礦壓理論與支護技術(shù)課件

1、礦壓理論與支護技術(shù)課件礦壓理論與支護技術(shù)課件煤炭與主體能源根據(jù)我國能源資源狀況,2005年能源結(jié)構(gòu)是: 煤占69.6%,石油和天然氣占23.8%,水電和核電為6.6%. 2002年我國煤炭探明儲量為1 145億t.我國常規(guī)可采石油總資源114.9億t,居世界第9位,人均為第41位.天然氣累計探明可采儲量2.56萬億m3,居世界第17位,人均為世界人均的5%.隨著勘探科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,油、氣會得到進一步增加.但總產(chǎn)量1.8億t左右不會有太大的變化.至2020年缺口達(dá)到3億t(對外依賴達(dá)60%).隨著油氣在國外的大量開發(fā)帶來的是能源安全問題.制約我國經(jīng)濟發(fā)展的突出瓶頸是能源.能源中能比較主動解決的是

2、煤炭.煤炭與主體能源根據(jù)我國能源資源狀況,2005年能源結(jié)構(gòu)是: 中國能源的現(xiàn)狀中國是一個嚴(yán)重依賴化石能源的國家，可再生能源消費比例低于世界平均水平中國能源的現(xiàn)狀中國是一個嚴(yán)重依賴化石能源的國家，可再生能源消礦壓理論與支護技術(shù)課件一、能源技術(shù)概述能量形式: 機械能(風(fēng)能、水能等)、電磁能、熱能、 化學(xué)能、原子能、光能。能源: 自然界中能為人類提供某種形式能量的物質(zhì) 資源。能源種類：按原始來源分: 地內(nèi)能源和地外能源以及相互作用 能源。按生成方式分: 天然(一次)能源和人工(二次)能源按對能源的認(rèn)識過程分：常規(guī)能源和新能源。一、能源技術(shù)概述能量形式: 機械能(風(fēng)能、水能等)、電磁能、天然(一次)

3、能源和人工(二次)能源二次能源：它是指經(jīng)過消耗一次能源加工轉(zhuǎn)化而產(chǎn)生的誕生能源。如電能、熱能、煤氣、柴油、氫能、焦炭、沼氣等。 非再生能源：石油、天然氣、原煤、核燃料等一次能源再生能源：太陽能、風(fēng)能、水能、海洋能生物質(zhì)能等地內(nèi)能源：地?zé)崮?地下蒸氣、溫泉、火山)、核能地外能源：主要來自太陽，包括由太陽能轉(zhuǎn)變來的風(fēng)能、水 能、礦物燃料(煤，石油等)，及少量宇宙輻射能相互作用能源：主要指潮汐能。常規(guī)能源：已被廣泛利用的能源，如煤、石油、水力、電能新能源：原子能、太陽能(對發(fā)展中國家而言)、雷電能、宇 宙射線能、火山能、地震能等。 天然(一次)能源和人工(二次)能源二次能源：它是指經(jīng)過消耗一2. 能

4、源問題 能源模式的演變： 木材煤石油核能或多種形式能源 非再生能源: 石油、天然氣、煤炭和裂變核燃料約占能源總消費量的90%左右再生能源: 水力、植物燃料等只占10%左右目前人類使用的能源儲量和分布2. 能源問題 能源模式的演變：非再生能源: 石油、天然氣、再生能源分布: 太陽能占99.44%, 水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、生物能等不?%在非再生能源中，利用海水中的氘資源產(chǎn)生的人造太陽能(聚變核能)幾乎占100%，煤炭、石油、天然氣、裂變核燃料加起來也不足千萬分之一。所以，人類使用的能源歸根到底要依靠太陽能，太陽能是人類永恒發(fā)展的能源保證。 再生能源分布: 太陽能占99.44%,在非再生能源中，利用

5、海世界能源儲量分布與利用世界能源儲量分布與利用世界非再生能源儲量分布: 中東地區(qū): 石油儲量最多, 占56.8%；歐洲: 天然氣和煤炭儲量最多, 各占54.6%和45%亞洲、大洋洲: 煤炭各占18% 石油、天然氣只有5%世界非再生能源儲量分布: 我國能源資源地區(qū)分布不均衡煤炭，主要集中在華北和西北石油、天然氣，主要分布在黑龍江、遼寧、河北、河南、山東、四川、甘肅和新疆等省區(qū)內(nèi)可開發(fā)水力資源有，主要集中在西南太陽能和風(fēng)能資源豐富，有很大利用潛力。我國能源資源豐富煤炭資源(探明儲量)和水力資源均居世界第一位；石油資源占世界第十一位；天然氣資源占世界第十四位；太陽能資源居世界第二位；潮汐、地?zé)帷L(fēng)力

6、和核燃料資源都很豐富。人均占有量很少，只有世界平均水平的一半。我國能源資源地區(qū)分布不均衡我國能源資源豐富利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。主要來源：1) 煤、石油等燃料的燃燒；2) 汽車排放的廢氣；3) 工業(yè)生產(chǎn)(化工廠、煉焦廠等)過程中產(chǎn)生的廢氣。大氣污染：1) 酸雨問題；2) 溫室效應(yīng)；3) 臭氧層破壞。能源問題 即環(huán)境與能源關(guān)系問題 聯(lián)合國提出可持續(xù)發(fā)展概念，即要滿足當(dāng)代人的需要，又要考慮不損害后代的需要。因此, 今后的能源戰(zhàn)略是多元結(jié)構(gòu)的能源系統(tǒng)和高效清潔的能源技術(shù)。利用能源的過程直接污染地球環(huán)境。大氣污染：能源問題 即環(huán)境與二、能源技術(shù) 1. 潔煤技術(shù) 煤碳的污染物和二氧化碳可能導(dǎo)致全

7、球變暖?，F(xiàn)在有兩條潔煤途徑： (1) 先進燃燒和污染處理，潔煤技術(shù)可用于燃燒前、 中、后期。 (2) 氣化和液化煤，將煤轉(zhuǎn)化為含一氧化碳和氫的 “合成氣”。2. 煤炭液化(煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)之一) 對固體煤炭以特殊方法進行化學(xué)加工成為液態(tài)后，可作液體燃料和化工原料使用。從工藝上可分為直接液化: 在高溫高壓下加氫，使煤炭直接生成液態(tài)物質(zhì)；間接液化: 先把煤炭氣化，制成煤氣，再合成為液體燃料。煤炭液化技術(shù)復(fù)雜，難度高，投資大，比天然石油成本高，目前還沒有競爭能力。二、能源技術(shù) 1. 潔煤技術(shù) 煤碳的污染物和二氧化碳可能導(dǎo)致3. 煤炭氣化 (煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)研究的一個重要部分)現(xiàn)狀：煤炭自身氫碳比低，含有灰分

8、、硫分等雜質(zhì)，在開采、運輸、燃燒過程中會污染環(huán)境，燃燒時熱效率低。地下氣化采出煤炭后進行熱加工的一種過程: 以煤炭作為原料，以氧或氫作氣化介質(zhì)，控制氧化程度，使煤炭轉(zhuǎn)化成為一氧化碳、氫和甲烷等可燃性氣體。在未經(jīng)開采的煤層中進行的熱加工過程: 通過從地面鉆進的一批特定鉆孔，把氣化介質(zhì)送進煤層，使煤炭在地下進行發(fā)生爐煤氣反應(yīng)，生成的煤氣從另一批特定鉆孔引出。煤炭氣化目的： 制取清潔的氣體燃料； 制取化工合成用的氣體原料。地上氣化3. 煤炭氣化 (煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)研究的一個重要部分)地下氣化采4. 石油的精煉 目的 從復(fù)雜的原油中提取粘度較小的能充分燃燒 的烴類 (根據(jù)辛烷值來標(biāo)號) 把不好的分子轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

