《采煤概論》教學(xué)PPT課件,采煤概論,采煤,概論,教學(xué),PPT,課件 個人簡介個人簡介李振華李振華 山東人山東人 性格直爽性格直爽 15978790618 qq:417625560個人經(jīng)歷：個人經(jīng)歷：1997.9-2001.7 1997.9-2001.7 焦作工學(xué)院資材系采礦工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士焦作工學(xué)院資材系采礦工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士2001.9-2004.6 2001.9-2004.6 河南理工大學(xué)能源學(xué)院采礦工程專業(yè)，工學(xué)碩士河南理工大學(xué)能源學(xué)院采礦工程專業(yè)，工學(xué)碩士2004.6-2005.5 2004.6-2005.5 河南理工大學(xué)能源學(xué)院工作河南理工大學(xué)能源學(xué)院工作2005.52005.5至今至今 河南理工大學(xué)人事處工作河南理工大學(xué)人事處工作 副處長副處長 期間，期間，2007.9-2010.7 2007.9-2010.7 中國礦業(yè)大學(xué)（北京）采礦工程專業(yè)，中國礦業(yè)大學(xué)（北京）采礦工程專業(yè)，工學(xué)博士工學(xué)博士研究方向：研究方向：厚煤層開采技術(shù)、礦井水害防治、巖石力學(xué)厚煤層開采技術(shù)、礦井水害防治、巖石力學(xué)李振華李振華 博士博士 副教授副教授20122012年年1010月月1010日日主主要要內(nèi)內(nèi)容容能源分類能源分類能源利用史能源利用史能源現(xiàn)狀能源現(xiàn)狀能源開發(fā)能源開發(fā)1.1 1.1 能源能源能源是人類賴以生存的五大要素能源是人類賴以生存的五大要素1 1 能源分類能源分類陽光陽光空氣空氣水水食物食物能能 源源能源的定義能源的定義我們把能量的來源稱為能源，換言之，自然界我們把能量的來源稱為能源，換言之，自然界在一定條件下能夠提供機(jī)械能、熱能、電能、在一定條件下能夠提供機(jī)械能、熱能、電能、化學(xué)能等某種形式能量的自然資源叫做能源?；瘜W(xué)能等某種形式能量的自然資源叫做能源。1.2 1.2 能源分類能源分類（能源種類很多，分類方法也很多）（能源種類很多，分類方法也很多）一次能源一次能源一次能源一次能源二次能源二次能源二次能源二次能源1.2.1 按照能源的生成方式分按照能源的生成方式分 一次能源，一次能源，又叫自然能源，是自然界中以天然形態(tài)存在的能又叫自然能源，是自然界中以天然形態(tài)存在的能源，是直接來自自然界而未經(jīng)過人們加工轉(zhuǎn)換的能源：煤炭、源，是直接來自自然界而未經(jīng)過人們加工轉(zhuǎn)換的能源：煤炭、石油、天然氣、水能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地石油、天然氣、水能、太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮艿?。熱能等。世界各國的能源產(chǎn)量和消費(fèi)量，一般均是指一次能源而言。為了便于比較計(jì)算，習(xí)慣上把各種一次能源均折合成“標(biāo)準(zhǔn)煤”(7000(7000大卡大卡/kg)/kg)或“油當(dāng)量”(1.33(1.33標(biāo)準(zhǔn)煤標(biāo)準(zhǔn)煤)，作為各種能源的統(tǒng)一計(jì)量單位。2011年26.1億t油當(dāng)量二次能源，二次能源，是由一次能源轉(zhuǎn)換成符合人們使用要求的能量形式：電能、汽油、柴是由一次能源轉(zhuǎn)換成符合人們使用要求的能量形式：電能、汽油、柴油、焦炭、煤氣、蒸汽、氫能等。油、焦炭、煤氣、蒸汽、氫能等。在很多情況下，根據(jù)需要要對一次能源進(jìn)行加工，轉(zhuǎn)換成二次能源，以滿足需要和提高使用效率，在現(xiàn)代的整個能源消費(fèi)系統(tǒng)中，二次能源所占的比重將日益增大。（常規(guī)能源、新能源）（常規(guī)能源、新能源）（常規(guī)能源、新能源）（常規(guī)能源、新能源）1.2.2 按照能源在當(dāng)代人類生活中的重要地位分按照能源在當(dāng)代人類生活中的重要地位分常規(guī)能源：技術(shù)上成熟，已經(jīng)被人類廣泛使用，在生產(chǎn)和生活中起著重要作用的能源，如煤炭、石油、天然氣、水能、核裂變能等。目前世界能源的消費(fèi)幾乎全靠這5大能源來供應(yīng)。新能源：目前尚未被人類大規(guī)模利用，還有待進(jìn)一步研究試驗(yàn)與開發(fā)利用的能源，如太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、海洋能及核聚變能。新能源是相對而言的?.2.3 一次能源還可以分為一次能源還可以分為可再生能源與非再生能源可再生能源與非再生能源可再生能源：不會隨著它本身的轉(zhuǎn)化或利用而日益減少的能源，具有自然的恢復(fù)能力，如如太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?。不可再生能源：?jīng)過億萬年形成的，而在短期內(nèi)無法恢復(fù)再生，隨著人類的利用而越來越少的能源，如煤炭、石油、天然氣、核燃料等。類類 別別來自地球內(nèi)部來自地球內(nèi)部的能源的能源來自地球外部的能源來自地球外部的能源一次一次能源能源可再生可再生能源能源地?zé)崮艿責(zé)崮芴柲?、風(fēng)能、水能、生物太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能、海水溫差能、海洋波質(zhì)能、海水溫差能、海洋波浪能、海水鹽差能浪能、海水鹽差能非再生非再生能源能源核能、煤炭、核能、煤炭、石油、天然氣、石油、天然氣、油頁巖油頁巖二次二次能源能源焦炭、煤氣、電力、氫、蒸汽、酒精、汽油、柴油、煤焦炭、煤氣、電力、氫、蒸汽、酒精、汽油、柴油、煤油、電石、液化氣油、電石、液化氣能能 源源 分分 類類 表表2 2 能源利用史能源利用史2.1 2.1 柴草時期柴草時期歷史上，人類社會已經(jīng)經(jīng)歷了歷史上，人類社會已經(jīng)經(jīng)歷了柴草時期、柴草時期、煤炭時期、石油時期煤炭時期、石油時期三個能源時期三個能源時期 火的發(fā)現(xiàn)是人類史上自覺地利用能源的開端，人類學(xué)會了用火，火的發(fā)現(xiàn)是人類史上自覺地利用能源的開端，人類學(xué)會了用火，才實(shí)現(xiàn)了人類利用能源歷史的上的第一次大突破。人類開始利用枯才實(shí)現(xiàn)了人類利用能源歷史的上的第一次大突破。人類開始利用枯枝、雜草等燃料燒煮食物、取暖、照明。以后，人們逐漸把火用于枝、雜草等燃料燒煮食物、取暖、照明。以后，人們逐漸把火用于冶煉金屬、燒制陶器、加工各種工具和物件等方面。早期的人類社冶煉金屬、燒制陶器、加工各種工具和物件等方面。