我國(guó)煤炭科技發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

申寶宏,雷 毅

（中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司,北京 100013）

我國(guó)煤炭科技發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

申寶宏,雷 毅

（中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司,北京 100013）

在分析“十一五”煤炭科技發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了 “十二五”期間煤炭科技面臨的挑戰(zhàn),指出了煤炭科技發(fā)展的目標(biāo)方向,對(duì)于保障煤炭工業(yè)實(shí)現(xiàn)健康可持續(xù)發(fā)展,具有重要的戰(zhàn)略意義。

煤炭;科技;現(xiàn)狀;趨勢(shì)

煤炭工業(yè)是關(guān)系國(guó)家經(jīng)濟(jì)命脈的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),支撐著國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速健康發(fā)展。在我國(guó)一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中,煤炭的比重分別達(dá)到77.3%和 70.4%,煤炭在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)仍將是我國(guó)的主體能源?！翱茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”,煤炭科技是實(shí)現(xiàn)煤炭高效、安全、潔凈開(kāi)發(fā)和利用,促進(jìn)煤炭工業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的重要保障?！笆晃濉逼陂g,煤炭行業(yè)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、高等院校、生產(chǎn)企業(yè),注重產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合,廣泛開(kāi)展煤炭科技創(chuàng)新,在基礎(chǔ)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、重大裝備研制、先進(jìn)成果推廣等方面取得了重要進(jìn)展,有力促進(jìn)了煤炭科技的快速發(fā)展?！笆濉逼陂g,煤炭科技也面臨一系列新問(wèn)題和新挑戰(zhàn),要不斷完善煤炭科技創(chuàng)新體系,搭建科技支撐平臺(tái),全面提升行業(yè)科技水平和核心競(jìng)爭(zhēng)力。

1 我國(guó)煤炭科技發(fā)展現(xiàn)狀

“十一五”期間,煤炭科技創(chuàng)新的步伐明顯加快,涉及煤炭資源開(kāi)發(fā)與利用的共性、關(guān)鍵性技術(shù)難題攻關(guān)取得突破性進(jìn)展。在煤田地質(zhì)勘探、煤炭資源高效開(kāi)采和清潔加工利用、煤礦重大災(zāi)害防治、礦區(qū)節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)等方面涌現(xiàn)出一大批具有先進(jìn)水平的科技創(chuàng)新成果。

1.1 煤炭資源勘探和煤礦地質(zhì)保障體系初步形成

開(kāi)展了盆地構(gòu)造、含煤地層、巖相古地理、煤巖煤質(zhì)、資源評(píng)價(jià)等多學(xué)科綜合研究,從整體上把握了煤盆地演化和煤炭資源賦存與分布規(guī)律。“以地震主導(dǎo),多手段配合,井上下聯(lián)合”的立體式綜合勘探體系逐漸成熟,地面勘探與井下探測(cè)結(jié)合,物探、鉆探、巷探相結(jié)合,基本能夠探明開(kāi)采地質(zhì)條件。以高分辨三維地震勘探為核心的物探技術(shù)得到應(yīng)用,可以查出 1000m深度以內(nèi)落差 3～5m以上的斷層和直徑 20m以內(nèi)的陷落柱,極大地提高了煤炭綜合勘查的效率。煤礦井下水平定向鉆進(jìn)技術(shù)及設(shè)備完成國(guó)產(chǎn)化配套,鉆機(jī)能力達(dá)到1000 m。無(wú)線電波透視技術(shù)、直流電法含水體超前探測(cè)技術(shù)、瑞利波超前探測(cè)技術(shù)、煤層底板音頻電透視技術(shù)得到推廣應(yīng)用。聲發(fā)射、微震、電磁輻射等監(jiān)測(cè)技術(shù)為礦井災(zāi)害預(yù)警提供了技術(shù)支撐,井上下一體、采前采中配合的煤礦地質(zhì)保障技術(shù)體系初步形成。

