当前煤炭科技主要成就及其特点

巩华刚

（新汶矿业集团有限责任公司，山东 泰安271000）

当前煤炭科技主要成就及其特点

巩华刚

（新汶矿业集团有限责任公司，山东 泰安271000）

煤炭资源是我国基础能源，煤炭工业发展十二五规划实施以来依托煤炭产业发展黄金十年的坚实基础，在煤炭科技创新方面取得了巨大成就，本文简要叙述了近年来煤炭科技行业科技发展成果和技术应用现状，为今后煤炭工业快速发展提供有益参考。

煤炭工业；煤炭科技；科技成就

Coal industry； Coal science and technology Scientif c and technological achievements

0 前言

煤炭是我国的主要能源。党和政府对煤炭工业发展给予了高度关注，提出了“坚持节约优先、立足国内、煤为基础、多元发展，优化结构，构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系”的能源战略。煤炭工业的可持续健康发展对我国经济和社会发展至关重要。

1 “十二五期间”煤炭科技成就特点

（1）初步建成了以企业需求为主导、产学研相结合的煤炭科技创新体系。当前，煤炭行业共有12个国家级技术研发中心，大多数企业都有自己的科研中心，完善了企业与高等院校、科研机构和专家学者的科技合作机制；涌现了一大批最新科技创新、仿真模拟实验室，日益完善了煤炭科技研发体系，为技术创新奠定了坚实基础。企业科技创新意识不断增强，技术成果应用率不断上升，行业评定的特等和一等奖项目获得国家科技奖的比例逐年提高。

（2）在国家科技发展政策引导和资金扶持下，行业共性关键性技术攻关取得突破。煤炭工业共性关键性技术和重大装备研究项目被提高到国家层面来对待，不少项目被纳入到国家“863”“973”科研基金范围内，为高新技术企业发展提供了诸多政策、资金支持。结合生产安全高效矿井建设配套技术与装备，煤炭洁净加工、煤矿安全、矿区环境保护、煤矿信息与自动化组织开展了一系列科技研究、产业建设和工程示范工作，取得了一批具有突破意义和先进水平的科技成果。

（3）适应我国煤层条件的各种机械化、综合机械化采煤工艺不断成熟完善，煤矿重大装备国产化取得重要进展，煤矿技术装备制造保持高速发展势头。由国内科技人员自主研发设计的厚煤层大功率电牵引采煤机，采用了最新科技成果和设计理念，大运力矿用带式输送机等一批现代化生产设备得到广泛普及和推广。最新推出的具有100%自主技术专利的煤矿巷道快速掘进掘锚联合机组、新型悬臂式掘进机，使掘进机械化程度稳步提高，出现了一批采用国产化装备的高产高效矿井，我国煤炭井工开采技术进入国际先进行列。

（4）洁净煤技术取得重要进展，成为我国能源体系建设的重要内容。大型选煤厂重介质选煤成套装备性能指标到达国际一流水平。煤炭液化技术研究取得重大突破，大大增强了我国大型煤炭生产设备研发实力。炼焦、造气以及合成氨、甲醇煤化工技术等呈现快速发展趋势。

（5）矿区环境保护和循环经济建设技术进入实质性应用阶段。煤层气资源化勘探和大规模开发试验取得初步成果，煤矸石综合利用、劣质煤电厂、矿区沉陷治理、矿井水资源化处理、煤系地层共伴生资源开发利用技术研究和工程应用工作广泛开展。矿区循环经济和可持续发展试点工作纳入国家或地方经济社会发展计划安排。矿区循环经济已经形成多样化发展模式。

2 “十二五期间”主要煤炭科技成就

2.1 煤炭资源开发地质保障技术得到新发展

初步形成了具有中国煤田地质特色的勘查理论体系，“以地震主导，多管齐下，井上井下多位一体联动”的立体式综合勘探体系逐渐成熟，基本能够探明开采地质条件。三维地震仪、3D可视化解释技术、时延地震勘探技术得到成功应用，二维地震勘探技术在各大主煤产区得到普遍应用，三维地震技术能够识别厚层超过五米的煤田断层，解释落差3～5m的断点，以及波幅10m以上的褶皱，成为煤田地质勘查的首选技术。电磁法勘探技术、测井技术、受控定向钻进技术得到应用，超大孔径、超千米深孔钻机研制成功。