早期的人類社會，生產(chǎn)活動的主要動力是人力，后來才擴(kuò)大到使用畜力、風(fēng)力和會，生產(chǎn)活動的主要動力是人力，后來才擴(kuò)大到使用畜力、風(fēng)力和水力。水力。在漫長的歲月里，人類一直以柴草作為能量的主要來源，而輔之在漫長的歲月里，人類一直以柴草作為能量的主要來源，而輔之以畜力、風(fēng)力和水力，幾千年來，能源利用上沒有什么突破，人類以畜力、風(fēng)力和水力，幾千年來，能源利用上沒有什么突破，人類社會的進(jìn)步也不大。從世界范圍來說，社會的進(jìn)步也不大。從世界范圍來說，1919世紀(jì)末以前，許多國家都世紀(jì)末以前，許多國家都處于柴草時期。處于柴草時期。18601860年，在世界能源消費(fèi)中，薪柴和農(nóng)作物秸桿占年，在世界能源消費(fèi)中，薪柴和農(nóng)作物秸桿占世界能源總消費(fèi)的世界能源總消費(fèi)的73.8%73.8%，而煤炭僅占，而煤炭僅占25.3%25.3%。2.2 2.2 煤炭時期煤炭時期在2500年前中國就開始利用煤炭。在出現(xiàn)了蒸汽機(jī)（1770s）和冶煉技術(shù)后，能源消費(fèi)開始進(jìn)入煤炭時代。這個時代大約從18世紀(jì)初開始的。1881年美國人愛迪生建成了世界上第一個發(fā)電站，同時還研制成功了實(shí)用的發(fā)電機(jī)和電燈，電力被廣泛應(yīng)用，人類社會進(jìn)入了電氣化時代，極大地促進(jìn)了煤炭的應(yīng)用。在1860 1910年的半個世紀(jì)里，煤炭的消費(fèi)總量增加了37.3倍，由占全世界能源的25.3%增長到63.5%，而柴草卻由占73.8%下降到31.7%。2.3 2.3 石油時期石油時期 19世紀(jì)后期，石油天然氣開始得到廣泛地利用，20世紀(jì)汽車和飛機(jī)的普遍使用，石油天然氣的開采和消費(fèi)急速增長。1965年超過煤炭而成為第一能源，開始了石油、天然氣的時代。石油的廣泛利用，人類創(chuàng)造偉大的文明。石油是一種熱值高、灰分少、使用方便、易于運(yùn)輸?shù)膬?yōu)質(zhì)化石能源。但是到了1973年，西方爆發(fā)了石油危機(jī)（也叫能源危機(jī)），震撼了全世界，它宣告了石油時代的結(jié)束。也預(yù)示著新的能源秩序需要重新建立。世世世世 界界界界 范范范范 圍圍圍圍 各各各各 年年年年 能能能能 源源源源 消消消消 費(fèi)費(fèi)費(fèi)費(fèi) 構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu) 成成成成 能源消費(fèi)總量構(gòu)成能源消費(fèi)總量構(gòu)成能源消費(fèi)總量構(gòu)成能源消費(fèi)總量構(gòu)成（能源消費(fèi)總量（能源消費(fèi)總量（能源消費(fèi)總量（能源消費(fèi)總量=100%=100%=100%=100%）（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤）煤炭煤炭煤炭煤炭 石油石油石油石油 天然氣天然氣天然氣天然氣 水電水電水電水電中國（中國（中國（中國（19981998）136000 71.6 19.8 2.1 6.5136000 71.6 19.8 2.1 6.5中國（中國（中國（中國（19991999）122000 67.1 23.4 2.8 6.7122000 67.1 23.4 2.8 6.7美國（美國（美國（美國（19981998）306700 24.9 39.7 25.2 1.2306700 24.9 39.7 25.2 1.2世界（世界（世界（世界（19981998）1211060 26.2 40.0 23.8 2.61211060 26.2 40.0 23.8 2.6標(biāo)準(zhǔn)煤又叫標(biāo)準(zhǔn)燃料，每公斤標(biāo)準(zhǔn)煤的含熱量為標(biāo)準(zhǔn)煤又叫標(biāo)準(zhǔn)燃料，每公斤標(biāo)準(zhǔn)煤的含熱量為7000 Cal（大卡，（大卡，29306焦耳），如焦耳），如1噸秸稈的能量相當(dāng)于噸秸稈的能量相當(dāng)于0.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤，噸標(biāo)準(zhǔn)煤，1立方米沼氣的能量相當(dāng)于立方米沼氣的能量相當(dāng)于0.7公斤標(biāo)準(zhǔn)煤。公斤標(biāo)準(zhǔn)煤。1個標(biāo)準(zhǔn)油個標(biāo)準(zhǔn)油=1.33個標(biāo)準(zhǔn)煤。個標(biāo)準(zhǔn)煤。2.4 2.4 目前的能源趨勢目前的能源趨勢（1 1）石油、天然氣儲量有限，世界以石油、天然氣為中心）石油、天然氣儲量有限，世界以石油、天然氣為中心的能源結(jié)構(gòu)要逐步向比較豐富的煤炭、核能以及太陽能的方的能源結(jié)構(gòu)要逐步向比較豐富的煤炭、核能以及太陽能的方向轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)是尋求石油、天然氣的替代產(chǎn)品。向轉(zhuǎn)變，重點(diǎn)是尋求石油、天然氣的替代產(chǎn)品。（2 2）大力發(fā)展新能源，多種能源并存。）大力發(fā)展新能源，多種能源并存。（3 3）可再生能源是未來能源開發(fā)的主流。）可再生能源是未來能源開發(fā)的主流。（4 4）能源與環(huán)境的友好協(xié)調(diào)發(fā)展。）能源與環(huán)境的友好協(xié)調(diào)發(fā)展。3 3 我國的能源現(xiàn)狀與對策我國的能源現(xiàn)狀與對策 我國是世界上能源開采與消費(fèi)的大國，能源消費(fèi)量占世界總消費(fèi)量的10%以上，僅次于美國，居世界第二位。但人均商品能源消費(fèi)（0.97t標(biāo)準(zhǔn)煤）約為世界平均值的二分之一，美國的十分之一。我國以往的經(jīng)濟(jì)增長主要是依靠投資和消耗大量能源。但投資對經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)已經(jīng)開始下降。據(jù)測算，20世紀(jì)90年代初，全國投資每增長1%，國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）可增長約0.8%，但到2003年，投資每增長1%，GDP的增長卻降至0.4%。2004年，我國GDP獲得了9.5%的高增長，總量達(dá)13.65萬億元人民幣，我國的經(jīng)濟(jì)總量已進(jìn)入世界第六位。但是2004年我國煤炭產(chǎn)量達(dá)19.75億噸；較2003年增長了16%；進(jìn)口原油12272萬噸，增長了34.8%；進(jìn)口成品油3788萬噸，增長了34.1%；電力增長15%。我國的高能耗工業(yè)過多，能源浪費(fèi)嚴(yán)重，能源效率低。我國能源效率約為31.2%，比經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）國家落后20年。我國萬元GDP能耗為美國的3倍，日本的7.2倍，也遠(yuǎn)高于巴西、印度等發(fā)展中國家。