1.2 深厚沖積層大型礦井建設(shè)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平

鉆井法施工形成了 “轉(zhuǎn)盤(pán)拖動(dòng)、減壓鉆進(jìn)、一次超前、分次擴(kuò)孔、泥漿護(hù)壁、反循環(huán)洗井、懸浮下沉預(yù)制井壁和水泥漿壁后充填固井”的施工工藝。研制的大型鉆機(jī)最大鉆徑達(dá)到 13m、最大鉆深達(dá)到 700m以上;最大鉆鑿成井深度達(dá) 660m,最大鉆井直徑為 10.3m。凍結(jié)法鑿井技術(shù)穿過(guò)沖積層厚度達(dá)到 587m,最大凍結(jié)深度 737m。地面預(yù)注漿材料從 “水泥時(shí)代”進(jìn)入“黏土?xí)r代”,井筒地面預(yù)注漿最大深度達(dá)到 1048m。凍結(jié)—注漿—鑿井主動(dòng)三平行鑿井技術(shù)成為深井快速施工的一項(xiàng)重要手段。我國(guó)的凍結(jié)、鉆井、注漿等特殊鑿井技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。大直徑反井鉆機(jī)研制成功,反井鉆井深度達(dá) 500m,最大擴(kuò)孔直徑達(dá) 5m。

1.3 綜采技術(shù)和成套裝備研發(fā)取得新進(jìn)展

自主研制了大功率電牽引采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)和電液控制液壓支架等工作面成套裝備,適應(yīng)煤層厚度 3～6m,綜采工作面可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn) 6～8Mt。綜放工作面在煤層厚度 13m條件下,年產(chǎn)煤10391kt,刷新綜放工作面年產(chǎn)世界記錄。采用連續(xù)采煤機(jī)、掘錨一體化等技術(shù),煤巷月成巷突破千米大關(guān),大多數(shù)礦井綜掘成巷速度在 300～500m/月,水平高的礦井可達(dá) 700～800m/月。國(guó)有重點(diǎn)煤礦的煤巷錨桿支護(hù)率達(dá)到 60%,有些礦區(qū)超過(guò)90%,甚至達(dá)到 100%。

開(kāi)發(fā)了系列防爆柴油機(jī)無(wú)軌運(yùn)輸車輛,無(wú)軌輔助運(yùn)輸系統(tǒng)在大型煤礦得到廣泛應(yīng)用。研發(fā)出連續(xù)采煤機(jī)、履帶行走支架、錨桿鉆機(jī)、給料破碎機(jī)等短壁機(jī)械化開(kāi)采設(shè)備。開(kāi)發(fā)了薄煤層采煤機(jī)等工作面裝備,實(shí)現(xiàn)了 0.9m極薄煤層條件下的自動(dòng)化開(kāi)采,最高月產(chǎn)達(dá)到 36720t。創(chuàng)建了薄煤層刨煤機(jī)無(wú)人工作面安全高效開(kāi)采技術(shù)模式,使 0.8～2.0m煤層高瓦斯工作面真正實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化開(kāi)采。

1.4 煤與煤層氣協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)技術(shù)取得重要進(jìn)展

深入開(kāi)展了地面煤層氣開(kāi)發(fā)和煤礦區(qū)煤層氣開(kāi)發(fā)的理論、技術(shù)和裝備研究,初步揭示了不同煤階煤層氣富集規(guī)律、成藏機(jī)理,探索了典型條件下的煤與煤層氣協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)模式;初步形成以綜合地球物理探測(cè)及有利區(qū)預(yù)測(cè)為核心的煤層氣勘探技術(shù),開(kāi)發(fā)了煤層氣欠平衡鉆井、多分支水平井鉆井等關(guān)鍵技術(shù),基本形成煤礦區(qū)煤層氣抽采與利用技術(shù)體系;開(kāi)發(fā)了井下水平長(zhǎng)鉆孔裝備、松軟突出煤層螺旋鉆進(jìn)施工工藝與裝備、突出煤層鉆孔遙控鉆機(jī),井下水平長(zhǎng)鉆孔成孔深度達(dá) 1046m、松軟突出煤層成孔深度達(dá)到 168m;開(kāi)發(fā)了低透氣性高瓦斯煤層群無(wú)煤柱快速留巷 Y型通風(fēng)煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)與配套設(shè)備,使采動(dòng)卸壓煤層透氣性增加 600～1000倍,形成以沿空留巷鉆孔法連續(xù)抽采卸壓瓦斯與綜采工作面采煤同步實(shí)施的煤與瓦斯共采技術(shù)體系。煤層氣地面開(kāi)發(fā)與井下抽采相結(jié)合的示范工程建設(shè)取得顯著成效。

