IntroductiontoCoalMining主讲:丁自伟副教授职务:采矿工程系主任联系电话:18292818481邮箱:zwding519@163.com开拓瓦斯爆破支护掘进打钻火灾煤《采矿概论》知识结构•煤矿地质与矿图基础知识•井田开拓•巷道掘进及支护•采煤方法•矿山压力及其控制•矿井通风与安全•矿井运输与提升•露天开采•环境保护1.1能源能源是人类赖以生存的五大要素1能源分类阳光空气水食物能源能源的定义我们把能量的来源称为能源,换言之,自然界在一定条件下能够提供机械能、热能、电能、化学能等某种形式能量的自然资源叫做能源。1.2能源分类(能源种类很多,分类方法也很多)一次能源二次能源1.2.1按照能源的生成方式分一次能源:煤炭、石油、天然气、水能、太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能等。世界各国的能源产量和消费量,一般均是指一次能源而言。为了便于比较计算,习惯上把各种一次能源均折合成“标准煤”(7000大卡/kg)作为各种能源的统一计量单位。二次能源,是由一次能源转换成的能量形式:电能、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、氢能等。(常规能源、新能源)1.2.2按照能源在当代人类生活中的重要地位分常规能源:技术上成熟,已经被人类广泛使用,在生产和生活中起着重要作用的能源,如煤炭、石油、天然气、水能、核裂变能等。目前世界能源的消费几乎全靠这5大能源来供应。新能源:目前尚未被人类大规模利用、有待进一步研究试验与开发的能源,如太阳能、风能、地热能、海洋能及核聚变能。新能源是相对而言的。1.2.3一次能源还可以分为可再生能源与非再生能源可再生能源:不会随着它本身利用而日益减少的能源,具有自然的恢复能力,如太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能。不可再生能源:经过亿万年形成的、在短期内无法再生,随着利用而越来越少的能源,如煤炭、石油、天然气、核燃料等。类别来自地壳内部的能源来自地壳外部的能源一次能源可再生能源地热能太阳能、风能、水能、生物质能、海水温差能、海洋波浪能、海水盐差能非再生能源核能、煤炭、石油、天然气、油页岩、煤层气二次能源焦炭、煤气、电力、氢、蒸汽、酒精、汽油、柴油、煤油、电石、液化气能源分类表原煤产量亿t19.5621.1223.2510.7910.8411.1511.5112.9313.2510.4411.0616.0813.939.9912.3313.7412.306.008.0010.0012.0014.0016.0018.0020.0022.0024.0019901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006年中国1990-2006年度原煤产量2013年全国煤炭产量已达36.8亿吨世界上煤炭产量最多的国家(35.2多亿t,占世界51%)德国:1298年开采和利用露天的煤炭。15世纪到16世纪末,从地面挖几米深平硐或斜井开采17世纪末,最长的平硐已达400m。其他国家的煤炭开采始于最近的二、三百年,是伴随工业革命和炼钢对煤炭的大量需求而发展起来的。世界近代煤炭开采技术:始于英国、德国(首先将蒸汽机用于煤矿的提升、排水和通风等)从此各国在探索煤炭的机械化开采,如采用掘进机、刨煤机等但直到第二次世界大战以前,煤矿的机械化开采进展缓慢我国1964年形成了当时的第一个普通机械化工作面。1970年我国装备了第一个综合机械化采煤工作面,目前国有重点煤矿的综合机械化程度超过60%,世界主要产煤国家则到达80%以上。煤炭工业的管理中央管理国家地方管理神华集团公司中煤能源集团公司华能集团公司国家开发投资公司各省、区、市神东矿区、内蒙“西五局”40处煤矿能力13000万吨/年山西平朔煤炭公司、太原煤气化公司大屯煤电公司10处煤矿,4000万吨/年伊敏煤电公司1处煤矿,500万吨/年淮南、鲁西、河南、河北等7家控股企业,能力1500万吨/年88个国有重点煤炭企业,煤矿约670处能力8.1亿吨/年;约1000个国有地方煤矿企业,2400处煤矿(3.3亿吨/年);乡镇煤矿约2.3万处,5.5亿吨/年我国大型煤炭基地示意图新疆我国的高能耗工业过多,能源浪费严重,能源效率低。我国能源效率约为31.2%,比经济合作与发展组织(OECD)国家落后20年。我国万元GDP能耗为美国的3倍,日本的7.2倍,也远高于巴西、印度等发展中国家。由于我国经济总量巨大,未来经济的高速增长,即使是节约化发展,也必然对能源的需求呈现强劲的增长趋势。0510152025301989199119931995199719992001200320052007能源消费总量能源生产总量我国近20年的能源生产与消费情况(单位:亿吨标准煤)我国的能源现状我国煤炭资源赋存的特征一是煤炭形成的地质年代长,其中石炭二迭纪、侏罗纪和第三纪,是我国三大聚煤期。煤炭石油分布广泛,但相对集中,西多东少,北多南少煤层埋深大,适于露天开采的少伴生矿产种类多,资源丰富,如高岭土、硫铁矿、瓦斯、石灰岩,大理岩或稀土元素开采条件差,部分矿井五毒俱全深度在2000m以内陕西,内蒙,新疆,宁夏,甘肃,青海已发现资源总量为全国的71.6%,查明储量的44.18%。“三西”(山西、陕西、蒙西)保有储量占全国64.1%资源总量:保有储量:1.00万亿t5.56万亿t烟煤无烟煤褐煤75%12%13%西部地区占78%煤炭工业存在问题组织结构不合理技术装备落后安全问题突出专业人才断层13年百万吨死亡率0.3,但仍为美国10倍