由于我國經(jīng)濟(jì)總量巨大，未來經(jīng)濟(jì)的高速增長，即使是節(jié)約化發(fā)展，也必然對能源的需求呈現(xiàn)強(qiáng)勁的增長趨勢。我國近我國近2020年的能源生產(chǎn)與消費(fèi)情況（單位：億噸標(biāo)準(zhǔn)煤）年的能源生產(chǎn)與消費(fèi)情況（單位：億噸標(biāo)準(zhǔn)煤）在當(dāng)今的世界能源結(jié)構(gòu)中，煤炭資源儲量豐富，而石油、天然氣相對貧乏。中國更是一個富煤貧油的國家。詳查儲詳查儲量量儲儲采比采比中國占世界中國占世界儲儲量量（%）世界世界中國中國世界世界中國中國煤炭煤炭9090億億t1145億億t1555212.6石油石油1635億億t21.8億億t40.6121.3天然氣天然氣179萬萬億億m32.35萬萬億億m365471.3化石能源現(xiàn)狀（到2005年底）煤炭是我國最主要的能源。我國常規(guī)能源（包括煤、油、氣和水能，按使用100年計(jì)算）探明總資源量中，煤炭占87.4%，石油占2.8%，天然氣占0.3%，水能占9.5%。煤炭在我國能源資源中占絕對優(yōu)勢，油氣資源量很少。3.1 3.1 我國能源現(xiàn)狀我國能源現(xiàn)狀截止到截止到1994年末，全國深度在年末，全國深度在2000米以內(nèi)米以內(nèi):其中陜西，內(nèi)蒙，新疆，寧夏，甘肅，青海已發(fā)現(xiàn)資源總其中陜西，內(nèi)蒙，新疆，寧夏，甘肅，青海已發(fā)現(xiàn)資源總 量為全國的量為全國的71.6%，查明儲量的，查明儲量的44.18%。煤炭資源總量煤炭資源總量:5.56萬億噸萬億噸保有儲量為保有儲量為1.00萬萬億噸，億噸，“三西三西”(山西、陜西、蒙西山西、陜西、蒙西)保有保有儲量為儲量為6322億億t,占全國占全國64.1%西部地區(qū)煤炭資源總量為西部地區(qū)煤炭資源總量為43134億噸，約為全國的億噸，約為全國的78%3.1.1 3.1.1 煤炭資源煤炭資源 地質(zhì)儲量石油為地質(zhì)儲量石油為940億噸，天然氣為億噸，天然氣為38萬億萬億m3。探。探明程度很低，油只占明程度很低，油只占20%，氣占，氣占7%。即油為。即油為203億，億，天然氣為天然氣為1.7萬億萬億m3。據(jù)世界能源委員會估計(jì)則更低。據(jù)世界能源委員會估計(jì)則更低,僅分別為僅分別為32.6億噸及億噸及1.127萬億萬億m3。近期探明儲量在。近期探明儲量在增加增加,至至1998年僅西部天然氣累計(jì)探明儲量已達(dá)年僅西部天然氣累計(jì)探明儲量已達(dá)1.31萬億萬億m3。3.1.2 3.1.2 3.1.2 3.1.2 油氣資源油氣資源油氣資源油氣資源石油石油石油石油19931993年出現(xiàn)供不應(yīng)求變?yōu)檫M(jìn)口國，年出現(xiàn)供不應(yīng)求變?yōu)檫M(jìn)口國，年出現(xiàn)供不應(yīng)求變?yōu)檫M(jìn)口國，年出現(xiàn)供不應(yīng)求變?yōu)檫M(jìn)口國，19951995年進(jìn)口年進(jìn)口年進(jìn)口年進(jìn)口12001200萬噸，萬噸，萬噸，萬噸，2000200020002000年進(jìn)口石油花費(fèi)年進(jìn)口石油花費(fèi)年進(jìn)口石油花費(fèi)年進(jìn)口石油花費(fèi)200200200200億美元。億美元。億美元。億美元。到到到到20102010年我國油氣產(chǎn)量達(dá)年我國油氣產(chǎn)量達(dá)年我國油氣產(chǎn)量達(dá)年我國油氣產(chǎn)量達(dá)3 3億油億油億油億油當(dāng)量，但油還缺口當(dāng)量，但油還缺口當(dāng)量，但油還缺口當(dāng)量，但油還缺口1 1億噸，天然氣億噸，天然氣億噸，天然氣億噸，天然氣400400億方。相當(dāng)億方。相當(dāng)億方。相當(dāng)億方。相當(dāng)1.41.4億噸原油當(dāng)量億噸原油當(dāng)量億噸原油當(dāng)量億噸原油當(dāng)量需用外匯購買，合需用外匯購買，合需用外匯購買，合需用外匯購買，合14001400億人民幣。億人民幣。億人民幣。億人民幣。20112011年石油進(jìn)口年石油進(jìn)口年石油進(jìn)口年石油進(jìn)口2.562.56億億億億t t，占石，占石，占石，占石油消耗的油消耗的油消耗的油消耗的55%55%。由于核電基本投資昂貴，因此在未來二、三十年內(nèi)，在人口由于核電基本投資昂貴，因此在未來二、三十年內(nèi)，在人口多、國土廣的我國，核能不可能在能源結(jié)構(gòu)中占較大比例，多、國土廣的我國，核能不可能在能源結(jié)構(gòu)中占較大比例，但在一次能源缺口較大而交通運(yùn)輸又很緊張的地區(qū)發(fā)展核電但在一次能源缺口較大而交通運(yùn)輸又很緊張的地區(qū)發(fā)展核電站有其突出的優(yōu)勢。站有其突出的優(yōu)勢。3.1.3 3.1.3 3.1.3 3.1.3 核能核能核能核能 預(yù)計(jì)全國蘊(yùn)藏量達(dá)預(yù)計(jì)全國蘊(yùn)藏量達(dá)預(yù)計(jì)全國蘊(yùn)藏量達(dá)預(yù)計(jì)全國蘊(yùn)藏量達(dá)6.76 6.76 億億億億 kw kw，可能開發(fā)達(dá)，可能開發(fā)達(dá)，可能開發(fā)達(dá)，可能開發(fā)達(dá)3.78 3.78 億億億億 kwkw（年（年（年（年電量電量電量電量1900019000億千瓦時），占世界首位。但大部分集中于西南地區(qū)億千瓦時），占世界首位。但大部分集中于西南地區(qū)億千瓦時），占世界首位。但大部分集中于西南地區(qū)億千瓦時），占世界首位。但大部分集中于西南地區(qū)占占占占67.8%67.8%，其次中南為，其次中南為，其次中南為，其次中南為 15.5%15.5%，而后為西北占，而后為西北占，而后為西北占，而后為西北占9.9%9.9%，華東占，華東占，華東占，華東占3.6%3.6%，東北占，東北占，東北占，東北占2%2%，華北占，華北占，華北占，華北占1.2%1.2%。目前，我國水資源開發(fā)利用僅。目前，我國水資源開發(fā)利用僅。目前，我國水資源開發(fā)利用僅。目前，我國水資源開發(fā)利用僅7.8%7.8%，世界平均為，世界平均為，世界平均為，世界平均為20%20%，其中美國達(dá)，其中美國達(dá)，其中美國達(dá)，其中美國達(dá)39%39%，主要原因是水電建設(shè)投資，主要原因是水電建設(shè)投資，主要原因是水電建設(shè)投資，主要原因是水電建設(shè)投資大，工期長（相對于火力發(fā)電）。大，工期長（相對于火力發(fā)電）。大，工期長（相對于火力發(fā)電）。大，工期長（相對于火力發(fā)電）。