1.5 煤礦災(zāi)害預(yù)警和控制技術(shù)取得重要突破

煤與瓦斯突出機(jī)理研究取得了新進(jìn)展,提出了“煤與瓦斯突出的力學(xué)作用機(jī)理”學(xué)說(shuō);得出了煤巖動(dòng)力災(zāi)害演化過(guò)程的地球物理響應(yīng)規(guī)律,對(duì)多種爆炸物質(zhì)共存井巷網(wǎng)絡(luò)條件下最低著火溫度、最小點(diǎn)火能量等爆炸條件和瓦斯煤塵爆炸致災(zāi)機(jī)理有了新認(rèn)識(shí);提出了礦井突水的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)模式及形成條件,初步形成了采動(dòng)巖體滲流規(guī)律與突變機(jī)理;形成了煤礦采動(dòng)影響區(qū)應(yīng)力場(chǎng)、裂隙場(chǎng)和瓦斯流動(dòng)場(chǎng)的形成特征和分布規(guī)律。為煤礦災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)新技術(shù)、新裝備研發(fā)應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

開(kāi)發(fā)出了基于工業(yè)以太網(wǎng) +現(xiàn)場(chǎng)總線的新一代煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了煤礦井下多系統(tǒng)融合和重大災(zāi)害預(yù)警;研制出了防爆大透視距離無(wú)線電波透視系統(tǒng)和礦井多波地震儀,實(shí)現(xiàn)了對(duì)礦井地質(zhì)小構(gòu)造的高精度探查;實(shí)現(xiàn)了對(duì)工作面前方 120m范圍的地質(zhì)構(gòu)造探測(cè)。

1.6 礦區(qū)環(huán)境保護(hù)探索出新途徑

發(fā)展了巷道矸石充填、膏體充填技術(shù),試驗(yàn)了矸石不上井、地面不建矸石山,為實(shí)現(xiàn)煤炭開(kāi)采與環(huán)境保護(hù)同步進(jìn)行奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。發(fā)展了充填復(fù)墾、挖深墊淺、疏排降法復(fù)墾以及塌陷區(qū)地基處理等技術(shù)。生態(tài)復(fù)墾已將景觀生態(tài)學(xué)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)等應(yīng)用到沉陷區(qū)治理中,主要產(chǎn)煤省份礦區(qū)環(huán)境保護(hù)和污染治理取得初步進(jìn)展。

1.7 煤炭提質(zhì)加工技術(shù)取得新進(jìn)展

重介選煤工藝得到全面推廣,重介質(zhì)旋流器技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平;實(shí)現(xiàn)了主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)測(cè)控和全廠集中控制;國(guó)產(chǎn)選煤成套設(shè)備能力達(dá)到 4Mt/a;選煤廠模塊式建設(shè)方式得到推廣。開(kāi)發(fā)了煤泥水澄清、循環(huán)利用和煤泥回收技術(shù)體系,推進(jìn)了節(jié)水型選煤技術(shù)的發(fā)展。水煤漿技術(shù)具備設(shè)計(jì)制造水煤漿設(shè)備及施工建設(shè)水煤漿廠的完整能力;水煤漿專用鍋爐及燃煤鍋爐改燒水煤漿技術(shù)取得突破;氣化水煤漿的原料煤范圍進(jìn)一步擴(kuò)展。

