煤炭工业发展面临几个问题的讨论.pdf

第 2 3 卷第 2期 2 0 0 6年 6月 采矿 与安全 工程 学报 J o u r n a l o f Mi n i n g＆ S a f e t y En g i n e e r i n g Vo 1 ． 2 3 NO ． 2 J u n e 2 0 0 6 文章 编 号 1 6 7 3 3 3 6 3 2 0 0 6 0 2 0 1 2 7 0 6 煤炭工业发展面临几个问题的讨论 钱鸣高 ，许家林 中国矿业大学 能源与安全工程学院 ，江苏 徐州 2 2 1 0 0 8 摘要在我 国一次能源结构中， 煤炭将长期是我 国的主要能源， 煤炭工业能否健康发展是事关我 国能 源安全 和经 济可持 续发展 的重 大 问题 ． 目前 ， 尽 管我 国的 煤 炭产 量 和 消 费 已 占世 界 的 1 ／ 3 ， 但整个煤炭行业距 离经济有竞争力、 充分考虑安全与环境保护的健康发展还有很 多问题没有根 本解决． 论文对煤炭工业发展在经济、 安全和环境等方面存在的主要 问题进行 了探讨和深入分 析， 提 出了煤炭资源开发 中要遵循经济原则、 安全原则和环保原则的理念， 并就实现这一理念 ， 提 出 了相 关的技 术对 策与政 策 建议 ． 关键 词 煤 炭工 业 ；经济 原则 ； 安 全原 则 ； 环 保原 则 中图分类 号 T D 2 ； T D 8 文献标 识码 A Di s c u s s i o n o f S e v e r a l I s s u e s Co n c e r n i n g t h e De v e l o p me n t o f Co a l I n d u s t r y i n Ch i n a QI AN Mi n g g a o ，XU J i a - l i n S c h o o l o f Mi n i n g a n d S a f e t y En g i n e e r i n g，Ch i n a Un i v e r s i t y o f Mi n i n g g a Te c h n o l o g y，Xu z h o u ，J i a n g s u 2 2 1 0 0 8，Ch i n a Ab s t r a c t Co a l r e s ou r c e pl a y s a v e r y i mp or t a n t r o l e a mo ng t he o ne o f f e n e r gy s t r uc t ur e of Ch i na a n d s u c h s i t u a t i o n wi l l n o t c h a n g e i n t h e n e a r f u t u r e ．Th e r e f o r e ，wh e t h e r t h e d e v e l o p me n t o f c o a l i n d u s t r y i s o n t h e r e a s o n a b l e wa y o r n o t wi l l a f f e c t b o t h t h e s a f e t y o f e n e r g y a n d t h e S U S t a i na b l e de v e l o pme nt o f e c on o m y i n Chi na ． At pr e s e nt ，e v e n t h ou gh t h e o ut p ut a nd c o ns ump t i o n o f c o a l a c c o u n t f o r o n e t h i r d o f t h e wo r l d，t h e r e a r e s t i l l ma n y p r o b l e ms t h a t n e e d t o b e t h o r o u g h l y s o l v e d ．