9、好的分子 如長鏈烷烴容易引起汽缸爆震精煉方法: 先根據(jù)不同沸點把不同成分分離開， 然后除硫再向高辛烷轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)在觀點，大多數(shù)石油是由埋藏在地下沉積層中的有機物經(jīng)過幾百萬年在75200的溫度下形成的。 微生物將地表以下的有機物轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔?，剩下的埋藏在深層地?通常具有商業(yè)價值的油田都位于地表以下500米700米深處，最深的油井在約6公里深的地底)的有機物則在溫度和壓力下經(jīng)過分解及復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)生成石油。 4. 石油的精煉 精煉方法: 先根據(jù)不同沸點把不同成分分離開5. 天然氣液化 通過施加一定高壓，使天然氣由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，貯存在專門容器內(nèi)。天然氣是埋藏在地層深處的一種富含碳?xì)浠衔锏目扇細(xì)怏w

10、，由億萬年前的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來。主要成分是甲烷，其次是乙烷、丙烷、丁烷和其他重質(zhì)氣態(tài)烴類。 甲醇俗稱“木精”，性能穩(wěn)定，象石油一樣能直接當(dāng)作燃料，使用時不污染環(huán)境，便于運輸和貯存。20世紀(jì)末，甲醇合成技術(shù)已獲成功，如果在天然氣產(chǎn)地附近設(shè)立甲醇工廠，把天然氣加工成甲醇，可經(jīng)濟合理地解決天然氣液化問題。液化途徑利用天然氣作原料合成甲醇。5. 天然氣液化 天然氣是埋藏在地層深處的一種富含碳?xì)浠衔?. 水能的利用 水力發(fā)電優(yōu)點，經(jīng)濟、干凈和易維修葛州壩水利樞紐裝機容量為271萬千瓦三峽水電站總?cè)萘繛?768萬千瓦當(dāng)今世界僅次于三峽水電站的第二大的水電站-伊泰普水電站,位于巴拉那河流經(jīng)巴西與巴拉圭兩國

11、邊境的河段. 總裝機容量1260萬千瓦，年發(fā)電量可達(dá)750億度。6. 水能的利用葛州壩水利樞紐裝機容量為271萬千瓦三峽水電7. 蓄能技術(shù)針對熱能或電能儲存，著眼于大規(guī)模、長時間應(yīng)用。電能儲存是當(dāng)前研究的重點。蓄能技術(shù)一般要求: 儲能密度大 變換損耗小 運行費用低 維護較容易 不污染環(huán)境根據(jù)這些要求衡量，抽水蓄能方案較優(yōu)越電的蓄能技術(shù)大致分三類： 直接儲存電磁能 把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存 把電能轉(zhuǎn)化為機械能儲存超導(dǎo)線圈蓄能系統(tǒng)鉛電池,鈉硫電池,鋅氯電池等壓縮空氣, 需要時釋放7. 蓄能技術(shù)蓄能技術(shù)一般要求:根據(jù)這些要求衡量，抽水蓄能方電池：儲存電能轉(zhuǎn)化而來的化學(xué)能鉛酸電池中的鉛在回收中容易流失，

12、對環(huán)境存在二次污染。 鎳氫電池：一種密封電池，可以在任何位置下工作，使用方便。特點：可隨時充放，循環(huán)使用，且不用維護。以過充過放為一次使用過程，預(yù)計可使用1000次。鋰電池: 采取了3層保護措施，可抗過充過放，使用更安全方便。特點: 體積小、質(zhì)量輕、使用壽命長、環(huán)保(不需要回收) 。 燃?xì)潆姵?、納米碳管(一個裝電的容器，像擰水龍頭一樣放電)將是電動自行車動力源未來的發(fā)展方向。 電池：儲存電能轉(zhuǎn)化而來的化學(xué)能鉛酸電池中的鉛在回收中容易流失由于它是把燃料通過化學(xué)反應(yīng)釋出的能量變?yōu)殡娔茌敵?，所以被稱為燃料電池。它是利用氫和氧生成水的過程來產(chǎn)生電力的一種裝置。 燃料電池：第四種電力(電力火電、水電、核

13、電為三種當(dāng)今能以工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)的電力)工作原理: 通過物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時連續(xù)地向其供給活物質(zhì)(起反應(yīng)的物質(zhì))-燃料和氧化劑, 促使物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時釋出的能量直接將其轉(zhuǎn)換為電能。由于它是把燃料通過化學(xué)反應(yīng)釋出的能量變?yōu)殡娔茌敵?，所以被稱為具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的發(fā)電機。它由正極、負(fù)極和夾在正負(fù)極中間的固體電解質(zhì)板所組成。工作時向負(fù)極供給燃料(氫H2)，向正極供給氧化劑(空氣O2)。氫在負(fù)極分解成正離子H+和電子e-。氫離子進入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆

14、過程。燃料電池的用途: 電動車動力源,可移動電源、家庭電源與分散電站等具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的發(fā)電機。它由正能源利用與開發(fā)能源利用與開發(fā) 1. 常見的能源 熱能及其到機械能的轉(zhuǎn)換紐科曼(T.Newcomen，16631729)1711年發(fā)明蒸氣機瓦特(J.Watt，17361819) 1765年發(fā)明分離冷凝器，使蒸氣機成為主要動力裝置。 1. 常見的能源 熱能及其到機械能的轉(zhuǎn)換紐科曼(T.New熱機效率：430以上卡諾循環(huán) 熱能及其到機械能的轉(zhuǎn)換 天然氣的開發(fā)； 地?zé)崮?；地?zé)崮苁莵碜缘貧ぶ碌母邷啬茉础Ｒ粋€典型的地?zé)崮茈妶隹梢暂p松地輸送100MW電量，這是風(fēng)能和太陽能所無法企

15、及的。 熱機效率：430以上卡諾循環(huán) 熱能及其到機械能的轉(zhuǎn)換地電能電能指電以各種形式做功的能力。有直流電能、交流電能、高頻電能等，這幾種電能均可相互轉(zhuǎn)換。 電能電能指電以各種形式做功的能力。有直流電能、交流電能、高頻機械能 水力發(fā)電； 海洋能(潮汐能、海浪能、溫差能)； 風(fēng)能利用機械能太陽能 光電轉(zhuǎn)換方式； 光熱轉(zhuǎn)換方式； 光化學(xué)轉(zhuǎn)換方式。家用太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)工作原理1）晴天的白天：太陽能電池板陣列將太陽能轉(zhuǎn)化為直流電力，再經(jīng)由逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)榭蔀橛秒娫O(shè)備供電的交流電力。發(fā)電電力大于用電設(shè)備的消費電力時剩余電力將被返送回電網(wǎng)，電力公司將依據(jù)售電電能表記錄的數(shù)值支付給用戶相應(yīng)的費用。2）多云或陰雨天氣