1.8 煤炭氣化、液化技術(shù)取得長(zhǎng)足進(jìn)步

灰熔聚煤氣化技術(shù)、多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐、航天爐、兩段式干煤粉加壓氣化技術(shù)得到推廣。建成煤炭直接液化 6t/d中試裝置和 1Mt/a工業(yè)示范裝置,開(kāi)發(fā)成功煤直接液化納米級(jí)高效催化劑;煤炭間接液化技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)示范,先后建成160kt/a和 180kt/a裝置,研發(fā)成功高、低溫煤間接液化成套技術(shù),4Mt/a間接液化廠正在籌建。煤制天然氣技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化處于初期發(fā)展階段,蒸汽 -純氧氣化/甲烷化技術(shù)最為成熟,加氫氣化和蒸汽催化氣化技術(shù)尚在研發(fā),第 1條 1.3Gm3/a生產(chǎn)線基本建成。煤基炭材料方面,功能型煤基吸附材料及電極炭、磁性炭方面取得豐碩成果,為工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。我國(guó)已成為世界上最大的煤制化學(xué)品生產(chǎn)國(guó),煤制合成氨、甲醇和電石產(chǎn)量位居世界第一。煤氣化制甲醇、IGCC聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、大型煤化工系統(tǒng)與循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行技術(shù)、中低熱值燃料燃?xì)廨啓C(jī)燃燒技術(shù)方面取得了重大突破。首次在工程上完成了運(yùn)行特性差異大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的子系統(tǒng)在運(yùn)行上的動(dòng)態(tài)融合,運(yùn)行可用率和可靠性達(dá)到并超過(guò)同類工業(yè)生產(chǎn)子系統(tǒng),突破了受制于國(guó)外壟斷的 40MW級(jí)中低熱值燃料重型燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室關(guān)鍵技術(shù)。

2 我國(guó)煤炭科技面臨的挑戰(zhàn)

隨著煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展對(duì)資源、安全和環(huán)境等方面的要求不斷提高,煤炭科技也面臨一系列新問(wèn)題和新挑戰(zhàn)。

（1）煤炭資源開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)理論研究相對(duì)滯后,亟待攻關(guān)。一方面,我國(guó)煤炭資源稟賦條件復(fù)雜、自然災(zāi)害眾多,大量重大共性、關(guān)鍵技術(shù)需要攻關(guān);另一方面,煤炭產(chǎn)量增長(zhǎng)、大規(guī)模開(kāi)發(fā)與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,迫切需要解決煤炭綠色開(kāi)采與潔凈利用科學(xué)問(wèn)題。

（2）煤炭開(kāi)發(fā)重心逐步西移,新的科技問(wèn)題需要研究。我國(guó)東部資源日漸枯竭,深部開(kāi)采技術(shù)亟待解決;中部資源富集區(qū)開(kāi)發(fā)強(qiáng)度大,但生態(tài)環(huán)境脆弱,資源開(kāi)發(fā)與環(huán)境協(xié)調(diào)需要研究;西部資源豐富,但遠(yuǎn)離消費(fèi)區(qū),煤炭轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)、特厚煤層開(kāi)采、易自燃煤層火災(zāi)防治技術(shù)等急需攻關(guān)。

（3）煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,提升煤礦現(xiàn)代化水平對(duì)煤炭科技創(chuàng)新提出新要求。綜采綜掘裝備制造能力、國(guó)產(chǎn)化率以及煤礦管理信息化、安全監(jiān)控現(xiàn)代化水平仍需提高。資源稟賦條件決定了中小煤礦的長(zhǎng)期存在,實(shí)現(xiàn)中小煤礦的安全開(kāi)采必須解決機(jī)械化開(kāi)采問(wèn)題。小型煤礦、難采煤層和小塊段煤炭開(kāi)發(fā)技術(shù)亟待攻關(guān)。

（4）節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、安全發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展,對(duì)煤炭科技創(chuàng)新提出更高要求。我國(guó)煤炭資源綜合精細(xì)勘查技術(shù)和裝備相對(duì)落后,地質(zhì)保障水平亟待提高;保水開(kāi)采、采煤沉陷治理、粉塵與噪聲治理、熱害防治與地?zé)崂?、地下水利用等亟待攻關(guān);煤層氣開(kāi)發(fā)、煤礦瓦斯災(zāi)害形成機(jī)理和監(jiān)控監(jiān)測(cè)預(yù)警與治理、井下充填和煤礦 “三下”采煤,特別是礦井帶高壓水威脅開(kāi)采以及預(yù)測(cè)與防治等一系列重大關(guān)鍵技術(shù)和裝備均需要開(kāi)展研究。

3 我國(guó)煤炭科技發(fā)展趨勢(shì)

“十二五”期間,要進(jìn)一步加強(qiáng)科技對(duì)煤炭工業(yè)發(fā)展的支撐作用,逐步建立以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向,產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的煤炭工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系。通過(guò)科技創(chuàng)新,攻克一批制約行業(yè)生產(chǎn)力水平的重大關(guān)鍵技術(shù)。煤炭科技發(fā)展主要方向:

