄煤层无人工作面开采的前奏. 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. 新汶对薄煤层进行了钻采法试验,取得一定成效. 4)最近发展的短壁和房柱开采机械对提高矿井残留煤柱回收率有益.  中国煤矿瓦斯抽采量的增长情况 瓦斯(煤层气)抽采 1)认识过程 瓦斯是灾害　瓦斯的定义是:矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体. 瓦斯是能源　1 m3瓦斯的发热量为35.6MJ,相当于1.2 kg标煤,可发电3~3.5 kW·h. 在陆上烟煤和无烟煤田中,埋深在300~2 000 m范围内的资源有31.46万亿m3,相当于天然气储量. 低透气性瓦斯是吸附在煤炭上难于采集、资源密集度低的伴生能源　瓦斯大部分吸附于煤炭(80%~90%),游离瓦斯仅占5%~12%.大部分煤层透气性低(0.005~0.1m2/MPa2·d)很难抽离.以瓦斯含量20 m3/t煤计,相当于1 000 kg中含有24 kg标煤,全部发电价值仅为30~50元的伴生物,比吨煤的价值低几十倍. 2)治理和利用瓦斯的科学技术难点 瓦斯的解吸技术　瓦斯在煤体上的吸附主要受压力和温度影响.当压力减小或温度升高时,吸附瓦斯转化为游离瓦斯,形成解吸,因此如何形成瓦斯解吸的压力和温度环境?另一办法是置换.最近,美国在抽采瓦斯时,注入CO2使瓦斯抽采量提高,有时产量可以增加10倍.但CO2对采煤有什么影响?么影响? 回收技术　采集的瓦斯,尤其是采空区中混有空气,其中氧气是危险的助燃物质,因而成为含氧煤层气,为输送和利用形成阻力,只能就地使用或放空.因此低含量瓦斯的利用和提纯就成为关键技术.目前在4方面进行研究:变

矿压理论与支护技术.ppt