16、的白天：此種天氣下，我們的太陽能系統(tǒng)根據(jù)實際的日射量仍可以發(fā)電，但此時發(fā)電量較少，當(dāng)用電設(shè)備消費電力較大時，不足部分將由電力公司通過電網(wǎng)補充提供。3）夜晚：夜間太陽能發(fā)電系統(tǒng)不提供電力，用電設(shè)備由電力公司提供的常規(guī)電力供電。 太陽能家用太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)工作原理 氫能“喝”氫的汽車 氫能“喝”氫的汽車2. 超級能源：可燃冰 可燃冰是天然氣的附生產(chǎn)品，其應(yīng)用范圍與天然氣大致相同，是一種典型的石油替代產(chǎn)品。1m3可燃冰釋放160m3天然氣,儲量是煤石油天然氣等的兩倍.可燃冰, “天然氣水合物”的俗稱。它是甲烷類天然氣被包進水分子中，在低溫高壓條件下形成的透明結(jié)晶，多呈白色或淺灰色。外貌類似冰雪，可以像

17、酒精塊一樣燃燒，故稱為“可燃冰”。 2. 超級能源：可燃冰 可燃冰是天然氣的附生產(chǎn)品，其應(yīng)用范圍3. 裂變反應(yīng)堆核電站 裂變發(fā)現(xiàn)及裂變能的釋放1) 裂變的發(fā)現(xiàn)1934年，費米(E.Fermi，意大利，19011954)1938年，居里夫人實現(xiàn)中子使鈾核裂變；1939年，哈恩(O.Hahn，18791968)和斯特拉斯曼(F.Strassmann)，重復(fù)了居里的實驗；L.meitner和O.R.Frisch對此做出正確解釋，首次引入fission(裂變)一詞；1947年，錢三強和何澤慧進一步發(fā)現(xiàn)裂變的三分裂和四分裂現(xiàn)象。3. 裂變反應(yīng)堆核電站 裂變發(fā)現(xiàn)及裂變能的釋放19342) 核裂變的特點(1

18、) 裂變過程釋放巨大能量1g的鈾裂變所釋放的能量，相當(dāng)于3噸以上的煤燃燒所釋放的能量。2) 核裂變的特點1g的鈾裂變所釋放的能量，相當(dāng)于3噸以上的(2) 裂變產(chǎn)物有多種組合方式，裂變時放出中子(2) 裂變產(chǎn)物有多種組合方式，裂變時放出中子 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的可能性和可控性1) 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的可能性中子增殖一次鈾核裂變中，平均可以放出2.4個中子2) 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以控制緩發(fā)中子 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的可能性和可控性一次鈾核裂變中，平均可以放出2. 可控式鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的實現(xiàn)1) 中子必須慢化核裂變中釋放的中子，動能大多在Mev的數(shù)量級，必須使快中子慢化為熱中子。慢化劑：水，重水，石墨等。2) 臨界體積增殖系數(shù)加大K的方法： 提

19、高濃縮鈾中235U的比例 加大反應(yīng)體的體積事實證明：當(dāng)反應(yīng)體積達(dá)到一定的臨界體積時，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)就會持續(xù)。 可控式鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的實現(xiàn)1) 中子必須慢化2) 臨界體積增殖3) 用控制棒控制反應(yīng)堆的速率控制棒：易于吸收中子的硼或鎘核反應(yīng)堆，又稱為原子反應(yīng)堆或反應(yīng)堆，是裝配了核燃料以實現(xiàn)大規(guī)?？煽刂屏炎冩?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置。 核反應(yīng)堆=裂變原子核熱載體 3) 用控制棒控制反應(yīng)堆的速率控制棒：易于吸收中子的硼或鎘核鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的歷史(1942，12，2)原子彈、氫彈、中子彈鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的歷史(1942，12，2)原子彈、氫彈、中子彈礦壓理論與支護技術(shù)課件礦壓理論與支護技術(shù)課件 核電站簡介核電站利用原子核裂變反應(yīng)所放出的核能

20、，由冷卻劑帶出，把水加熱為蒸汽，驅(qū)動汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。兩個回路系統(tǒng)核蒸氣供應(yīng)系統(tǒng)蒸汽驅(qū)動汽輪發(fā)電機工作的系統(tǒng) 核電站簡介核電站利用原子核裂變反應(yīng)所放出的核能，由冷卻劑秦山核電站(30萬千瓦)，1991年12月15日并網(wǎng)發(fā)電大亞灣核電站(290萬千瓦)臺灣6座, 40。坐落于浙江海鹽縣秦山雙龍崗的鳥瞰圖 秦山核電站(30萬千瓦)，1991年12月15日并網(wǎng)發(fā)電大亞美國109座, 供電量占全國21%；法國56座, 80%；日本，德國，俄羅斯，加拿大均有大量的核電站。美國日本蘇聯(lián)莫斯科附近(1954第一座)法國格拉弗林檬電站(世界第一) 美國109座, 供電量占全國21%；法國56座, 80%開

21、采引起的地質(zhì)災(zāi)害 CH4 Tree Tree House Building 2 Factory Tree Tree CH4 開采沉陷mining subsidence 突水事故water bursting 突水事故 瓦斯抽采gas drawing 瓦斯事故gas outburst and gas explosion 頂板事故roof accidents 采礦引起的生產(chǎn)和環(huán)境問題火災(zāi)事故fire accident 開采引起的地質(zhì)災(zāi)害 CH4 T 圖3 20002008年全國煤炭生產(chǎn)情況 圖3 20002008年全國煤炭生產(chǎn)情況煤炭工業(yè)主要特征煤炭是不可再生的資源，煤炭工業(yè)屬資源型、高危險性、投資

22、風(fēng)險高的行業(yè)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜。煤炭需求持續(xù)增長，煤炭生產(chǎn)與消費逆向布局的矛盾更加突出。2010年全國煤炭需求總量為30億噸, 2020年中國煤炭需求約為34億噸左右，比目前增加約6億噸。煤炭工業(yè)主要特征煤炭是不可再生的資源，煤炭工業(yè)屬資源型、高危煤礦數(shù)量多、分布廣，產(chǎn)業(yè)集中度較低。2008年底全國共有各類煤礦17352處（包括改擴建設(shè)和新建礦井），其中國有重點1051處，國有地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦16301處。煤礦在我國26個?。ㄖ陛犑小⒆灾螀^(qū)）、1260個縣均有分布。煤礦自然條件差，井工開采比重大。我國露天礦井僅占0.3，產(chǎn)能占6左右。美國露天開采比重67，印度80%。生產(chǎn)力水平發(fā)展不平衡。國有重點煤

23、礦的裝備水平和集約化程度在不斷提高，生產(chǎn)規(guī)模在逐步擴大；小煤礦技術(shù)裝備水平較低，開采方法落后，基本上采用非機械開采，缺乏足夠的安全保障。煤礦數(shù)量多、分布廣，產(chǎn)業(yè)集中度較低。安徽省礦井基本情況 安徽省是全國的重點產(chǎn)煤省之一，截止2008年底，全省有各類礦井194對（不含2008年關(guān)閉礦井18對），其中國有重點煤礦（淮南礦業(yè)集團、淮北礦業(yè)集團、皖北煤電集團、國投新集公司）55對，市縣國有煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦139對。2008年全省煤炭產(chǎn)量11774萬噸，其中四大礦業(yè)集團煤炭產(chǎn)量11157萬噸、占全省煤炭產(chǎn)量的94.8%，市縣國有煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦煤炭產(chǎn)量616萬噸、占全省煤炭產(chǎn)量的5.2%。安徽省礦井基本情