Ce n t r a l i s s u e s c o n c e r n i n g t h e a s p e c t s c a u s e d b y t h e p r o c e s s o f c o a l i n d u s t r y，s u c h a s e c o n o my，s a f e t y a n d e n v i r o n me n t ，h a v e b e e n d i s c u s s e d a n d a n a l y z e d i n t h i s p a p e r ． An d a l s o，k e y i d e a s f o l l o we d n e c e s s a r i l y b y t h e p r o c e s s o f t h e c o a l r e s o u r c e d e v e l o p me n t s u c h a s t h e e c o n o mi c p r i n c i p l e ，s a f e t y p r i n c i p l e a n d e n v i r o n me n t a l f r i e n d l y p r i n c i p l e h a v e b e e n p r o p os e d ． I n o r de r t o r e a l i z e t he s e i d e a s ，t he c or r e l a t i v e t e c h no l o gi e s a nd p ol i c i e s h a v e b e e n s u g g e s t e d ． Ke y wo r d s c o a l i n d u s t r y ；e c o n o mi c p r i n c i p l e ； s a f e t y p r i n c i p l e ；e n v i r o n me n t a l f r i e n d l y p r i n c i p l e 由于 我 国的资 源赋存 情况 ， 近期 我 国以煤 为主 的能源格局不会有多 大变化． 据有关 专家预测到 2 0 5 0年煤炭在我国能源中的比重仍将达到 5 O ． 多年来煤炭保证 了国民经济的高速发展 ， 2 0 0 5 年煤炭产量达到 2 0 ． 9 亿 t ， 煤炭产量与消费已占世 界 1 ／ 3 ． 但是 ， 在煤炭企业为 国家作 出贡献 的同时， 应该说煤炭企业距离健康发展还有相当差距． 2 0 0 5 年国务院颁发 了 关于促进煤炭工业健康发展的若 干意见 ， 提出了煤炭工业存在的问题和改进意见， 主要涉及煤矿的经济、 安全 、 环境保护和建设大型 煤炭基地及淘汰落后生产力问题． 应该承认煤炭工 业 为 国家能源 作 出的 贡献 ， 同时 ， 也 应 该 对上 述 几 收稿 日期 2 0 0 6 一O 2 1 5 作者简介 钱鸣高 1 9 3 2 一 ， 男 ， 江苏省无锡市人 ， 教授 ， 博士生导师 ， 中国工程 院院士 ， 从事采矿工程方面的研究 E - ma i l mg q i a n c u mt ． e d u ． c a T e l 0 5 1 6 8 3 8 8 5 5 8 1 维普资讯 l 2 8 采矿与安全工程学报 第 2 3卷 个方面的问题作出反思． 煤 炭企业 进 入市场 经 济前 的基础 状况 为 过 去 煤 炭企 业 只是 生 产 煤 炭 ， 为 社会 供 应 原 煤 ， 不 考 虑 如何利用煤炭来获取最大利益． 以 1 9 7 9年计 ， 统配 煤矿出煤 3 ． 5 8亿 t ， 产值 8 1 ． 3亿元． 原煤生产人员 1 3 0 ． 9万人， 原煤全员效率仅为 0 ． 9 6 5 t ／ _T． 煤炭 行业是高危行业 ， 1 9 8 0年死亡率高达 8 ． 1 7人／ Mt ． 而且 ， 原 来 的煤 炭城 市 除 了生 产煤 炭没有 其 他经济 优势， 相 当一些因煤炭开发而出名的城 市， 因为长 久 的开发 造成 地 面 沉 陷 ， 矸 石 堆 积 如 山 ， 地 下水 系 破坏． 近期又由于已进入资源枯竭更难以转变为经 济优势． 事实上， 全国 1 1 8个资源城市中没有一个 转变 为经 济城 市． 