2.2 特殊地层矿井建设技术快速发展

冻结法凿井技术可以穿透最深587米的煤田厚度，最大冻结深度737米。采用钻井法最大钻凿成井深度达到660米，最大孔径10.3米。最新型的注浆技术实现了"水泥时代"向"黏土时代"的转变，运用国内学者研发的综合注浆技术可以将注浆深度提高1048米。大直径反井钻机的面世，大大提高了反井钻机一次钻进成井的成功率，反井钻井深度达到500m，最大钻井直径达到5m。

2.3 安全高效开采技术与装备达到国际先进水平

年产600万吨大采高综采和年产1000万吨的综放成套技术与装备研制成功。综放开采技术领先世界前列，已在多个国家广泛普及和推广。

2.4 煤巷快速掘进技术创新成果显著

一般来说，煤巷综掘成巷速度保持在300-500m/月，最高可达800m/月以上。国有重点煤矿的煤巷锚杆支护率达到60%，一些比较先进的矿区甚至可以超过95%。

2.5 无轨辅助运输技术装备取得新突破

研制和开发出一系列防爆柴油机无轨运输车辆，在一些大型煤矿得到了广泛的应用和推广。

2.6 低损害绿色开采与生态复垦技术取得突破

充填开采有了创新，采用了巷道矸石充填、膏体充填技术，试验了矸石不上井、地面不建矸石山，在加快煤炭开采速度的同时，有效提高了环境保护水平。使用了例如充填复垦、挖深垫浅等多种复垦方法以及塌陷区地基处理与工程建设等，吸收了景观生态学、恢复生态学等现代环境保护理论和观念，有效提高了采煤区环境保护水平。地下气化进行了多种工程化试验。

2.7 煤矿信息化技术员发展迅速

推出了煤矿安全监控系统、煤矿井下人员位置监测系统、煤炭产量远程监测系统、生产调度通信系统等。

2.8 露天煤矿开采技术取得新进步

在露天矿开采领域，生产设备及工艺创新也取得了重大突破，大型挖掘机、电铲、卡车等设备长期进行了前期研制。另外，露天采矿作业区开始大力采用GPS定位技术、地下位移监测系统等新型技术。

2.9 煤与煤层气协调开发技术有了新突破

开发了煤层气欠平衡钻井、多分支水平井钻完井、压裂增产等关键技术；开发出相应的井下水平长钻孔装备等，井下水平长钻孔成孔深度达到1046m；鄂尔多斯盆地、马道头、酸枣井等多个示范矿区取得了明显的技术创新成果。

2.10 煤岩动力灾害预测与防治技术有了新进展

全面推广“四位一体”综合防突技术；实现了对工作面前方150m范围地质小构造探测；研发了煤岩应力、瓦斯含量的快速测定技术和装备；钻屑法、地音、微震监测等应用广泛；松软突出煤层成孔深度达到168m。

2.11 煤矿热动力灾害预测与防治技术取得新进展

火灾、瓦斯煤尘爆炸防治：研发了煤最短自然发火期的快速测试技术，建立了火灾早期预测预报指标体系；研发了自动抑爆技术与装备，新型防灭火材料及复合惰泡防灭火装备、新型抑爆装置等。煤田火灾：对北方煤田火灾发生特点和范围进行了全面综合分析，建立了煤田联合消防体系，有效控制了煤田火灾发生风险。

2.12 煤矿应急救援技术有了新发展

国家矿山应急救援体系初步形成，开发了人员遇险区域定位、救灾通讯、遇险人员快速救护等技术与装备。

2.13 煤矿职业危害防治技术得到重视

在粉尘防治方面，研究出系列涡流控尘、除尘设备，采煤机尘源智能跟踪高压喷雾降尘技术等。在矿井热害防治方面，研制出矿工个体热害防护服、矿井降温冷水机组、冷风机组等。14.煤炭洗选和加工技术水平有了新提高。

2.14 煤炭洗选和加工效率和质量显著改善

在煤炭洗选加工方面，原煤入选率提高到了50%，重介选煤占选煤工艺的50%左右，重介质旋流器已形成系列产品；干法选煤在中小型选煤厂得到推广；细粒煤分选与脱水进一步完善；一些重要生产环节实现了完全自动化控制和监测；国产选煤成套设备装机总功率超过400万t/a。在水煤浆方面，推出了水煤浆新型生产设备；水煤浆专用锅炉及燃煤燃油锅炉改烧水煤浆技术取得突破；气化水煤浆用煤标准有效降低，大大提高了煤炭资源利用率。