24、況 安徽省是全國的重點產(chǎn)煤省之一，截止200安徽省礦井基本情況 淮南、淮北礦區(qū)煤層埋藏深、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，瓦斯含量高、壓力大，自然災(zāi)害嚴(yán)重。全省194對礦井中，突出礦井34對、高瓦斯礦井40對、低瓦斯礦井120對，受水害威脅礦井30對。目前全省煤礦建設(shè)項目多、規(guī)模大、單井設(shè)計產(chǎn)量高，大多數(shù)為深井或超深井開采，12對基建礦井，年設(shè)計生產(chǎn)能力2205萬噸。2008年，全省煤與瓦斯突出礦井生產(chǎn)原煤7020萬噸，占全年產(chǎn)量的60%；高瓦斯礦井生產(chǎn)原煤3393萬噸，占全年產(chǎn)量的29%；低瓦斯礦井生產(chǎn)原煤1361萬噸，占全年產(chǎn)量的11%。安徽省礦井基本情況 淮南、淮北礦區(qū)煤層埋藏深、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，開采引起的

25、地質(zhì)災(zāi)害 CH4 Tree Tree House Building 2 Factory Tree Tree CH4 開采沉陷mining subsidence 突水事故water bursting 突水事故 瓦斯抽采gas drawing 瓦斯事故gas outburst and gas explosion 頂板事故roof accidents 采礦引起的生產(chǎn)和環(huán)境問題火災(zāi)事故fire accident 開采引起的地質(zhì)災(zāi)害 CH4 T安徽省煤礦事故總體情況 2008年,全省煤礦共發(fā)生死亡事故48起，死亡52人，與2007年（事故50起，死亡55人）相比，事故減少2起，少死亡3人，分別下降4%和

26、5.5%。2008年發(fā)生1起較大死亡事故。按所有制性質(zhì)分析四大礦業(yè)集團公司。共發(fā)生死亡事故27起，死亡27人，分別占全省煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)的56%和52%，與2007年（事故35起，死亡38人）相比，事故減少8起，少死亡11人，分別下降23%和29%?；茨系V業(yè)集團發(fā)生事故10起，死亡10人淮北礦業(yè)集團發(fā)生事故11起，死亡11皖北煤電集團發(fā)生事故5起，死亡5人，國投新集公司發(fā)生事故1起，死亡1人市縣國有煤礦。沒有發(fā)生死亡事故。鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦。共發(fā)生死亡事故21起，死亡25人安徽省煤礦事故總體情況 2008年,全省煤礦共發(fā)生死亡事故4安徽省煤礦事故具體情況按事故類別分析頂板事故。共發(fā)生24起，死亡2

27、4人，分別占全省煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)的50%和46%。瓦斯事故。共發(fā)生3起，死亡7人，分別占全省煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)的6.3%和13.5%。運輸事故。共發(fā)生8起，死亡8人，分別占全省煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)的16.7%和15.4%。機電事故。共發(fā)生6起，死亡6人，分別占全省煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)的12.5%和11.5%。放炮事故。共發(fā)生1起，死亡1人，分別占全省煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)的2.1%和1.9%。其它事故。共發(fā)生6起，死亡6人，分別占全省煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)的12.5%和11.5%。與2007年相比，運輸、其它事故的起數(shù)、死亡人數(shù)分別有不同程度減少，頂板、瓦斯、機電和放炮事故的起數(shù)

28、、死亡人數(shù)均有所增加。 安徽省煤礦事故具體情況按事故類別分析重慶近年煤礦事故發(fā)生情況20012008年各類事故的總發(fā)生次數(shù)、死亡人數(shù)對比 發(fā)生次數(shù)死亡人數(shù)重慶近年煤礦事故發(fā)生情況20012008年各類事故的總發(fā)生煤礦的主要災(zāi)害及危害程度 我國是世界上煤礦災(zāi)害嚴(yán)重、災(zāi)害多的國家，主要災(zāi)害有：瓦斯災(zāi)害、頂板災(zāi)害、礦井火災(zāi)、水害、沖擊地壓、塵害、熱害等。煤礦的主要災(zāi)害及危害程度 我國是世界上煤礦災(zāi)重慶近年煤礦事故發(fā)生情況20012008年各類事故的總發(fā)生次數(shù)、死亡人數(shù)對比 發(fā)生次數(shù)死亡人數(shù)重慶近年煤礦事故發(fā)生情況20012008年各類事故的總發(fā)生事故發(fā)生規(guī)律及特點 煤礦安全生產(chǎn)特點 地質(zhì)條件千差萬別

29、 生產(chǎn)環(huán)節(jié)多而復(fù)雜 作業(yè)場所動態(tài)變化 作業(yè)空間不確定 救援困難 事故發(fā)生規(guī)律及特點 煤礦安全生產(chǎn)特點一、前言二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度三、煤礦災(zāi)害事故基本特征四、煤礦災(zāi)害事故原因分析五、煤礦安全科技對策和發(fā)展方向一、前言1.煤炭工業(yè)的地位和作用煤炭工業(yè)是關(guān)系國家經(jīng)濟命脈的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，支撐著國民經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展。煤炭在我國一次能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)中一直占70%左右：煤炭提供了76%的發(fā)電能源、工業(yè)燃料和動力、60%的民用商品能源、70%的化工原料。2008年煤炭產(chǎn)量27.2億噸，約占世界煤炭產(chǎn)量的42%，其增量占世界80%以上，分別占一次能源生產(chǎn)和消費的76.7%和68.7%。我國煤炭資源占已

30、探明化石能源總量的96%以上 。一、前言1.煤炭工業(yè)的地位和作用一、前言中國煤炭資源一直占化石能源總量的96%以上圖1 中國化石能源構(gòu)成圖中國煤炭資源一直占圖1 中國化石能源構(gòu)成圖2.煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中的比例2008年我國能源生產(chǎn)總量260000萬tce,其中煤炭占76.7%，原油占10.4%，天然氣占3.9%，水電、核電、風(fēng)電等一次電力占9.0%。與2002年相比，2008年煤炭產(chǎn)量增加92%，石油產(chǎn)量僅增加14%。2008年我國能源消費總量285000萬tce，其中煤炭占68.7%，石油占18.0%，天然氣占3.8%，水電、核電、風(fēng)電等一次電力占9.5%。一、前言2.煤炭在我國能源結(jié)構(gòu)中

31、的比例一、前言圖2 2008年我國能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)圖2 2008年我國能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu) 圖3 20002008年全國煤炭生產(chǎn)情況 圖3 20002008年全國煤炭生產(chǎn)情況一、前言3.煤炭工業(yè)主要特征煤炭是不可再生的資源，煤炭工業(yè)屬資源型、高危險性、投資風(fēng)險高的行業(yè)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)復(fù)雜。煤炭需求持續(xù)增長，煤炭生產(chǎn)與消費逆向布局的矛盾更加突出。2010年全國煤炭需求總量為30億噸, 2020年中國煤炭需求約為34億噸左右，比目前增加約6億噸。一、前言3.煤炭工業(yè)主要特征煤礦數(shù)量多、分布廣，產(chǎn)業(yè)集中度較低。2008年底全國共有各類煤礦17352處（包括改擴建設(shè)和新建礦井），其中國有重點1051處，國有