3.1.4 3.1.4 水能資源水能資源 3.1.5 3.1.5 3.1.5 3.1.5 新能源與可再生能源：新能源與可再生能源：新能源與可再生能源：新能源與可再生能源：國家經(jīng)貿(mào)委制訂的國家經(jīng)貿(mào)委制訂的國家經(jīng)貿(mào)委制訂的國家經(jīng)貿(mào)委制訂的2000-20152000-2015年規(guī)劃年規(guī)劃年規(guī)劃年規(guī)劃,將將將將達(dá)到達(dá)到達(dá)到達(dá)到43004300萬噸標(biāo)煤萬噸標(biāo)煤萬噸標(biāo)煤萬噸標(biāo)煤.3.1.6 3.1.6 3.1.6 3.1.6 太陽能太陽能太陽能太陽能:我國陸地每年接受太陽輻射能相當(dāng)于我國陸地每年接受太陽輻射能相當(dāng)于我國陸地每年接受太陽輻射能相當(dāng)于我國陸地每年接受太陽輻射能相當(dāng)于2.42.4萬億噸標(biāo)萬億噸標(biāo)萬億噸標(biāo)萬億噸標(biāo)煤煤煤煤.我國西部地區(qū)年均日照我國西部地區(qū)年均日照我國西部地區(qū)年均日照我國西部地區(qū)年均日照20002000小時小時小時小時,有人認(rèn)為太陽能是未來能有人認(rèn)為太陽能是未來能有人認(rèn)為太陽能是未來能有人認(rèn)為太陽能是未來能源的主流源的主流源的主流源的主流.我國風(fēng)能資源理論總儲量約我國風(fēng)能資源理論總儲量約我國風(fēng)能資源理論總儲量約我國風(fēng)能資源理論總儲量約32.2632.26億千瓦億千瓦億千瓦億千瓦,陸地上儲量為陸地上儲量為陸地上儲量為陸地上儲量為2.532.53億千瓦億千瓦億千瓦億千瓦.我國風(fēng)能資源開發(fā)始于我國風(fēng)能資源開發(fā)始于我國風(fēng)能資源開發(fā)始于我國風(fēng)能資源開發(fā)始于8080年代初，至年代初，至年代初，至年代初，至19991999年底全國風(fēng)電年底全國風(fēng)電年底全國風(fēng)電年底全國風(fēng)電裝機(jī)容量達(dá)裝機(jī)容量達(dá)裝機(jī)容量達(dá)裝機(jī)容量達(dá)26.7926.79萬千瓦萬千瓦萬千瓦萬千瓦,“,“十五十五十五十五”期間將新增風(fēng)電容量期間將新增風(fēng)電容量期間將新增風(fēng)電容量期間將新增風(fēng)電容量119.2 119.2 萬千萬千萬千萬千瓦。其中有新疆瓦。其中有新疆瓦。其中有新疆瓦。其中有新疆,內(nèi)蒙內(nèi)蒙內(nèi)蒙內(nèi)蒙,吉林吉林吉林吉林,黑龍江黑龍江黑龍江黑龍江,河北河北河北河北,江蘇江蘇江蘇江蘇,遼寧遼寧遼寧遼寧,廣東和上海廣東和上海廣東和上海廣東和上海.3.1.7 3.1.7 3.1.7 3.1.7 風(fēng)能風(fēng)能風(fēng)能風(fēng)能3.1.8 3.1.8 3.1.8 3.1.8 地?zé)崮茉吹責(zé)崮茉吹責(zé)崮茉吹責(zé)崮茉?我國地?zé)豳Y源遠(yuǎn)景儲量為我國地?zé)豳Y源遠(yuǎn)景儲量為我國地?zé)豳Y源遠(yuǎn)景儲量為我國地?zé)豳Y源遠(yuǎn)景儲量為1353.51353.5億噸標(biāo)煤億噸標(biāo)煤億噸標(biāo)煤億噸標(biāo)煤,探明儲量相當(dāng)探明儲量相當(dāng)探明儲量相當(dāng)探明儲量相當(dāng)31.631.6億億億億噸標(biāo)煤噸標(biāo)煤噸標(biāo)煤噸標(biāo)煤.我國地?zé)豳Y源以中低溫地?zé)釣橹魑覈責(zé)豳Y源以中低溫地?zé)釣橹魑覈責(zé)豳Y源以中低溫地?zé)釣橹魑覈責(zé)豳Y源以中低溫地?zé)釣橹?主要分布在四川主要分布在四川主要分布在四川主要分布在四川,華北華北華北華北,松遼松遼松遼松遼,蘇北等地蘇北等地蘇北等地蘇北等地,可采資源量為可采資源量為可采資源量為可采資源量為1818億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。高溫地?zé)豳Y源主要分布在云億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。高溫地?zé)豳Y源主要分布在云億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。高溫地?zé)豳Y源主要分布在云億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。高溫地?zé)豳Y源主要分布在云南南南南,西藏西藏西藏西藏,川西和臺灣。川西和臺灣。川西和臺灣。川西和臺灣。原油原油天然氣天然氣原油原油核能核能水力水力發(fā)電發(fā)電再生能源再生能源占世界比例占世界比例世界世界33.123.730.34.96.41.6100歐盟歐盟38.223.816.912.14.24.813.8亞亞太太27.411.153.22.25.20.939.1中中東東49.648.51.20.76.1美國美國36.727.622.18.33.3218.5中國中國17.74.570.40.760.721.3前前蘇聯(lián)蘇聯(lián)18.853.216.75.95.360.048.3日本日本42.219.924.67.74.01.63.920112011年世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)（年世界一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)（%）年份年份能源消能源消費(fèi)費(fèi)量（萬噸量（萬噸標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)煤）準(zhǔn)煤）以能源消以能源消費(fèi)總費(fèi)總量量為為100%煤炭煤炭石油石油天然氣天然氣水水電電199513117674.6017.501.806.10199613894874.7018.001.805.50199713817371.5020.401.806.30199813221469.6021.502.206.70199913011968.0023.202.206.60200013029766.1024.602.506.80200113491465.3024.302.707.70200214800066.1023.402.707.80200316780067.122.72.87.4我國近幾年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)我國近幾年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu) 我國近幾年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)百分比我國近幾年能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)百分比 結(jié)結(jié) 論論 我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國。建國以來，我國煤我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國。建國以來，我國煤炭產(chǎn)量和消費(fèi)量在一次能源中占的比重一直保持在炭產(chǎn)量和消費(fèi)量在一次能源中占的比重一直保持在70%70%以上，近以上，近年來才略有下降。