而 随着 经 济 的发 展 ， 企 业 不仅 面 临着人员、 安全 的压力， 还进一步面临社会舆论对 环境保护的压力． 显然 煤炭 _丁业 必须 转变理 念 ， 以经济 、 安 全 、 环 保三 大原 则 ， 促 进煤 炭工 业得 到健康 发展 ． 1 煤炭生产 的经济状况 1 ． 1 煤炭 生产 的经 济现 状 1 ． 1 ． 1 煤 炭生 产现 状 2 0 0 4年 全 国国 有及 国有 控 股 煤 炭 企业 3 0 0 0 处 ， 小煤矿 2 ． 3万处． 煤炭产量 1 9 ． 5 6亿 t ， 原国有 重点 、 地方 国有与乡镇煤矿产量 的比例为 4 7 ． 0 ， 1 5 ． 1 和 3 7 。 9 ， 死 亡率 为 3 ． 1人／ Mt 国有 重 点 煤矿 为 1人／ Mt ． 目前我 国虽然有技术精 良、 安全完全有保 障、 年生产规模每 1万 t 甚至 1 O万 t 用 1 个人的现代 化企业， 但普遍存在着技术落后 、 人员素质低下 、 安 全得不到保障、 年生产规模 每 1万 t 用 5 O人的企 业． 由于经济持续快速增 长， 煤 炭供不应求， 价格 回升 ． 企业 经济 情 况有 一 定 好 转 ， 其 中得 益最 多 的 是资源回收率、 安全 与环境得不到保 障的乡镇 煤 矿． 但整个煤炭行业距离经济有竞争力 、 充分考虑 安全与环境保护 的健康发展还有很多问题没有根 本解 决． 事实上若以一定科学发展标准要求 ， 煤炭行业 是在 超能 力生 产． 1 ． 1 ． 2 煤炭职工产值与收入状况 、 2 0 0 4年全 国煤 炭职工 6 0 0多万． 一个中等水 平的国有矿业集团年产 2 0 0 0万 t ， 用人达 8万 ， 人 均年 产值 仅 5万 元． 如果 按 照先 进水 平 仅仅 要 2 0 0 0 2 0 0 0 0人 ， 人均年产 值就可达到 2 O ～2 0 0 万元 ， 如神华集团等．2 0 0 1年统计， 煤炭行业收入 在全 国 4 9个行 业 中排 名倒 数 第 二 ， 职 工 平均 月收 人为 9 0 1元． 2 0 0 2年 国有重点煤矿在 岗职 _T平均 年 收人 1 1 4 4 2元 ， 而 全 国年 均 收人为 1 7 1 2 4元 ． 近 期 由于煤 矿经 济好 转 ， 但 人 均 年 _T资 仅 为 2万元 ， 远低于全国各行业 的平均水平． 据统计 ， 全 国煤炭 系统 的大 中专 毕业 生 ， 去煤 炭企 业 lT作 的不 足 5 ． 吨煤 劳 动 成本 美 国为 3 ． 8美元 ， 南 非 为 2 ． 9 美元 ， 由于我国大部分煤矿用人过多 ， 按 2 0 0 2年 效率与年均收入计 ， 我 国吨煤劳动成本也高达 4 ． 2 美元 ， 占成本 的 3 0 ． 而神东 大柳 塔 煤 矿 由于 高度 机械化 ， 吨煤劳动成本仅为 2 ． 5元， 占成本的 3 9 ／ 6 ． 2 0 0 4年我国工业国营企业人均年产值约为 2 3 万 元 ， 采矿业 为 1 3 ． 8万 元 ， 有 色与 黑色为 1 5 万 元 ， 石油天然气为 4 5 ． 7万元 ， 而煤炭采选仅为 8 ． 7万 元 ， 在 采矿业 甚至 整个 工业 中是最 低 的． 上述情况也导致煤炭行业技术人才很难引进， 而且大 量外 流． 1 ． 1 。 3 煤炭 产品 的市场 特点 1 煤炭产品的价值并不是 由它的原产品来体 现 ， 而是 由整个产业链来 体现 ， 如山西大同国有重 点煤矿的出矿价为 1 6 0 ～1 7 0元／ t ， 经运输到秦皇 岛港价 3 7 3 ． 9元／ t ， 流通 费用高达 2 0 4 ． 7元／ t ， 经 过就地发电吨煤可以创造 1 0 0 0 1 5 0 0元价值 ， 事 实上它为国家创造的 GDP则更高． 2 煤炭是一种特殊商品 ， 同样一块煤其价格 并不能体现开采时的科技含量． 由于赋存条件 地 质构造 、 煤层厚薄等 和地理位置不一样， 开采的科 技含量与运输成本会有很大差别 ， 但生产成本又不 仅仅与技术的先进与否有关， 还与安全与环保的投 入有关． 