袁亮2010年4月15日煤与瓦斯共采理论与实践.ppt
79页1、煤与瓦斯共采理论与实践,袁 亮 中国工程院 院士,淮南矿业(集团)公司 董事、副总经理 煤矿瓦斯治理国家工程研究中心 主 任 中国煤炭学会、中国岩石力学与工程学会 副理事长,提 纲,一、我国煤矿安全开采概况 二、煤与瓦斯共采理论提出 三、煤与瓦斯共采关键技术成果 四、推广应用及对行业影响,2,国家能源中长期发展规划纲要(20042020年)中已经确定,中国将“坚持以煤炭为主体、电力为中心、油气和新能源全面发展的能源战略”;中国工程院国家能源发展战略20302050煤炭年需求达35亿吨,在能源结构中比例仍占50%。显然,在相当长的时期内,煤炭作为我国的主导能源不可替代。,中国的能源结构,1、煤炭是我国主体能源,我国能源工业体系以煤炭为基础,以电力为主体;85%的发电能力为燃煤发电,年消耗煤炭占煤炭总产量的50%; 煤炭比石油、天然气更具有资源优势,长期担当能源基础保障重任; 相对石油、天然气、水电、核电、风电等能源的建设投资,煤炭能源投资强度较低、周期较短、效率较高、技术更为成熟,是最为易得的大规模一次能源; 立足国内是煤炭能源最为重要的特征,且主要煤炭基地在我国中西部,在国际局势出现动
2、荡时,煤炭能源可以保障国内能源的基本供应。,2、煤炭科学产能的制约因素分析,深部煤炭开发的资源制约。我国煤炭资源总量5.57万亿t,其中埋深在1000米以下的为2.95亿t,占煤炭资源总量的53%; 煤炭开发基地西移中的生态环境及长距离输送制约。由于东部资源的逐渐减少,煤炭开发的战略西移摆在人们面前; 安全高效生产能力制约。煤矿安全是党和政府关心的重要问题,也是煤炭工业科技研究的重点。我国煤田地质构造复杂、开采深度大、条件差、难度大。由于多期地质作用的影响,煤层软、透气性差但瓦斯含量高,煤层顶板条件差异大,煤与瓦斯突出、冲击地压危害严重。煤层自然发火期短,煤尘爆炸危险性大,煤岩尘还严重地影响着矿工的健康安全。特别是我国北方煤田下部煤层受底部奥陶系灰岩水的严重威胁等,都先天制约着我国煤炭工业的正常发展;,资源回收率制约。煤炭资源回采率低,资源浪费严重。目前国国有大型煤矿的资源回采率低于50%,乡镇煤矿的资源回收率在20%左右; 环境容量制约。煤炭的产能、利用受环境容量的限制。煤炭利用导致的环境污染问题日益受到国内外广泛关注。近年来,我国燃煤电站烟尘排放总量基本控制在300万t左右、燃煤C
3、02排放量约50亿t/年,居世界第二位,约是美国的90%。我国于1998年5月29日签署并于2002年8月核准了京都议定书,中国虽然没有减排时间表,但将承受越来越大的国际压力。,3、我国煤矿安全生产情况,我国煤矿地质条件极其复杂,95%以上为井工开采,国有重点煤矿大部分是高瓦斯矿井;,我国煤层瓦斯分区、分带和煤与瓦斯突出矿区分布图,淮南矿区,我国高瓦斯矿区分布图,长期以来煤矿安全开采技术问题没有解决,瓦斯爆炸事故多发、生产效率低下,安全高效开采难以实现。淮南矿区是我国高瓦斯复杂地质条件的典型代表;,特大型瓦斯事故仍然频发,瓦斯事故由地质条件特别复杂的西南地区(20世纪6070年代的云贵川)向较为复杂的东部、中部(20世纪80年代90年代中期的江西、安徽、河南)和相对简单的东北、西北地区(20世纪90年代21世纪初期的辽宁、黑龙江、陕西、新疆)转移; 国有大矿重特大瓦斯事故得不到控制,百人事故时有发生,技术支撑基础薄弱是事故发生的主要原因,如煤矿深部开采理论研究不够,灾害预防技术缺乏,煤矿开采设计安全技术标准低,采场内构造场、应力场、裂隙场和瓦斯场不清楚,基础研究严重不足已经在很多大事故
4、中反映出来;,按目前我国的保证安全生产的科技水平煤炭的产能只能是现有产量的1/3,其水平与美国相当; 建设高产高效矿井晋陕蒙宁甘潜力大,而华南困难很大,仅占全国0.49%,华南的地质条件难以科学采矿,在华东要全面建设也存在保证安全和实行全面机械化的难度; 我国煤矿百万吨死亡率为1左右,远高于世界主要产煤国家(美国0.028,俄罗斯0.41,波兰0.25,印度0.32),重特大事故频发,安全形势严峻。,4、淮南矿区是低透气性高瓦斯煤层开采条件的典型代表,低透气性煤层群柱状图,为高瓦斯(1036m3/t)、低透气性(0.0011mD,标准规定1mD为低渗透率)煤层群(815层)开采条件,瓦斯压力高达6.4MPa(浅部为23MPa); 地质构造复杂、煤层埋藏深(-800-1500m)、煤岩松软,原煤炭部专家组评价:淮南是我国煤矿瓦斯治理等开采条件最复杂的矿区之一;,探明煤炭资源量500亿吨,煤层气近7000亿m3,是我国东部最大的整装煤田; 邻近江浙沪经济发达区,是华东重要的煤电生产基地;,1998年以前由于重大技术难题没有解决,淮南矿区瓦斯爆炸事故频繁发生,曾是煤炭部认定的全国瓦斯事故重灾
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