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的高度重視，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的年來才略有下降。隨著國家對環(huán)境保護(hù)的高度重視，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，能源結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步優(yōu)化。但是，在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)，調(diào)整，能源結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步優(yōu)化。但是，在未來相當(dāng)長的時間內(nèi)，煤炭仍然是我國主要能源。預(yù)測煤炭仍然是我國主要能源。預(yù)測20152015年煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)年煤炭在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占中占60%60%左右，到左右，到20302030年仍占年仍占50%50%以上。以上。煤炭是可靠、廉價和可潔煤炭是可靠、廉價和可潔凈利用的能源，是通向未來能源系統(tǒng)的橋梁。合理開發(fā)和利用煤凈利用的能源，是通向未來能源系統(tǒng)的橋梁。合理開發(fā)和利用煤炭資源，充分發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢，是我國能源可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)炭資源，充分發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢，是我國能源可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)選擇和必然要求，也是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。選擇和必然要求，也是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。3.2 3.2 我國能源問題與對策我國能源問題與對策（1 1）常規(guī)能源）常規(guī)能源（2 2）節(jié)約能源）節(jié)約能源（3 3）發(fā)展新能源）發(fā)展新能源（4 4）能源的潔凈利用）能源的潔凈利用（5 5）能源的環(huán)境效應(yīng)）能源的環(huán)境效應(yīng)4 4 能源開發(fā)能源開發(fā)4.1 煤炭能源開發(fā)從明朝到鴉片戰(zhàn)爭以前，煤炭開采技術(shù)得到了快速發(fā)展，形成從明朝到鴉片戰(zhàn)爭以前，煤炭開采技術(shù)得到了快速發(fā)展，形成了豐富多彩的中國古代煤炭科學(xué)技術(shù)。了豐富多彩的中國古代煤炭科學(xué)技術(shù)。17世紀(jì)以前，中國煤炭開采技術(shù)和管理許多方面都處于世界領(lǐng)世紀(jì)以前，中國煤炭開采技術(shù)和管理許多方面都處于世界領(lǐng)先地位。先地位。目前世界上煤炭產(chǎn)量最多的國家目前世界上煤炭產(chǎn)量最多的國家最早開采、利用煤炭的國家最早開采、利用煤炭的國家（七千年歷史）（七千年歷史）隋、唐、至元代，煤炭開采已更為普遍，在地質(zhì)、隋、唐、至元代，煤炭開采已更為普遍，在地質(zhì)、開拓、采煤、支護(hù)、通風(fēng)、提升以及瓦斯排放等開拓、采煤、支護(hù)、通風(fēng)、提升以及瓦斯排放等方面技術(shù)都有了一定發(fā)展。方面技術(shù)都有了一定發(fā)展。德國：1298年開采和利用露天的煤炭。15世紀(jì)到16世紀(jì)末，從地面挖幾米深平硐或斜井開采。17世紀(jì)末，最長的平硐已達(dá)400m。中國在鴉片戰(zhàn)爭后，外國資本開始注入煤炭開采，也開始引進(jìn)西方的先進(jìn)采煤技術(shù)和設(shè)備，在臺灣的基隆煤礦和河北開平煤礦（現(xiàn)唐山煤礦）采用蒸汽車為動力的提升機(jī)，通風(fēng)和排水機(jī)等，其他環(huán)節(jié)仍靠人力和畜力。這種狀況差不多持續(xù)到1949年。其他國家的煤炭開采始于最近的二、三百年，是伴隨工業(yè)革命和煉鋼對煤炭的大量需求而發(fā)展起來的。世界近代煤炭開采技術(shù)：世界近代煤炭開采技術(shù)：始于英國、德國始于英國、德國（首先將蒸汽機(jī)用于（首先將蒸汽機(jī)用于煤礦的提升、排水和通風(fēng)等）煤礦的提升、排水和通風(fēng)等）從此各國在探索煤炭的機(jī)械化開采，從此各國在探索煤炭的機(jī)械化開采，如采用掘進(jìn)機(jī)、刨煤機(jī)等如采用掘進(jìn)機(jī)、刨煤機(jī)等但直到第二次世界大戰(zhàn)以前，煤礦的機(jī)械化開采進(jìn)展緩慢 二戰(zhàn)后，世界各國對煤炭的迅猛需求以及機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步，二戰(zhàn)后，世界各國對煤炭的迅猛需求以及機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步，煤炭開采向著綜合機(jī)械化方向發(fā)展。煤炭開采向著綜合機(jī)械化方向發(fā)展。在在1960s以前，世界各國主要以房柱式采煤法為主，我國在以前，世界各國主要以房柱式采煤法為主，我國在50年代開始推行長壁式采煤方法，是世界上最早推廣長壁式采煤方年代開始推行長壁式采煤方法，是世界上最早推廣長壁式采煤方法的國家之一。目前世界許多國家均以長壁式采煤法為主，產(chǎn)量法的國家之一。目前世界許多國家均以長壁式采煤法為主，產(chǎn)量占占50以上。以上。1954年，英國裝備了世界上第一個綜合機(jī)械化采煤工作面。年，英國裝備了世界上第一個綜合機(jī)械化采煤工作面。20世紀(jì)世紀(jì)70年，各主要產(chǎn)煤國家的采煤機(jī)械化已經(jīng)完成，并大力推廣年，各主要產(chǎn)煤國家的采煤機(jī)械化已經(jīng)完成，并大力推廣采煤綜合機(jī)械化。采煤綜合機(jī)械化。我國我國1964年形成了當(dāng)時的第一個普通機(jī)械化工年形成了當(dāng)時的第一個普通機(jī)械化工作面。作面。1974年我國裝備了第一個綜合機(jī)械化采煤工作面，目前國年我國裝備了第一個綜合機(jī)械化采煤工作面，目前國有重點(diǎn)煤礦的綜合機(jī)械化程度接近有重點(diǎn)煤礦的綜合機(jī)械化程度接近50，世界主要產(chǎn)煤國家則到，世界主要產(chǎn)煤國家則到達(dá)達(dá)80以上。以上。