（1）煤炭資源開(kāi)發(fā)地質(zhì)保障 煤炭資源精細(xì)勘探和多源地質(zhì)災(zāi)害探測(cè)是煤炭資源安全高效開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。提高戈壁、黃土塬、采空區(qū)等地區(qū)煤炭資源與地質(zhì)條件的勘探精度,在煤礦井下增強(qiáng)多源地質(zhì)災(zāi)害全方位、可視化超前預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)能力,為實(shí)現(xiàn)安全高效開(kāi)采提供技術(shù)支撐。

（2）特殊地層大型礦井建設(shè) 煤炭開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略逐步西移,西部煤礦呈現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模大、斜井多、井筒直徑大的特點(diǎn),且地層為弱膠結(jié)、不穩(wěn)定。現(xiàn)有特殊鑿井技術(shù)不完全適應(yīng)西部地層條件,斜井凍結(jié)技術(shù)尚屬空白。亟需研究斜井凍結(jié)技術(shù)、軟巖鉆進(jìn)技術(shù)及豎井掘進(jìn)機(jī)井筒施工技術(shù),滿足大直徑礦井快速建設(shè)的需要。為加快巖石巷道掘進(jìn)速度,需開(kāi)展巖巷全斷面綜合掘進(jìn)機(jī)、鉆爆法快速掘進(jìn)裝備、硬巖截割技術(shù)、巷道掘進(jìn)粉塵控制技術(shù)的研究。

（3）煤炭資源高效開(kāi)采 煤炭高效集約化開(kāi)采是煤炭工業(yè)發(fā)展方向,目前我國(guó)高端采掘設(shè)備在可靠性、自動(dòng)化水平等方面與國(guó)外產(chǎn)品尚有差距。此外,我國(guó)中小煤礦機(jī)械化程度較低;大型露天礦設(shè)備主要依賴進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)化程度亟待提高。需開(kāi)展綜采成套設(shè)備可靠性以及自動(dòng)控制、軟啟動(dòng)、新型高能量蓄電池、大功率防爆柴油機(jī)等關(guān)鍵元部件攻關(guān);研究中小煤礦機(jī)械化開(kāi)采、0.9m以下極薄煤層開(kāi)采、急傾斜薄煤層開(kāi)采以及西部保水開(kāi)采和生態(tài)修復(fù)技術(shù);改善大型露天開(kāi)采裝備長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀,對(duì)大型露天煤礦連續(xù) （半連續(xù)）采煤技術(shù)及裝備、生產(chǎn)智能監(jiān)控與決策系統(tǒng)以及邊坡災(zāi)害控制技術(shù)與裝備進(jìn)行研究。

（4）煤礦信息化與管理現(xiàn)代化 信息化與物聯(lián)網(wǎng)是國(guó)家優(yōu)先發(fā)展和重點(diǎn)支持領(lǐng)域,煤礦通訊、監(jiān)控系統(tǒng)是安全生產(chǎn)的重要保障。目前煤礦信息系統(tǒng)存在可靠性和及時(shí)性差、缺乏礦用產(chǎn)品全過(guò)程管控、無(wú)法實(shí)現(xiàn)人機(jī)環(huán)閉鎖等問(wèn)題,需要在高可靠性全礦井綜合監(jiān)控、煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和煤礦一體化通信技術(shù)方面開(kāi)展研究,實(shí)現(xiàn)礦區(qū)物物相連,信息相通,應(yīng)急聯(lián)動(dòng)和災(zāi)害預(yù)警等。此外,面對(duì)國(guó)際國(guó)內(nèi)新的能源形勢(shì),需要深入研究煤炭經(jīng)濟(jì)政策和改革措施、煤炭開(kāi)采業(yè)新會(huì)計(jì)準(zhǔn)則、基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的煤礦成本管理、全國(guó)煤炭物流方向戰(zhàn)略選擇和大型儲(chǔ)備基地布局、煤礦安全培訓(xùn)關(guān)鍵技術(shù)在內(nèi)的煤礦現(xiàn)代化管理技術(shù)等。