再加上煤矿随资源开发过程而兴衰 ， 对开 发时间已经 比较长 的原 有国有煤矿 ， 人 员负担过 重 ， 能维持现状就不错 ， 而乡镇与地方小煤矿则以 牺牲资源 、 环境和安全为代价取得低 成本 如 4 0 元／ t ， 而在 同样条件下的国有重点煤矿成本可达 到 1 5 0元／ t ， 不公平竞争因而形成． 。 1 ． 1 ． 4 煤炭城 市与煤 矿 人员 问题 我国大部分国有重点煤矿地处经济不发达地 区， 因此把煤矿视为解决就业的去处 ， 加上历史的 原因， 导致用人过多． 1 9 9 8年， 我国生产 1 2亿 t 煤 ， 从业 人 员约有 6 6 0 万 人 县营 以上 为 4 2 5万人 ， 即 每 2 0 0 t 煤为 1 人． 国有重点煤矿生产 5亿 t 煤也 需要 9 4万人． 相 比之下， 美 国生产 9亿 t 煤为 1 0 万从 业人 员 ， 约为 1 万 t 煤 1个 人 ． 早 期 形 成 的 煤 炭城市 ， 大部分处于欠发达地 区， 科技进步与机械 化带来的富余人员很难下岗 ， 给煤炭企业带来沉重 维普资讯 第 2期 钱呜高等 煤炭工业发展面临几个问题的讨论 1 2 9 的包袱． 而这些很多是计划经济遗留下来 的问题． 在市 场经 济条件 下得 不 到解决 ． 1 ． 2 提 高煤炭 生产 经济 性的 两难选 择 尽管 面临种 种 困难 ， 提高煤 炭 生产经 济性 是煤 炭企业提升竞争力 的必然选择．提高煤炭生产经 济性 ， 需 要逐 步 破 解政 策 、 机 制 、 规 划 、 管 理 、 价格 、 技术等诸多难题 ， 才能使企业 、 社会、 环境进入和谐 发展 的轨道 ． 1 ． 2 ． 1 减 人提 效 提高机械化与 自动化程度 ， 提高技术水平， 走 减人提效之路． 目前新建矿井都在按这种模 式进 行， 其 中以神东矿区最为典型 ， 因此可以实现低成 本生产． 但对原有大多数煤炭企业来说 ， 由于原来 用人 过多 ， 而所 在地 都 是 经 济 欠 发达 地 区 ， 因此 由 于科技进步而造成的富余人员很难得 到再就业的 机会 ． 这事 实上 成为原 有 国有煤 炭企 业 的难 题． 1 ． 2 ． 2 煤炭生产总量与产能 煤 炭生 产 的产能 由原 来的 国有重 点 、 地方 国有 和乡镇煤矿组成． 虽然 2 0 0 4年产量达到近 2 0 亿 t ， 若以国际安全标准 ， 产能不足 1 0亿 t ． 若再考虑人 才配置、 资源回收、 机械化和环境要求则煤矿产能 可能更低． 当前有人提到煤炭产能可能失控是在不 考虑 上述 因素 而言 的． 由于煤矿 在 浅部进 入壁 垒 比 较低 ， 地方上常常将其视为致富的手段 ， 乡镇与地 方小 煤矿 的产量 超过 了 国有重 点煤矿 ， 因此煤 炭生 产总量很难控制． 在市场经济条件下， 使原有 的企 业 ， 尤其是资源即将枯竭 的企业处境 十分不利． 煤 炭在供不应求情况下 ， 矛盾不突出， 一旦供大于求， 企业 自身 没有 任何协 调 能力 ， 又将 陷于 困境 ． 因此从体制与开采规划上控制煤炭总量 ， 使供 求平衡适当， 以保持应有的价格是煤炭企业稳定发 展 的前提 ． 最 近全 国将 建 设 1 3个 大 型 煤 炭基 地 以 保证我 国的煤炭需求， 从 而至 2 0 1 5年使大型煤炭 基地 内的小煤矿全部退出， 有利于控制无序竞争． 1 ． 2 ． 3产业 链 开采煤炭本身赢利很少 ， 只能依靠延长产业链 所办的企业来补偿 ， 这种情况在计划经济时代可以 靠政府来调节 ， 但在市场经济条件下若政府不在延 长产业链上给 以支持 ， 则 只会造 成挖煤的越挖越 穷 ， 而下游产业利用煤炭富裕起来 ， 造成社会分配 的不公平． 而且煤炭开采业将越来越萧条， 这必然 直接影响国民经济 的发展． 除非政府制定政策使煤 炭企业与主要 的用煤企业捆绑一起进行发展． 1 ． 2 ． 4 管理 模式 我 国煤矿 开 采难易 程度 、 开 采对 环境 的影响 程 度 、 矿井安全保障的程度有很大差异 ， 不能用同一 模 式加 以管 理． 解决办法是区分资源条件和环境影响 ， 区别对 待 ， 以资源资产化 的方式实现公平竞争． 