32、地方和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦16301處。煤礦在我國26個?。ㄖ陛犑?、自治區(qū)）、1260個縣均有分布。煤礦自然條件差，井工開采比重大。我國露天礦井僅占0.3，產(chǎn)能占6左右。美國露天開采比重67，印度80%。生產(chǎn)力水平發(fā)展不平衡。國有重點煤礦的裝備水平和集約化程度在不斷提高，生產(chǎn)規(guī)模在逐步擴大；小煤礦技術(shù)裝備水平較低，開采方法落后，基本上采用非機械開采，缺乏足夠的安全保障。煤礦數(shù)量多、分布廣，產(chǎn)業(yè)集中度較低。一、前言4.煤炭工業(yè)“十一五”發(fā)展戰(zhàn)略國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要堅持節(jié)約優(yōu)先、立足國內(nèi)、煤為基礎(chǔ)、多元發(fā)展，優(yōu)化生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑穩(wěn)定、經(jīng)濟、清潔、安全的能源供應(yīng)體系。 有序發(fā)展煤炭。加強煤

33、炭資源勘探，統(tǒng)籌規(guī)劃，合理開發(fā)，提高回采率，減少煤炭開采對生態(tài)環(huán)境的影響。加強煤礦瓦斯綜合治理，加快煤層氣開發(fā)利用。一、前言4.煤炭工業(yè)“十一五”發(fā)展戰(zhàn)略二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度 我國是世界上煤礦災(zāi)害嚴(yán)重、災(zāi)害多的國家，主要災(zāi)害有：瓦斯災(zāi)害、頂板災(zāi)害、礦井火災(zāi)、水害、沖擊地壓、塵害、熱害等。二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度 我國是世界上煤二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度1. 瓦斯災(zāi)害我國煤礦幾乎都有瓦斯涌出，年涌出量超過150億方；國有重點煤礦中，高瓦斯突出礦井占49.5%左右；全國煤礦中高瓦斯礦井4462處，突出礦井911處，國有重點煤礦中約250處突出礦井；我國煤礦是世界上煤與瓦斯突出最嚴(yán)重的

34、國家之一始突深度最?。煌咚箟毫Ω?，已測得的數(shù)據(jù)為13.8MPa；至2007年底累計突出16400余次，占世界總突出次數(shù)的40%左右。二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度1. 瓦斯災(zāi)害圖4 中國煤層瓦斯含量與煤礦瓦斯區(qū)劃煤層瓦斯含量：1. 16m3/t；6.發(fā)生過煤和瓦斯突出的礦區(qū)；7.瓦斯大區(qū)界線；8.瓦斯帶（亞區(qū)）界線圖4 中國煤層瓦斯含量與煤礦瓦斯區(qū)劃圖5 煤與瓦斯突出過程模擬圖5 煤與瓦斯突出過程模擬 瓦斯爆炸濃度范圍：5% 16%圖6瓦斯爆炸模擬圖 瓦斯爆炸濃度范圍：5% 16%圖6瓦斯爆炸模擬圖二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度2. 塵害采掘工作面產(chǎn)塵強度大，導(dǎo)致礦工患塵肺病；2007年不完全統(tǒng)計

35、累計塵肺病例61.3萬人，其中煤礦塵肺病例約占一半；87.37%的國有重點煤礦的煤塵存在爆炸危險性；煤塵與瓦斯共存時，相互促進爆炸危險性；發(fā)生過世界上最大的煤塵爆炸和瓦斯煤塵爆炸事故。二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度2. 塵害煤塵爆炸濃度范圍：35g/m3 2000 g/m3圖7煤塵爆炸現(xiàn)場圖煤塵爆炸濃度范圍：35g/m3 2000 g/m3圖7二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度3. 自然發(fā)火72.05%的大中型煤礦、煤層自然發(fā)火嚴(yán)重或較嚴(yán)重；51.3%的國有重點煤礦存在自然發(fā)火危險；幾乎所有產(chǎn)煤區(qū)都存在自然發(fā)火危險、重點產(chǎn)煤區(qū)尤為嚴(yán)重；北方煤田火災(zāi)問題突出；露天礦也存在自然發(fā)火危險。二、煤礦的主要災(zāi)害

36、及危害程度3. 自然發(fā)火圖8 中國煤種分布與煤層自燃傾向性區(qū)劃1.褐煤；2.低變質(zhì)煙煤；2.煉焦用煤；4.貧煤；5.無煙煤I-東北褐煤-煙煤自燃區(qū)；II-華北煙煤自燃區(qū)；III-西北低變質(zhì)煙煤自燃區(qū)；IV-南方高硫煤自燃區(qū) 圖8 中國煤種分布與煤層自燃傾向性區(qū)劃二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度4. 水害我國煤礦水文地質(zhì)條件比較復(fù)雜；大中型煤礦中，水文地質(zhì)條件屬復(fù)雜或極其復(fù)雜類型的占25.04%，屬于簡單的僅占39.49%；華北煤田受奧灰?guī)r溶水威脅的礦井占礦井總數(shù)的80%；采空區(qū)、老窯積水已成為煤礦一大隱患。二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度4. 水害圖9 中國煤礦水害分區(qū)I-東北裂隙水水害區(qū)；II-華北

37、奧灰水-裂隙水水害區(qū)：東部亞區(qū)（IIa），西部亞區(qū)（IIb）；III.-華南巖溶水水害區(qū)：江南亞區(qū)（IIIa），西南亞區(qū)（IIIb）；IV.-西北裂隙-孔隙水水害區(qū)；V.-滇藏裂隙水水害區(qū)圖9 中國煤礦水害分區(qū)二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度5. 沖擊地壓以煤巖急劇猛烈破壞為特征的另一種動力災(zāi)害；102處煤礦發(fā)生過程度不同的沖擊地壓；大中型煤礦中5%的礦井存在沖擊地壓災(zāi)害,最大達(dá)到了4.3級；沖擊地壓容易誘發(fā)其它災(zāi)害。二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度5. 沖擊地壓二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度6. 主要災(zāi)害的變化趨勢我國煤礦的平均開采深度450m左右，每年增加1020m；地應(yīng)力、瓦斯壓力、瓦斯涌出量隨之

38、增大；煤與瓦斯突出、沖擊地壓危險增加；熱害成為煤礦新的災(zāi)害；容易導(dǎo)致多種災(zāi)害的耦合。二、煤礦的主要災(zāi)害及危害程度6. 主要災(zāi)害的變化趨勢圖10 中國煤礦熱害區(qū)劃圖 I-東部高地溫-熱害區(qū)；II-中部中地溫-熱害區(qū)；III-西北低地溫?zé)岷^(qū)；IV-青藏中地溫-熱害區(qū) 圖10 中國煤礦熱害區(qū)劃圖 三、煤礦災(zāi)害事故基本特征1.煤礦災(zāi)害事故現(xiàn)狀煤礦安全生產(chǎn)形勢在我國工業(yè)企業(yè)中最為嚴(yán)峻；死亡人數(shù)是世界主要采煤國中最高的，長期以來我國煤礦的死亡人數(shù)占世界煤礦死亡人數(shù)的80%；煤礦安全生產(chǎn)形勢持續(xù)好轉(zhuǎn)，事故起數(shù)和死亡人數(shù)大幅下降。全國煤礦死亡人數(shù)由2002年的6995人，減少到2008年的3215人，下降了

39、54.05%；百萬噸死亡率由4.94下降到1.18，下降76.11%。三、煤礦災(zāi)害事故基本特征1.煤礦災(zāi)害事故現(xiàn)狀圖11 煤礦事故起數(shù)、死亡人數(shù)、百萬噸死亡率變化趨勢圖11 煤礦事故起數(shù)、死亡人數(shù)、百萬噸死亡率變化趨勢三、煤礦災(zāi)害事故基本特征（1）災(zāi)害事故類型多、瓦斯是“第一殺手”存在各類自然災(zāi)害事故（瓦斯、水、火等）生產(chǎn)性不安全因素導(dǎo)致事故（機械傷害、觸電等）災(zāi)害事故的主要類型是頂板和瓦斯事故 頂板事故發(fā)生頻率最高，瓦斯事故死亡人數(shù)多； 頂板和瓦斯事故起數(shù)之和和死亡人數(shù)之和均占事故起數(shù)和死亡人數(shù)的60%70%左右。三、煤礦災(zāi)害事故基本特征（1）災(zāi)害事故類型多、瓦斯是“第一殺圖12 2008年