褐煤提质方面，褐煤干燥技术保持在世界领先地位；褐煤干馏技术成熟度较低。

2.15 煤炭转化技术发展迅速

煤炭气化技术：灰熔聚煤气化技术、多喷嘴对置式水煤浆气化炉、航天炉、两段式干煤粉加压气化技术研制成功。煤炭液化技术：100万t/a直接液化示范厂投入试运行；开发成功煤直接液化纳米级高效催化剂。间接液化技术开始大范围普及和推广，3套16～18万t/a装置投入运行，400万t/a间接液化厂正在筹建当中。煤基炭材料方面，以水深度净化、油气回收、烟气污染物联合脱除和煤层气提纯为目标的专用功能型煤基吸附材料领域以及在电极炭、磁性炭方面获得长足发展，有效夯实了煤炭工业发展基础。煤制天然气技术发展相对缓慢，蒸汽-纯氧气化/甲烷化技术应用取得重大突破，加氢气化和蒸汽催化气化技术科研项目正在全力推进。煤制化学品方面，煤制合成氨、甲醇和电石产量领先全球；煤制烯烃、煤制乙二醇等技术已具备工业化应用的条件。煤基多联产技术，国内已完成40MW级燃气发电与甲醇联产已投入商业化运行，正在进行单元技术放大研究；创造性的提出了多种形式的多联产工艺路线，开始进入到生产实践阶段；结合IGCC和大型煤化工项目的建设需求，全面推进多联产项目综合应用。

2.16 煤炭节能减排理念日益受到重视

在煤层气资源开发和利用方面：中高浓度煤层气发电取得重大突破，截止到目前，最大机组装机容量达3000kW，液态煤层气制备正处于最后试验测试阶段。低浓度煤层气浓缩富集技术取得一定进展。CO2减排：研究出燃煤电厂烟气中CO2捕集的吸收法、吸附法、膜法、低温法，对煤化工方面已开始对CO2捕集、利用和封存技术进行研究。低（劣）质煤燃烧发电技术水平显著提高，国产单机容量为135～300MW的CFB机组已实现大规模商业化运行，600MW超临界CFB机组正在研发过程中。工业锅炉燃煤技术成果显著，已开发出4～35t/h系列高效煤粉锅炉关键设备制造技术。矿井水资源综合利用效率不断提高，企业生产成本显著压缩，大多数矿区矿井水综合利用率超过70%。煤矸石综合利用技术水平显著提升。国内煤系高岭土、硫铁矿、石英岩类矿物及膨润土、硅藻土的利用较多，煤炭伴生油页岩资源的利用已形成商业化运行。

2.17 煤矿管理科学取得成效

企业普遍重视内部管控，在资产管理、项目投资、财务管理、融资风险控制以及内部流程优化等方面进行了深入改革，取得了初步成效，显著提高了煤炭企业综合竞争力。

2.18 职工培训工作取得成绩

建立、健全了煤矿安全生产培训体系，进行了安全生产管理培训、管理内容、管理方式和流程、培训教材和师资、培训体制和管理等方面的改革。

3 总结

自国家能源局2012年3月22日发布《煤炭工业发展“十二五”规划》以来，全国煤炭行业依托“煤炭黄金十年”形成的坚实经济基础之上，在煤炭科技创新方面取得了长足进展。今后煤炭仍将是支撑经济社会发展最基础的能源，并将继续面临着煤炭供应短期过量、长期不足的结构性矛盾；全国煤炭需求将会保持稳步增长，但是受资源储备有限制约，煤炭供给量增长幅度十分有限，对科技创新的需求还将不断增加。

［1]孙春生郭建利.2013年我国煤炭工业发展回顾与展望［J].煤炭经济研究.2014，（02）.

［2]王显政.深入贯彻落实十八届三中全会精神提升煤炭工业发展的科学化水平［J].中国煤炭工业.2014，（01）.

巩华刚（1979—），男，山东临沂费县人，本科，学士，工程师，研究方向：煤矿开采技术。

English summary：The coal resource is the base of energy in China，since the implementation of the 12th Five Year Plan on the development of coal industry coal industry a solid foundation for development of gold for ten years，has made great achievements in science and technology innovation.This paper brief y describes the main achievements of scientif c and technological achievements as well as the coal characteristics，provide the reference for the coal industry development plan for the next step.