其它4.1.1 4.1.1 采煤方法采煤方法壁式體系采煤法中國中國國有重點(diǎn)煤礦國有重點(diǎn)煤礦壁式體系采煤法壁式體系采煤法的產(chǎn)量占的產(chǎn)量占95以上以上美國壁式采煤法美國壁式采煤法為為50，連續(xù)采煤機(jī)房柱式開采占連續(xù)采煤機(jī)房柱式開采占41印度壁式采煤法小于印度壁式采煤法小于5，傳統(tǒng)房柱式采煤法占傳統(tǒng)房柱式采煤法占65，機(jī)械化房機(jī)械化房柱式開采占柱式開采占30俄羅斯壁式開采占俄羅斯壁式開采占86澳大利亞壁式開采占澳大利亞壁式開采占85南非南非房柱式占房柱式占66.9，壁式占壁式占33加拿大壁式為加拿大壁式為85采煤方法采煤方法(包含采煤系統(tǒng)、采煤工藝包含采煤系統(tǒng)、采煤工藝)柱式體系采煤法(地下和露天開采)4.1.1.1 壁式體系采煤法 炮采炮采 普通機(jī)械化（簡稱普采）普通機(jī)械化（簡稱普采）綜合機(jī)械化（簡稱綜采）綜合機(jī)械化（簡稱綜采）三種采煤工藝三種采煤工藝高效、高產(chǎn)量、高煤炭采出率的綜采工藝高效、高產(chǎn)量、高煤炭采出率的綜采工藝研制大型強(qiáng)有力配套設(shè)備和優(yōu)化工作面布置研制大型強(qiáng)有力配套設(shè)備和優(yōu)化工作面布置德國德國設(shè)計(jì)了設(shè)計(jì)了400m400m長的綜采工作面，德國的長的綜采工作面，德國的艾柯夫公司專門研制了艾柯夫公司專門研制了SL500SL500型強(qiáng)力采煤型強(qiáng)力采煤機(jī)，工作面最高日產(chǎn)機(jī)，工作面最高日產(chǎn)13200t13200t。采用微機(jī)監(jiān)。采用微機(jī)監(jiān)控技術(shù)，能夠提供采煤機(jī)運(yùn)行和故障的控技術(shù)，能夠提供采煤機(jī)運(yùn)行和故障的信息。顯示裝置的所有信息可通過數(shù)據(jù)傳信息。顯示裝置的所有信息可通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)送到工作面順槽控制站或地面中央輸系統(tǒng)送到工作面順槽控制站或地面中央控制室，實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控控制室，實(shí)現(xiàn)自動監(jiān)控 我國我國綜采工作面長度平均綜采工作面長度平均150m150m，個別個別310m310m，工作面單產(chǎn)平均為，工作面單產(chǎn)平均為9090萬萬t/t/年。年。美國美國工作面長度工作面長度244m244m，平均推進(jìn)，平均推進(jìn)長度長度2044m2044m，工作面單產(chǎn)為，工作面單產(chǎn)為250250萬萬t/t/年，工作面平均功效年，工作面平均功效266t/266t/工，工，美國綜采工作面單產(chǎn)的效率居世美國綜采工作面單產(chǎn)的效率居世界第一位。界第一位。6LS6LS5 5型采煤機(jī)，總功率達(dá)型采煤機(jī)，總功率達(dá)1500kw1500kw，電壓，電壓4160V4160V，截深，截深1.16m1.16m。ElectraElectra10001000型采煤機(jī)，實(shí)際型采煤機(jī)，實(shí)際牽引速度達(dá)牽引速度達(dá)30m/min30m/min。支承壓力支承壓力冒落的松散頂煤冒落的松散頂煤損傷和破壞的頂煤損傷和破壞的頂煤煤層煤層放頂煤開采技術(shù)放頂煤開采技術(shù)由于放頂煤開采的支架由于放頂煤開采的支架上方存在一層厚而破碎上方存在一層厚而破碎且隨采隨放的頂煤，因且隨采隨放的頂煤，因而與分層開采相比，其而與分層開采相比，其礦壓顯現(xiàn)也有一些其自礦壓顯現(xiàn)也有一些其自身的特點(diǎn)。身的特點(diǎn)。運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)輸系統(tǒng)頂煤頂煤頂板巖層頂板巖層工作面支架工作面支架4.1.1.2 4.1.1.2 放頂煤開采工藝放頂煤開采工藝4.1.1.3 4.1.1.3 柱式體系采煤法柱式體系采煤法目前這種采煤體系在美國、澳大利亞、加南大、印度、南非等國有廣泛應(yīng)用。我國國有重點(diǎn)煤礦中采用這種方法的比重在5以內(nèi)，在地方煤礦應(yīng)用較多。近年來我國引進(jìn)了美國的一些配套設(shè)備，以提高機(jī)械化程度進(jìn)行正規(guī)開采。撫順西露天煤礦采場撫順西露天煤礦采場撫順西露天煤礦采場撫順西露天煤礦采場4.1.1.4 4.1.1.4 露天開采方法露天開采方法二十世紀(jì)五十年代以來二十世紀(jì)五十年代以來二十世紀(jì)五十年代以來二十世紀(jì)五十年代以來,國內(nèi)外的露天開采得到了迅速發(fā)展。根國內(nèi)外的露天開采得到了迅速發(fā)展。根國內(nèi)外的露天開采得到了迅速發(fā)展。根國內(nèi)外的露天開采得到了迅速發(fā)展。根據(jù)世界范圍內(nèi)的不完全統(tǒng)計(jì)據(jù)世界范圍內(nèi)的不完全統(tǒng)計(jì)據(jù)世界范圍內(nèi)的不完全統(tǒng)計(jì)據(jù)世界范圍內(nèi)的不完全統(tǒng)計(jì),露天開采的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比重是露天開采的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比重是露天開采的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比重是露天開采的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的比重是:磁鐵礦占磁鐵礦占磁鐵礦占磁鐵礦占78%78%，褐鐵礦占褐鐵礦占褐鐵礦占褐鐵礦占84%84%，錳礦占錳礦占錳礦占錳礦占86%86%，銅礦占銅礦占銅礦占銅礦占90%90%，鋁土礦占鋁土礦占鋁土礦占鋁土礦占91%91%，鎳礦占鎳礦占鎳礦占鎳礦占45%45%，鈾礦占鈾礦占鈾礦占鈾礦占30%30%，磷酸鹽磷酸鹽磷酸鹽磷酸鹽87.6%87.6%，石棉礦占石棉礦占石棉礦占石棉礦占75%75%，建筑材料近建筑材料近建筑材料近建筑材料近100%100%，其他占，其他占，其他占，其他占40%40%。露天煤礦開采所占比例露天煤礦開采所占比例露天煤礦開采所占比例露天煤礦開采所占比例:美國美國美國美國60%60%，印度，印度，印度，印度62%62%，澳大利亞，澳大利亞，澳大利亞，澳大利亞60%60%加拿大加拿大加拿大加拿大91%91%，俄羅斯，俄羅斯，俄羅斯，俄羅斯62%62%，南非南非南非南非50%50%。我國露天開采的產(chǎn)量比重我國露天開采的產(chǎn)量比重我國露天開采的產(chǎn)量比重我國露天開采的產(chǎn)量比重:鐵礦石占鐵礦石占鐵礦石占鐵礦石占90%,90%,有色金屬礦石占有色金屬礦石占有色金屬礦石占有色金屬礦石占52%52%，化工原料占化工原料占化工原料占化工原料占70.7%70.7%，建筑材料占，建筑材料占，建筑材料占，建筑材料占100%100%，煤炭占，煤炭占，煤炭占，煤炭占4%4%。