对开采成 本本来就很高的原有企业， 除了通过高产高效 以形 成 经济优 势外 ， 政府 应该 从煤 炭对 全 国或地 区产 出 GD P的作用 ， 以及开采条件分别管理， 甚至给预补 贴 如英国和德国 ． 更应该让其形成产业链以维持 其行业的经济地位． 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 ， 2 0 0 5 年产煤 5 亿 t ， 8 0 外销． 他们的人均 GD P ， 1 9 7 0年 1 1 3 美元为全国第 8位 ，1 9 8 0年 1 8 0美元为第 1 2 位 ， 1 9 9 0年 3 2 0美元 为第 1 6位 ， 2 0 0 0年 6 2 1美元 为 第 2 0位 ， 到 2 0 0 1年 为 6 6 0美元 ， 在全 国 3 1 个 省 市中落到第 2 1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“ 勘探一前期开采 一扩大 生产一鼎盛一衰退 一枯竭” 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 ， 矸石堆 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 和矸石 山 维普资讯 1 3 O 采矿 与安全工程学报 第 2 3卷 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 矿矸 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 1 9 4 9 1 9 9 8年共生产原煤 5 6 亿 t ， 地 面塌陷破坏面积超 过 6 ． 7万 h m ， 其 中 4 0 是耕 地 ； 矸 石 山 占地 2 0 0 0 h m ． 到 1 9 9 8年 累 计煤 炭 地 下采 空面 积达 1 3 0 0 k m 占全 省 面 积 的 1 ％ ． 据 测算山西省采煤破 坏地下水达 4 ． 2亿 m。 ／ a ， 造成 1 6 7 8 个村庄 ， 8 1万人 口， 1 0万牲 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 1 t 煤 炭 环 境 损 失 9元 ， 生 产 1 t 焦 炭 环 境 损 失 2 1 元． 仅此 3 项造成的环境代价转移近 2 0 a 就达 5 0 0 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 煤矸 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 GD P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Ⅲ 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 一 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 ， 或者矸石地面利用 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 ] ． 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 1 5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 1 5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 1 9 ～2 0 m。 ／ mi n ， 抽 放率 达 4 8 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 迳 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 2 0 0 4年 维普资讯 第 2期 钱 鸣高等 煤炭工业发展面临几个 问题 的讨论 两井两面生产原煤 2 1 5 1 万 t ， 全矿共 4 8 1 人 ， 全员 工效 1 3 6 ． 