40、各類型煤礦事故基本情況頂板，1032起，52.8%瓦斯，182起，9.3%機電，106起，5.4%運輸，348起，17.8%放炮，39起，2.0%水害，59起，3.0%火災(zāi)，11起，0.6%其他，177起，9.1%運輸，400人，12.4%放炮，55人，1.7%頂板，1222人，38.0%瓦斯，778人，24.2%機電，109人，3.4%水害，263人，8.2%火災(zāi)，111人，3.5%其他，277人，8.6%圖12 2008年各類型煤礦事故基本情況頂板，1032起，5瓦斯事故危害性大，頂板事故發(fā)生率最高20012006年，一次死亡10人以上的特大（重大）事故中，瓦斯事故占80%，一次死亡30人

41、以上的特別重大事故中，瓦斯事故占83%； 24起死亡百人以上的特別重大事故中，瓦斯煤塵事故21起，事故起數(shù)和死亡人數(shù)分別占88%和90%。頂板事故發(fā)生率最高（占事故總起數(shù)55%），死亡人數(shù)最多（ 占總事故死亡人數(shù)的43%）。瓦斯事故危害性最高（平均每起事故造成3.30人死亡）頂板事故和瓦斯事故的發(fā)生起數(shù)和死亡人數(shù)占總數(shù)的66%和69%。一次死亡3人以上的事故中，瓦斯、頂板和水害事故占90%以上。瓦斯事故危害性大，頂板事故發(fā)生率最高三、煤礦災(zāi)害事故基本特征（2）采掘工作面事故最多近年來的數(shù)據(jù)表明，國有煤礦發(fā)生的一次死亡3人的事故中，采掘工作面事故起數(shù)和死亡人數(shù)均占75%以上；其中掘進工作面事故起

42、數(shù)和死亡人數(shù)分別占40.92%和42.62%；2008年17起重大以上瓦斯事故中，掘進工作面發(fā)生11起，占65%；25起較大煤與瓦斯突出事故中，16起發(fā)生在掘進工作面，占64%。三、煤礦災(zāi)害事故基本特征（2）采掘工作面事故最多三、煤礦災(zāi)害事故基本特征（3）小煤礦事故多發(fā)、非法開采礦井安全問題嚴(yán)重2008年鄉(xiāng)鎮(zhèn)礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)分別占74%和73。4%， 2007年為72.7%和76.6%；2008年38起重大以上事故中，違法生產(chǎn)礦井20起，死亡361人，分別占重大以上事故總量的52.6%和51.1%；非法礦井3起，死亡73人，分別占重大以上事故總量的7.9%和10.3%。 三、煤礦災(zāi)害事故基

43、本特征（3）小煤礦事故多發(fā)、非法開采礦井安三、煤礦災(zāi)害事故基本特征（4）安全生產(chǎn)發(fā)展不平衡，存在顯著的區(qū)域性差異2008年26個產(chǎn)煤省區(qū)中，有20個地區(qū)死亡人數(shù)減少， 6個省市同比上升。貴州、四川、山西、重慶、湖南、河南等6個地區(qū)煤礦死亡率仍較高，人數(shù)超過250人，6省市共死亡1925人。死亡人數(shù)占全國總數(shù)的60%。一大批礦區(qū)百萬噸死亡率已降至平均水平以下，神東、兗州等礦區(qū)安全生產(chǎn)達(dá)到世界先進水平；一些礦區(qū)百萬噸死亡率仍然居高不下。三、煤礦災(zāi)害事故基本特征（4）安全生產(chǎn)發(fā)展不平衡，存在顯著的圖13 中國煤礦百萬噸煤死亡率地理分布圖13 中國煤礦百萬噸煤死亡率地理分布四、煤礦災(zāi)害事故原因分析1.

44、自然條件差、伴生災(zāi)害多，容易引發(fā)事故 我國大陸是由眾多小型地塊多幕次匯集形成，煤盆地經(jīng)受了多期次、多方面、強度較大的改造，“先天性”條件較差。正因為這種地質(zhì)構(gòu)造，造成我國地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重。大地構(gòu)造的特點決定了煤礦地質(zhì)條件的復(fù)雜性，井工礦的生產(chǎn)條件又增加了安全生產(chǎn)的難度。國有重點煤礦中地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜或極其復(fù)雜的占36%，地質(zhì)構(gòu)造簡單的只占23%。四、煤礦災(zāi)害事故原因分析1.自然條件差、伴生災(zāi)害多，容易引發(fā)圖14 早二疊世全球古地理簡圖圖14 早二疊世全球古地理簡圖圖15 后侏羅紀(jì)全球古地理簡圖（1.52億年前）圖15 后侏羅紀(jì)全球古地理簡圖（1.52億年前）圖16 中國大地構(gòu)造簡圖JG.準(zhǔn)噶爾地塊；T

45、H.吐哈地塊；IL.伊犁地塊；TR.塔里木地塊；MZ.馬鬃山地塊；HB.好比如地塊；TA.塔河地塊；JM.佳木斯地塊；SL.松遼地塊；AL.阿拉善地塊；MQ.中祁連地塊；TD.達(dá)肯達(dá)坂地塊；QD.柴達(dá)木地塊；NC.華北地塊；SC.華南地塊；HN.海南地塊；QT.羌塘地塊；LS.拉薩地塊；HM.喜馬拉雅地塊；BS.保山地塊由30多個地塊組成圖16 中國大地構(gòu)造簡圖JG.準(zhǔn)噶爾地塊；TH.吐哈地塊；I圖17 亞洲大地構(gòu)造簡圖中國現(xiàn)今地殼運動基本上受喜馬拉雅系統(tǒng)和太平洋系統(tǒng)的共同影響圖17 亞洲大地構(gòu)造簡圖中國現(xiàn)今地殼運動基本上受喜馬拉雅系圖18 中國大陸現(xiàn)今構(gòu)造位移矢量圖圖18 中國大陸現(xiàn)今構(gòu)造位

46、移矢量圖四、煤礦災(zāi)害事故原因分析2.煤礦生產(chǎn)條件復(fù)雜 我國煤礦以井工礦為主，占產(chǎn)能的95%；美國統(tǒng)計資料露天礦百萬噸死亡率為0.0138、井工礦為0.0623、后者是前者的4.54倍；每年以1020m的速度延深，深井?dāng)?shù)量逐年增加，千米深井已超過20個；煤礦巷道呈管網(wǎng)式的空間布置，多種致災(zāi)因子共存于同一環(huán)境，一旦發(fā)生災(zāi)害事故容易發(fā)生致災(zāi)因子作用的耦合，形成更大災(zāi)難。四、煤礦災(zāi)害事故原因分析2.煤礦生產(chǎn)條件復(fù)雜 四、煤礦災(zāi)害事故原因分析3.生產(chǎn)力整體水平低 97%的煤礦為小煤礦，整體規(guī)模小，設(shè)施簡陋，經(jīng)濟增長方式粗放；圖 19 礦井生產(chǎn)規(guī)模與百萬噸死亡率之間的關(guān)系四、煤礦災(zāi)害事故原因分析3.生產(chǎn)力