美國、加拿大、澳大利亞、俄羅斯等美國、加拿大、澳大利亞、俄羅斯等美國、加拿大、澳大利亞、俄羅斯等美國、加拿大、澳大利亞、俄羅斯等國的露天開采技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，中國的露天開采技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，中國的露天開采技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，中國的露天開采技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，中國處于世界先進(jìn)水平。目前露天礦開采以國處于世界先進(jìn)水平。目前露天礦開采以國處于世界先進(jìn)水平。目前露天礦開采以國處于世界先進(jìn)水平。目前露天礦開采以采用現(xiàn)代化的大型設(shè)備為主，如采用現(xiàn)代化的大型設(shè)備為主，如采用現(xiàn)代化的大型設(shè)備為主，如采用現(xiàn)代化的大型設(shè)備為主，如19691969年美年美年美年美國國國國B BE E公司制造的公司制造的公司制造的公司制造的42504250型吊斗鏟斗達(dá)到型吊斗鏟斗達(dá)到型吊斗鏟斗達(dá)到型吊斗鏟斗達(dá)到168m168m3 3，壁長，壁長，壁長，壁長94.5m94.5m，為世界之最，但一，為世界之最，但一，為世界之最，但一，為世界之最，但一般為般為般為般為424288m88m3 3。鉆孔設(shè)備仍以牙輪鉆機(jī)為主鉆孔設(shè)備仍以牙輪鉆機(jī)為主鉆孔設(shè)備仍以牙輪鉆機(jī)為主鉆孔設(shè)備仍以牙輪鉆機(jī)為主，孔徑為，孔徑為，孔徑為，孔徑為250450mm250450mm，目前也在研制熱力法、液，目前也在研制熱力法、液，目前也在研制熱力法、液，目前也在研制熱力法、液力法、震動法、化學(xué)法、電力法、激光法力法、震動法、化學(xué)法、電力法、激光法力法、震動法、化學(xué)法、電力法、激光法力法、震動法、化學(xué)法、電力法、激光法等穿孔新技術(shù)和設(shè)備。等穿孔新技術(shù)和設(shè)備。等穿孔新技術(shù)和設(shè)備。等穿孔新技術(shù)和設(shè)備。采裝設(shè)備方面，仍采裝設(shè)備方面，仍采裝設(shè)備方面，仍采裝設(shè)備方面，仍以單斗挖掘機(jī)為主，以單斗挖掘機(jī)為主，以單斗挖掘機(jī)為主，以單斗挖掘機(jī)為主，斗容斗容斗容斗容7.67.617m17m3 3最為最為最為最為常用，最大的可達(dá)常用，最大的可達(dá)常用，最大的可達(dá)常用，最大的可達(dá)49.5m49.5m3 3。單斗挖掘機(jī)單斗挖掘機(jī)單斗挖掘機(jī)單斗挖掘機(jī)輪斗挖掘機(jī)輪斗挖掘機(jī)輪斗挖掘機(jī)輪斗挖掘機(jī) 采場內(nèi)運(yùn)輸方面采場內(nèi)運(yùn)輸方面采場內(nèi)運(yùn)輸方面采場內(nèi)運(yùn)輸方面，二戰(zhàn)前以鐵路為主，戰(zhàn)后逐漸轉(zhuǎn)為以汽車二戰(zhàn)前以鐵路為主，戰(zhàn)后逐漸轉(zhuǎn)為以汽車二戰(zhàn)前以鐵路為主，戰(zhàn)后逐漸轉(zhuǎn)為以汽車二戰(zhàn)前以鐵路為主，戰(zhàn)后逐漸轉(zhuǎn)為以汽車運(yùn)輸為主，近年來帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方式獲得日益廣泛的應(yīng)用。采運(yùn)輸為主，近年來帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方式獲得日益廣泛的應(yīng)用。采運(yùn)輸為主，近年來帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方式獲得日益廣泛的應(yīng)用。采運(yùn)輸為主，近年來帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方式獲得日益廣泛的應(yīng)用。采用汽車運(yùn)輸時，用汽車運(yùn)輸時，用汽車運(yùn)輸時，用汽車運(yùn)輸時，2020世紀(jì)世紀(jì)世紀(jì)世紀(jì)8080年代，年代，年代，年代，154t154t汽車在露天礦汽車運(yùn)輸中占汽車在露天礦汽車運(yùn)輸中占汽車在露天礦汽車運(yùn)輸中占汽車在露天礦汽車運(yùn)輸中占主導(dǎo)地位，近年來，主導(dǎo)地位，近年來，主導(dǎo)地位，近年來，主導(dǎo)地位，近年來，218t218t及及及及272t272t汽車亦有較多應(yīng)用。目前我國露汽車亦有較多應(yīng)用。目前我國露汽車亦有較多應(yīng)用。目前我國露汽車亦有較多應(yīng)用。目前我國露天礦則以天礦則以天礦則以天礦則以100100154t154t汽車為主。汽車為主。汽車為主。汽車為主。從從從從2020世紀(jì)世紀(jì)世紀(jì)世紀(jì)8080年代起，世年代起，世年代起，世年代起，世界許多國家的大型汽車界許多國家的大型汽車界許多國家的大型汽車界許多國家的大型汽車運(yùn)輸露天礦，開始開發(fā)運(yùn)輸露天礦，開始開發(fā)運(yùn)輸露天礦，開始開發(fā)運(yùn)輸露天礦，開始開發(fā)和應(yīng)用自動調(diào)度系統(tǒng)，和應(yīng)用自動調(diào)度系統(tǒng)，和應(yīng)用自動調(diào)度系統(tǒng)，和應(yīng)用自動調(diào)度系統(tǒng)，用于采場內(nèi)汽車與挖掘用于采場內(nèi)汽車與挖掘用于采場內(nèi)汽車與挖掘用于采場內(nèi)汽車與挖掘機(jī)之間的自動調(diào)度，以機(jī)之間的自動調(diào)度，以機(jī)之間的自動調(diào)度，以機(jī)之間的自動調(diào)度，以提高露天開采效率。提高露天開采效率。提高露天開采效率。提高露天開采效率。輪斗挖掘機(jī)輪斗挖掘機(jī)輪斗挖掘機(jī)輪斗挖掘機(jī)膠帶運(yùn)輸機(jī)連續(xù)開采工藝膠帶運(yùn)輸機(jī)連續(xù)開采工藝膠帶運(yùn)輸機(jī)連續(xù)開采工藝膠帶運(yùn)輸機(jī)連續(xù)開采工藝如如如如DispatchDispatch自動調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用，可提高露天礦生產(chǎn)能力自動調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用，可提高露天礦生產(chǎn)能力自動調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用，可提高露天礦生產(chǎn)能力自動調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用，可提高露天礦生產(chǎn)能力7 73030。我國于。我國于。我國于。我國于2020世紀(jì)世紀(jì)世紀(jì)世紀(jì)9090年代，也開始引進(jìn)和研制開發(fā)基于衛(wèi)星年代，也開始引進(jìn)和研制開發(fā)基于衛(wèi)星年代，也開始引進(jìn)和研制開發(fā)基于衛(wèi)星年代，也開始引進(jìn)和研制開發(fā)基于衛(wèi)星定位的露天礦自動調(diào)度系統(tǒng)，并已應(yīng)用于露天礦開采中。