1 2 t ／ 工 ， 回采工效 7 0 0 ． 6 5 t ／ 工． 2 0 0 5年 4月 ， 全 矿 区创 出 月产 原 煤 2 2 0 9 ． 8 5万 t 的 新 记 录 ， 其 中 4月 2 3日创 出 日产原 煤 8 ． 6 9万 t 的新 记 录． 年 产 1 0 0 0万 t ， 定 员 1 0 0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 5 0 0万 t ／ a矿井 3对 ， 其 中大 同塔 山矿定 员 6 0 0人 ． 3 潞安王庄煤矿 4 3 2 6放顶煤工作面， 最高月 产 量 达 3 5 ． 3万 t ． 潞 安矿 业集 团 2 0 0 3年产量 1 7 0 0 万 t ， 原煤生产工效 1 3 ． 4 8 4 t ／ 工． 4 兖 州东 滩煤 矿将年 产原 煤 8 0 0万 t ， 一 井 一 放 顶煤 工 作 面 ， 年产 6 0 0万 t ， 回采 工效 3 0 0 t ／ 工 ， 原煤生产工效 1 8 ～2 0 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 D B 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 7 1 2 t ， 最高达 6 4 8 0 t ， 生产能力可达 1 2 0 ～1 5 0万 t ／ a ． 枣庄 田陈煤矿用国产综采设备开 采 1 ． 1 F I1 的煤层 ， 最高 日产达 3 5 0 4 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． 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． 3 ． 2乡镇煤 矿面 临发 展机 遇 乡镇 煤矿 2 0 0 4年产量 达 到 7 ． 4亿 t ， 占总产量 的 3 7 ． 9 ． 我国不少乡镇煤矿技术基础薄弱， 科技 人 员短 缺 ， 没 有机 械化 ． 矿井 是 以吃肥 丢瘦 、 采 易弃 难 、 浪费资源 回收率仅 1 5 左右 为代价取得效 益 ， 事故严 重 ， 安全 情况极 差 ． 事实 上 乡镇煤 矿 是 白手起 家 ， 没 有 人 员 包 袱 ， 因此各级 政府 应该 鼓 励 企 业 家对 这 些 乡 镇煤 矿 进 行投资 ， 逐步实现机械化 ， 配备一定的科技人员 ， 保 证安全投入 ， 形成规模 ， 变不利因素为有利因素． 应该说在市场经济条件下小煤矿 的发展是一 个 机遇． 但 必 须寻 找 出 一种 发 展 小 煤矿 的办 法 ， 并 做出示范． 4 煤矿的安全生产 4 ． 1 基本 情况 我国不 同类 型的煤矿及不 同地区的煤矿安全 状 况 的差异 是很 大 的． 图 1为不 同地 区煤 矿死亡 率 的对 比， 图 2为 2 0 0 4年 我 国不 同类 型煤 矿死 亡 率 的对 比． 图 1不同地 区煤矿死亡率对 比 F i g ． 1 Co mp a r i s o n o f f a t a l i t i e s p e r M t o f c o a l mi n e s i n d i f f e r e n t a r e a 2 0 0 4 年全国2 0 亿t ， 死亡6 O 0 0 人， 死亡 率为3 A／ Mt 国有煤矿产量占 6 1 ％，死亡1 7 4 6 人， 死亡率为1 ． 4 人／ Mt 全国高产高效矿井1 7 7 处 含瓦斯大的矿井 产量5 ．6 亿t ， 死亡率0 ． 0 6 人／ Mt 治理对象 南方l 0 省产煤近2 亿 t ，死亡3 0 0 0 人，占 全国的l ， 2 ，死亡率 为l 5 人／ Mt 2 0 0 3 缸 2 0 0 4 缸 全国乡镇煤矿产煤占总 产量的3 8 ％，死亡4 2 6 3 人，占全国的7 0 0， 死 亡率为6 人／ M t ， ～ 地质条件差 瓦斯与、 l 地应力复杂 ， 经济 I l状况不好，很易B I I 发大事故 图 2 不 同类型煤矿死亡率及重点治理对象 F i g ． 