47、整體水平低 圖 19 礦開采方式落后；采用房柱式或非機械長壁采煤法的礦井百萬噸死亡率高；國有重點煤礦非機械長壁采煤的百萬噸死亡率分別為普采、高檔普采和綜采的2.26倍、4.18倍和6.44倍。礦井超能力生產(chǎn)，系統(tǒng)超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，采掘失調(diào)，采抽失調(diào)的現(xiàn)象普遍。開采方式落后；全國平均采煤機械化程度不到50%。研究表明，采煤機械程度提高，百萬噸死亡率下降。裝備水平提高，自然災(zāi)害類事故所占比例下降，生產(chǎn)性事故所占比例上升。國有重點煤礦的自然災(zāi)害事故起數(shù)約占55%，死亡人數(shù)約占73%，而國有地方分別占78%和75%，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦分別占78%和86%；機電事故在事故總量中所占比例，國有重點、國有地方、鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦分別

48、為8.71%、2.86%和2.08%，運輸事故分別為24.62%、14.11%和10%。全國平均采煤機械化程度不到50%。圖20 國有重點煤礦采煤機械化程度與百萬噸死亡率關(guān)系圖20 國有重點煤礦采煤機械化程度與百萬噸死亡率關(guān)系四、煤礦災(zāi)害事故原因分析4. 災(zāi)害防治能力不足，防災(zāi)系統(tǒng)不健全近15%國有煤礦超通風(fēng)能力生產(chǎn)；技術(shù)會診的462處煤礦“三量”合理的只占18.19%；存在“剃頭”開采的礦井占16.54%；通風(fēng)富余系數(shù)比較合理的僅占38.32%；礦井瓦斯抽放率在20%以上的礦井只占40%；大部分礦井井下供電線路，機電設(shè)備仍是建井時期的。四、煤礦災(zāi)害事故原因分析4. 災(zāi)害防治能力不足，防災(zāi)系統(tǒng)

49、不健四、煤礦災(zāi)害事故原因分析5. 科技支撐能力不足煤礦安全基礎(chǔ)理論研究薄弱，對災(zāi)害發(fā)生機理、演化過程尚不能全面認(rèn)識，導(dǎo)致治本技術(shù)少，治表技術(shù)多；災(zāi)害防治的許多技術(shù)難題沒有得到突破；先進適用災(zāi)害防治技術(shù)沒有得到全面推廣應(yīng)用；據(jù)初步估算，科技進步對煤礦安全生產(chǎn)貢獻率僅為25%。四、煤礦災(zāi)害事故原因分析5. 科技支撐能力不足四、煤礦災(zāi)害事故原因分析 6.安全管理水平低 管理技術(shù)手段落后，大多停留在事后總結(jié)教訓(xùn)的被動管理模式上；現(xiàn)場管理混亂、安全技術(shù)措施不到位、隱患未及時整改；勞動組織管理較亂。安全管理體制有待完善，有效的社會制約機制急待建位。7.安全投入不足，安全欠帳巨大安全歷史欠賬問題解決難度大；

50、遺留的安全工程缺口和設(shè)備老化等深層次問題突出。四、煤礦災(zāi)害事故原因分析 6.安全管理水平低 四、煤礦災(zāi)害事故原因分析 8.行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不能滿足安全生產(chǎn)需要。9.煤礦安全科技創(chuàng)新體系及運行機制不健全，對安全生產(chǎn)支撐不足。10.職工素質(zhì)不高、技術(shù)人員匱乏。 11.煤礦基礎(chǔ)設(shè)施和安全保障能力不能滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展對煤炭能源的需求。四、煤礦災(zāi)害事故原因分析 8.行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不能滿足安全生產(chǎn)需科學(xué)采礦科學(xué)采礦是指實現(xiàn)既能最大限度地高效采出煤炭資源而又保證安全和保護環(huán)境的開采技術(shù)科學(xué)采礦的主要內(nèi)容 機械化高效開采 綠色開采 安全開采 提高資源回采率 完全成本(生產(chǎn)成本、安全成本、環(huán)境成本、資源成本、發(fā)展

51、成本)科學(xué)采礦科學(xué)采礦是指實現(xiàn)既能最大限度地高效采出煤炭資源而又保煤炭生產(chǎn)機械化全國平均采煤機械化程度僅45%,國有重點為2.72%,鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦幾乎沒有機械化開采,全國約有200萬以上的礦工還在從事手工采煤.由于地質(zhì)條件復(fù)雜生產(chǎn)規(guī)模不同,因此需要各類機械滿足采煤的要求.驅(qū)動企業(yè)機械化的動力是不斷提高的勞動和安全事故補償成本.煤炭生產(chǎn)機械化全國平均采煤機械化程度僅45%,國有重點為2.國有重點煤礦的安全高效生產(chǎn)1)神東礦區(qū)2005年產(chǎn)量達(dá)1億t,職工總數(shù)7 500人,全員工效119 t/工,是美國平均水平41.73 t/工的2.5倍,是國有重點煤礦3.739 t/工的31倍.其中哈拉溝煤礦全員工效

52、達(dá)到189 t/工.礦井控制系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化.2)我國研發(fā)的放頂煤開采技術(shù)在很多礦井實現(xiàn)了高產(chǎn)高效.如兗州東灘煤礦年產(chǎn)原煤800萬t,一井一放頂煤工作面,年產(chǎn)600萬t,回采工效300t /工,原煤生產(chǎn)工效1820 t/工.潞安王莊煤礦4326放頂煤工作面,最高月產(chǎn)量達(dá)35.3萬t.潞安礦業(yè)集團,2003年產(chǎn)量1 700萬t,原煤生產(chǎn)工效13.484 t/工.3)薄煤層開采取得了一定的進展.遼寧鐵法煤業(yè)集團使用國產(chǎn)的液壓支架,德國DBT公司生產(chǎn)的刨煤機和電液控制系統(tǒng),在煤厚1.5 m時平均日產(chǎn)3 712 t,最高達(dá)6 480 t,生產(chǎn)能力可達(dá)120150萬t/a.它也是實現(xiàn)薄煤層無人工作面開采

53、的前奏.棗莊田陳煤礦用國產(chǎn)綜采設(shè)備開采1.1 m的煤層,最高日產(chǎn)達(dá)3 504 t,基本達(dá)到了年產(chǎn)百萬噸的能力.新汶對薄煤層進行了鉆采法試驗,取得一定成效.4)最近發(fā)展的短壁和房柱開采機械對提高礦井殘留煤柱回收率有益.國有重點煤礦的安全高效生產(chǎn)1)神東礦區(qū)2005年產(chǎn)量達(dá)1億t礦壓理論與支護技術(shù)課件煤炭開采巖層移動排放矸石地下水流失與突水事故瓦斯卸壓流動、瓦斯事故與排放瓦斯污染環(huán)境地表塌陷、土地與建筑物損害占用土地污染環(huán)境保水 開采煤與瓦斯 共采條帶開采充填開采矸石不出井與煤巷支護煤炭地下氣化綠色開采理論煤炭開采巖層移動排放矸石地下水流失與突水事故瓦斯卸壓流動、瓦一、中國煤炭資源環(huán)境與安全問題2