（5）煤與煤層氣協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā) 我國(guó)煤層氣資源豐富,但賦存條件復(fù)雜、抽采難度大且抽采量偏低。急需開(kāi)展不同煤階、不同深度的煤系地層煤層氣富集成藏規(guī)律研究;研究多分支水平井技術(shù)、煤儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)、井壁穩(wěn)定技術(shù)、分層連續(xù)壓裂技術(shù)及煤層氣低壓集輸工藝和監(jiān)控技術(shù);研發(fā)礦區(qū)煤層氣高效抽采技術(shù)與裝備、煤與煤層氣一體化開(kāi)發(fā)技術(shù)。強(qiáng)化煤層氣開(kāi)發(fā)與煤炭開(kāi)采工程緊密結(jié)合,建立不同賦存條件的煤層氣開(kāi)發(fā)與煤炭開(kāi)采協(xié)調(diào)發(fā)展模式,為煤層氣產(chǎn)業(yè)化提供先進(jìn)技術(shù)與裝備。

（6）煤礦動(dòng)力災(zāi)害預(yù)測(cè)與防治 隨著礦井開(kāi)采深度加大和開(kāi)采條件的變化,煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性日益增加,自然火災(zāi)、瓦斯煤塵爆炸等熱動(dòng)力災(zāi)害頻發(fā),重特大突出事故尚未得到有效遏制。針對(duì)深部煤巖動(dòng)力災(zāi)害的特征,需要重點(diǎn)開(kāi)展煤巖動(dòng)力災(zāi)害多因素耦合致災(zāi)機(jī)理、前兆信息探測(cè)分析與監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)、煤與瓦斯突出及綜合防治技術(shù)、隱蔽火源探測(cè)技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)的研究,從而建立和完善深部礦井煤巖動(dòng)力災(zāi)害防治技術(shù)體系,提升煤礦動(dòng)力災(zāi)害的綜合防治技術(shù)水平。

（7）煤礦應(yīng)急救援 急需開(kāi)展災(zāi)變條件下高可靠性搜救偵測(cè)技術(shù)及裝備、地面大直徑救生專用鉆機(jī)與救援破拆工器具、快速安裝的大流量成套排水系統(tǒng)裝備、井下移動(dòng)式大型避難設(shè)備及固定式避險(xiǎn)硐室系列設(shè)施和個(gè)體防護(hù)裝備;研發(fā)快速生成救援方案及實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)應(yīng)急救援輔助決策系統(tǒng),建立適合我國(guó)國(guó)情和煤炭行業(yè)的煤礦災(zāi)害事故風(fēng)險(xiǎn)管理與分級(jí)控制的標(biāo)準(zhǔn)管理體系。

（8）煤礦職業(yè)危害防治 開(kāi)展以呼吸性粉塵為主的塵害防治關(guān)鍵技術(shù)以及粉塵預(yù)警、粉塵濃度傳感器和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)的研究。隨著開(kāi)采深度的增加,礦井地溫不斷升高,且機(jī)械設(shè)備放熱也已成為井下重要熱源之一,我國(guó)熱害礦井?dāng)?shù)量明顯增加。針對(duì)現(xiàn)有降溫技術(shù)與裝備集成化低、制冷效率差,運(yùn)行費(fèi)用高等問(wèn)題,急需進(jìn)行深部礦井熱害預(yù)測(cè)與防治技術(shù)及裝備的研究。