2 Fa t a l i t i e s p e r M t i n d i f f e r e n t k i n d s o f c o a l mi n e s a n d ma i n c o n t r o l l e d mi n e s 2 0 0 4年全 国生产近 2 0 亿 t 煤炭， 死亡率为3 ． 1 人／ Mt ． 其 中乡镇 煤 矿 产量 接 近 全 国 的 3 8 ， 但 死 亡占全 国的 7 0 ． 南方十省生产接近 2亿 t 煤炭 ， 由于地质条件复杂， 死亡人数占全 国的 5 0 ． 假如关闭所有南方 1 0省的煤矿则全国的百万 吨死亡率 可以下降到 1 ． 7 ． 假 如关 闭所有乡镇煤 矿 ， 全国百万 吨死亡率就可 以降低 到 1 ． 4 ． 再考虑 有些国营煤炭， 企业经济并没有走 出困境 ， 而地质 条件又不好 ， 从而导致事故频发． 事实是全国仅有 6 ～7亿 t 安全产能， 百万吨死亡率可以达到 0 ． 0 6 ， 基本达 到 国际水平 ． 4 ． 2分析 1 煤 矿 ， 主要 是 乡镇煤 矿 ， 大量 的死 亡事 故是 冒顶事故， 从技术上讲属于易控不安全因素． 随着 煤 矿 的整顿 和形成 规 模 以及 采 用机 械 化 开 采 和推 广支护质量监测， 这类事故可以顺利得到控制． 2 事实上 ， 很多煤矿事故都与开采引起 的岩 层 运 动有 关 参见 图 3 ． 采 矿 是 一 个 动态 过 程 ， 开 采空间周 围岩体应力场不断变化． 采矿面对的地质 体 ， 又是一个非均质、 非连续和经过地质变动的“ 缺 陷体” ， 很 多动力现象都是其在高应力作用下发生 的． 开采过程的岩层运动将影响瓦斯流动与涌出． 维普资讯 1 3 2 采矿与安全工程学报 第 2 3卷 煤层开采 I 岩 层 移动 I 采 动 应 力 场 变 化l f 采 动 裂 隙 场 变 化I l l 1 ． ． ． ．L ． ． ． L ． ． ． L ． ． L ． ． ． ． L 冲 煤 顶 突 瓦 击 与 板 水 斯 矿 瓦 事 事 涌 压 斯 故 故 出 突 事 出 故 图 3煤 矿 安 全 事 故 与 开 采 的 关 系 F i g ． 3 Th e r e l a t io n s h i p b e t we e n f a t a l a c c i d e n t s a n d mi n i n g 3 由于不断变动的应力场 、 矿井小构造和煤 岩体在事故发生前 的变化难 以测定 ， 近期煤矿 瓦 斯 、 冲击地压和突水等事故频发 ， 而这类事故是属 于难控甚至极难控的不安全因素． 4 对这类矿井必须开发有关 的检测技术 ， 搞 清楚工作面前方一定范围 如 5 0 m 内应力、 瓦斯 、 地下水和地质变异及小构造情况 ， 而且要有高素质 的科技和管理人员 ， 实行高效生产． 若没有可靠的 办法来解决， 经过鉴别应将其划为暂不可采矿井． 5 解决如瓦斯、 冲击地压和突水等技术难题， 需要从人才和专 门研究机构做起， 要杜绝事故的发 生 ， 需要经过一个过程． 从另一方面讲在国营煤炭 企业 中也有瓦斯高而管理好的企业 ， 应该在加强研 究的同时， 不断总结经验， 做到防止特大或者重大 事故的发生． 5 几点认识 1 根据我国的资源状况 ， 在近数十年 内我国 能源的 5 0 以上还须依靠煤炭． 因而 ， 煤炭工业是 我国的基础工业 ， 国家必须下大力气进行研究并借 鉴有关国家的经验， 以走出适合我国国情的以煤炭 为 能源基 础 的路 子 来． 2 我 国是一个煤炭资源生产的大 国， 产量 已 占世界的 1 ／ 3 ． 要加强资源经济 的研究， 使其符合 由勘探 、 开发 、 环境到资源枯竭， 而后转变为经济城 市 的全过程规律． 要研究资源开发 、 利用及其对环 境 影 响全过 程 的成 本 ， 同时 应该 研 究 适 应 安 全 、 人 才 、 煤机生产能力和环境允许的煤炭产能等， 使资 源开发得以健康发展． 3 目前 ， 大型煤矿企业应引进高科技 ， 积极支 持高产高效 、 高 回收率、 低成本生产 ， 在市场竞争 中 轻装上阵 ， 同时应在政府的大力支持下发展附加值 高的煤炭下游产业 与非煤产业 ，使资源优势转化 为经济