54、007年全國煤炭產(chǎn)量煤礦瓦斯災(zāi)害與瓦斯排放煤礦突水災(zāi)害與水資源破壞煤矸石的露天排放問題“三下”壓煤問題煤礦安全與環(huán)境問題的特殊性一、中國煤炭資源環(huán)境與安全問題2007年全國煤炭產(chǎn)量1. 2007年全國煤炭產(chǎn)量2007年全國煤炭產(chǎn)量25.5億噸其中95以上為井工開采一、煤炭資源環(huán)境與安全問題1. 2007年全國煤炭產(chǎn)量2007年全國煤炭產(chǎn)量25.2. 煤礦瓦斯災(zāi)害與瓦斯排放一、煤炭資源環(huán)境與安全問題 中國在地下2000 m范圍內(nèi)具有3035萬億m3煤層氣資源,每年排放煤礦瓦斯200億m3左右。 煤礦瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重，2004年底至2005年初，大平煤礦、陳家山煤礦、孫家灣煤礦接連發(fā)生3起一次死亡百人

55、以上特大瓦斯事故。高瓦斯及煤與瓦斯突出低瓦斯2. 煤礦瓦斯災(zāi)害與瓦斯排放一、煤炭資源環(huán)境與安全問題 3. 煤礦突水災(zāi)害與水資源破壞我國60%的礦區(qū)為石碳二疊系含煤地層,其中80%受到嚴(yán)重的突水危險?，F(xiàn)在，我國每年排出礦井水60億m3左右，只利用25%左右，造成礦區(qū)水源枯竭、水與生態(tài)環(huán)境的破壞。一、煤炭資源環(huán)境與安全問題 3. 煤礦突水災(zāi)害與水資源破壞我國60%的礦區(qū)為石碳一、煤炭資源環(huán)境與安全問題 4. 煤矸石的露天排放問題 我國現(xiàn)有矸石山1600余座，堆積量超過45億t，占地超過15000 hm2。目前每年產(chǎn)矸量超過3.5億t。 矸石山除了占用大量的土地資源外，還會嚴(yán)重污染空氣和地下水，甚至

56、存在爆炸危險。 一、煤炭資源環(huán)境與安全問題 4. 煤矸石的露天排放問題 5. “三下”壓煤問題 我國的煤炭資源回收率僅為40%左右，“三下”（村莊下、道路下、水體下）壓煤是其重要根源。 新汶礦區(qū)“三下”壓煤高達(dá)2.67億噸，占可采儲量的70%多。一、煤炭資源環(huán)境與安全問題 5. “三下”壓煤問題 我國的煤炭資源一、煤炭資源環(huán)境與安全問題 6. 煤礦安全與環(huán)境問題的特殊性中國經(jīng)濟高速增長依賴于煤炭資源中國煤層賦存條件中國煤層瓦斯地質(zhì)條件中國煤層水文地質(zhì)條件中國“三下”壓煤與土地資源條件歐美國家立法為先（上世紀(jì)70年代）中國創(chuàng)新綠色采煤技術(shù)為核心一、煤炭資源環(huán)境與安全問題 6. 煤礦安全與環(huán)境問題

57、的特二、綠色開采技術(shù)的基本框架煤礦綠色開采采動巖體結(jié)構(gòu)運動理論采動裂隙巖體滲流理論煤與瓦斯共采保水采煤矸石充填采煤綠色開采技術(shù)框架二、綠色開采技術(shù)的基本框架煤礦綠色開采采動巖體結(jié)構(gòu)運動理論采三、煤與瓦斯共采技術(shù)1. 瓦斯抽采方法分類2. 采動卸壓瓦斯抽采3. 煤與瓦斯共采效果三、煤與瓦斯共采技術(shù)1. 瓦斯抽采方法分類采后抽采采前抽采（預(yù)抽）采中抽采（邊采邊抽）煤礦瓦斯抽采方法1. 瓦斯抽采方法分類三、煤與瓦斯共采技術(shù)采后抽采采前抽采采中抽采煤礦瓦斯抽采方法1. 瓦斯抽采方法采前抽采(預(yù)抽)鄰近層抽采本煤層抽采地面鉆井抽采穿層鉆孔抽采順層鉆孔抽采交叉鉆孔抽采煤層巷道抽采地面鉆井抽采穿層鉆孔抽采走

58、向巷道抽采傾向巷道抽采水平長鉆孔抽采三、煤與瓦斯共采技術(shù)采前抽采(預(yù)抽)鄰近層抽采本煤層抽采地面鉆井抽采穿層鉆孔抽采采中抽采(邊采邊抽)掘進工作面抽采回采工作面抽采地面鉆井抽采穿層鉆孔抽采順層鉆孔抽采煤層巷道抽采采空區(qū)埋管抽采巷幫鉆孔抽采迎頭鉆孔抽采相鄰巷道抽采三、煤與瓦斯共采技術(shù)采中抽采(邊采邊抽)掘進工作面抽采回采工作面抽采地面鉆井抽采采后抽采 采空區(qū)抽采地面鉆井抽采密閉插管抽采密閉鉆孔抽采以上各種方法的組合構(gòu)成了煤礦瓦斯的綜合抽采三、煤與瓦斯共采技術(shù)采后抽采 采空區(qū)抽采地面鉆井抽采密閉插管抽采密閉鉆孔抽采以上2. 采動卸壓瓦斯抽采三、煤與瓦斯共采技術(shù)2. 采動卸壓瓦斯抽采三、煤與瓦斯共采

59、技術(shù)三、煤與瓦斯共采技術(shù)三、煤與瓦斯共采技術(shù)走向高抽巷三、煤與瓦斯共采技術(shù)走向高抽巷三、煤與瓦斯共采技術(shù)傾向高抽巷三、煤與瓦斯共采技術(shù)傾向高抽巷三、煤與瓦斯共采技術(shù)傾向穿層孔三、煤與瓦斯共采技術(shù)傾向穿層孔三、煤與瓦斯共采技術(shù)頂板走向孔三、煤與瓦斯共采技術(shù)頂板走向孔三、煤與瓦斯共采技術(shù)地面鉆井三、煤與瓦斯共采技術(shù)地面鉆井三、煤與瓦斯共采技術(shù)底板巷穿層鉆孔三、煤與瓦斯共采技術(shù)底板巷穿層鉆孔三、煤與瓦斯共采技術(shù)底板巷穿層鉆孔三、煤與瓦斯共采技術(shù)底板巷穿層鉆孔三、煤與瓦斯共采技術(shù)中國煤礦瓦斯抽采量的增長情況19652007199519851506004400328陽泉、淮南、水城、盤江、松藻、晉城、撫

60、順 、淮北等10個礦業(yè)集團年抽采量超過1億立方米山西、遼寧、安徽、重慶等5個省市年抽采量超過2億立方米3. 煤與瓦斯共采效果三、煤與瓦斯共采技術(shù)中國煤礦瓦斯抽采量的增長情況19652007199519851977年以來全國煤炭產(chǎn)量與死亡人數(shù)三、煤與瓦斯共采技術(shù)1977年以來全國煤炭產(chǎn)量與死亡人數(shù)三、煤與瓦斯共采技術(shù)四、煤礦突水災(zāi)害防治技術(shù)研究現(xiàn)狀與不足關(guān)鍵科學(xué)問題重點研究內(nèi)容與方案主要研究進展工程應(yīng)用實例四、煤礦突水災(zāi)害防治技術(shù)研究現(xiàn)狀與不足礦井突水的地質(zhì)特征及條件：安全水頭預(yù)測法、隔水層厚度判別法、“下三帶”理論(中國)等。采動裂隙演化與滲流理論：“橫三區(qū)”與“豎三帶”裂隙分布規(guī)律(中國)、