（9）煤炭加工提質(zhì)與高效潔凈轉(zhuǎn)化 煤炭清潔利用是改善環(huán)境、積極應(yīng)對(duì)國(guó)際氣候變化的重要舉措。煤炭洗選、低階煤提質(zhì)、水煤漿制備等先進(jìn)加工技術(shù)是煤炭清潔利用的主要基礎(chǔ)。此外,發(fā)展以煤炭氣化液化為主線的煤潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù),補(bǔ)充石油儲(chǔ)量,對(duì)促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實(shí)施西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略及國(guó)家能源安全意義重大。針對(duì)我國(guó)大型選煤設(shè)備可靠性差、壽命短、自動(dòng)化水平低的現(xiàn)狀,需加強(qiáng)對(duì)大型選煤廠成套技術(shù)與裝備、井下選煤技術(shù)、深度脫硫及其有害重金屬元素脫除技術(shù)以及在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究。針對(duì)水煤漿制備設(shè)備處理能力小、專用性差的問(wèn)題,需要對(duì)水煤漿生產(chǎn)裝備的大型化進(jìn)行攻關(guān),進(jìn)一步拓寬制漿煤種、研發(fā)配套水煤漿添加劑以及利用各種工業(yè)廢水、污水、污泥制漿技術(shù)攻關(guān)。褐煤提質(zhì)方面,干燥技術(shù)尚未完全成熟且工業(yè)化裝置規(guī)模偏小,干餾技術(shù)及裝備仍處于研發(fā)階段,需加強(qiáng)褐煤干燥、改性、熱解等提質(zhì)技術(shù)開(kāi)發(fā)和大型關(guān)鍵設(shè)備攻關(guān)。

（10）節(jié)能減排與資源綜合利用 在煤層氣利用方面,針對(duì)煤層氣抽采濃度較低及利用率偏低的現(xiàn)狀,亟待開(kāi)發(fā)低濃度煤層氣高效分離及濃縮技術(shù),裝備的大型化及自動(dòng)化是重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題。此外,還需要在低 （劣）質(zhì)煤潔凈燃燒,高效煤粉鍋爐供料、燃燒與煤粉安全制備、配送,煙氣脫硫脫硝一體化及專用活性焦生產(chǎn),礦井水規(guī)模化循環(huán)利用與高礦化度礦井水零排放處理,600MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組成套技術(shù),礦井回風(fēng)熱能、礦井水、坑口電廠冷卻水在內(nèi)的礦井低溫?zé)崮芾?高嶺土、油頁(yè)巖及高度富集 Ga,Nb,Ta,Zr,Hf和稀土元素在內(nèi)的煤系伴生資源綜合利用等方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。

針對(duì)以上煤炭科技發(fā)展主要方向,要重點(diǎn)強(qiáng)化與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)的資源開(kāi)發(fā)、煤礦重大災(zāi)害防治、煤炭轉(zhuǎn)化等方面的基礎(chǔ)研究,大力攻克資源整合煤礦與礦井多源地質(zhì)災(zāi)害防治、西部大型礦井建設(shè)、高效輔助運(yùn)輸、中小煤礦高效充填開(kāi)采、露天煤礦安全高效開(kāi)采、應(yīng)急救援處置、千萬(wàn)噸級(jí)高效選煤、低階煤提質(zhì)與綜合利用等一系列關(guān)鍵技術(shù),著力構(gòu)建高承壓深部礦井防治水、千萬(wàn)噸礦井高效自動(dòng)化開(kāi)采、綠色生態(tài)礦山建設(shè)、煤礦物聯(lián)網(wǎng)、煤層氣開(kāi)發(fā)利用、井下高效選煤廠、大規(guī)模褐煤物理干燥技術(shù)、大型煤炭間接液化等示范工程。大力推廣科技成果,加強(qiáng)科技成果轉(zhuǎn)化,促進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,提高煤炭生產(chǎn)技術(shù)與裝備的應(yīng)用水平。

[1]國(guó)家能源局綜合司 .煤炭工業(yè)潔凈煤工程技術(shù)研究中心[R].能源數(shù)據(jù),2010.

[2]范維唐,盧鑒章,申寶宏,等 .煤礦災(zāi)害防治的技術(shù)與對(duì)策[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2007.

Chinese Coal Technology Development Status and Tendency

SHEN Bao-hong,LEI Yi
（China Coal Technology&Engineering Group Corp,Beijing 100013,China）

On the basis of analyzing coal science and technology development status of Chinese 11th Five-year-plan,challenge of coal science and technology in 12th Five-year-plan was put forward.Development target and tendencywas pointed out.It is strategically significant for realizing healthy and sustainable development of coal industry.

coal;science and technology;current status;tendency

T-1

A

1006-6225（2011）03-0004-04

2011-04-21

申寶宏 （1956-）,男,安徽鳳陽(yáng)人,研究員,博士生導(dǎo)師,現(xiàn)任中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司副總工程師兼科技發(fā)展部部長(zhǎng)。

[責(zé)任編輯:施紅霞 ]