定位的露天礦自動調(diào)度系統(tǒng)，并已應(yīng)用于露天礦開采中。定位的露天礦自動調(diào)度系統(tǒng)，并已應(yīng)用于露天礦開采中。定位的露天礦自動調(diào)度系統(tǒng)，并已應(yīng)用于露天礦開采中。4.1.2 4.1.2 我國煤炭開采的問題我國煤炭開采的問題我國近年來的煤炭產(chǎn)量各類煤礦的產(chǎn)量比例19961999200120022003200420062007 2008 2009 2010 2011 13.9710.451013.817.0519.7523.2525.5 27.16 29.6 32.435.2q2011年前10位產(chǎn)煤省（區(qū)）q2011年?duì)I業(yè)收入前10位煤炭企業(yè)q2011年產(chǎn)量前10位煤炭企業(yè)q2011年河南省煤炭生產(chǎn)情況全省煤炭產(chǎn)量：18722.65萬噸其中：骨干煤礦：15081.69萬噸地方煤礦：3640.96萬噸（1）機(jī)械化程度低雖然我國國有重點(diǎn)煤礦的機(jī)械化程度較高，達(dá)雖然我國國有重點(diǎn)煤礦的機(jī)械化程度較高，達(dá)7878，其中綜采程，其中綜采程度達(dá)度達(dá)6363，但與國內(nèi)外先進(jìn)采煤國家相比，仍然處于落后狀態(tài)，但與國內(nèi)外先進(jìn)采煤國家相比，仍然處于落后狀態(tài)，國家國家項(xiàng)項(xiàng)目目1950195560657075808590952000中國中國機(jī)采機(jī)采綜綜采采-3.069.468.2318.427.7837.0644.9865.171.673.43-3.213.1622.4635.4746.756.73美國美國機(jī)采機(jī)采綜綜采采69.484.686.389.297.499.77.799.099.9100-2.13.117.427.150.6英國英國機(jī)采機(jī)采綜綜采采3.811.137.575.092.393.59499.599.81001001.244.079.9929299.099.8100100德國德國機(jī)采機(jī)采綜綜采采2.68.7439.679.492.797.999.299.599.8100100-1.437.380.896.899.596.0100100前前蘇蘇聯(lián)聯(lián)機(jī)采機(jī)采綜綜采采15.733.048.867.985.094.096.197.096.09899.3-1.667.925.252.567.473.178.687.8波波蘭蘭機(jī)采機(jī)采綜綜采采28.94434.166.083.393.5996.096.0989999-3.834.66588.49195.1（2）安全生產(chǎn)形勢嚴(yán)峻我國的煤礦安全狀況明顯改善，但是煤礦事故死亡率仍是世界之最高的國家之一，我國的煤礦安全狀況明顯改善，但是煤礦事故死亡率仍是世界之最高的國家之一，19802002年，我國煤礦事故死亡率從年，我國煤礦事故死亡率從8.17人人/百萬噸降到百萬噸降到4.63人人/百萬噸，其中百萬噸，其中國有重點(diǎn)煤礦從國有重點(diǎn)煤礦從4.53人人/百萬噸降到百萬噸降到1.26人人/百萬噸。頂板和瓦斯是我國最大的兩百萬噸。頂板和瓦斯是我國最大的兩種煤礦事故。種煤礦事故。2002年頂板和瓦斯事故占全國煤礦事故死亡人數(shù)的年頂板和瓦斯事故占全國煤礦事故死亡人數(shù)的73，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤，鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦數(shù)量多和防災(zāi)能力弱是中國煤礦事故居高不下的主要原因，礦數(shù)量多和防災(zāi)能力弱是中國煤礦事故居高不下的主要原因，2002年全國各類煤年全國各類煤礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個體煤礦分別占礦事故起數(shù)和死亡人數(shù)中，鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個體煤礦分別占69和和70。q2002-2011年度百萬噸死亡率情況q20012010年中國與美國煤礦死亡人數(shù)對比 q主要產(chǎn)煤國家的死亡人數(shù)和百萬噸死亡率 q20012011年河南省煤礦事故狀況（3）資源回收率低煤炭作為國家不可再生的、主體的能源，雖然目前尚有5萬億噸的資源預(yù)測總量，但實(shí)際的保有儲量僅為1萬億噸；而且近年來，煤炭資源過度開采，各種開采方式并存，加之賦存條件復(fù)雜、企業(yè)的現(xiàn)實(shí)利益等，也造成了資源的大量浪費(fèi)，據(jù)估計(jì)，全國煤礦的煤炭資源回收率總體不足50，而且鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個體煤礦的不足30。低的資源回收率大大縮短了礦井的服務(wù)年限，浪費(fèi)了大量寶貴的煤炭資源。（4）管理和的技術(shù)人才短缺由于煤礦企業(yè)長期以來待遇差、工作條件艱苦，加之20世紀(jì)90年代中后期對煤炭能源認(rèn)識不足、宣傳失實(shí)，對煤礦形象的誤解，原煤炭高校定位紛紛偏離煤炭行業(yè)，導(dǎo)致煤礦企業(yè)長期以來缺少人才補(bǔ)充，許多國有重點(diǎn)煤礦近10年來就沒有補(bǔ)充過大學(xué)本科畢業(yè)生，原有技術(shù)人才又紛紛辭職。致使煤礦企業(yè)人才奇缺，這必然影響企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與科學(xué)管理，使煤礦企業(yè)的思想認(rèn)識、管理水平、技術(shù)水平等處于一種粗放型的平臺上徘徊。地方國有煤礦、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個體煤礦的人才更是短缺。人才的短缺必將對煤礦的生產(chǎn)、安全、技術(shù)進(jìn)步、思想觀念、文化思識等產(chǎn)生嚴(yán)重的不利影響。4.2 石油、天然氣能源開發(fā)石油在西方源于希臘文petroleum（巖石中的油），是當(dāng)時人們對從地下自然涌至地表的黑色液體的稱謂。現(xiàn)在石油是指氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的烴類混合物。原油（Crude Oil）：指石油的基本類型，儲存于地下儲層中，常壓下為液體，其中也包含少量非烴類組分。天然氣（Natural Gas）：指石油的主要類型，呈氣態(tài)，在地層條件下溶解于原油中，或儲存于巖層中，天然氣中含有少量的非烴類成分。4.2.1 4.2.1 石油和天然氣的歷史石油和天然氣的歷史中國發(fā)現(xiàn)石油和天然氣的時間比外國要早許多。早在公元前的山海經(jīng)中就曾記載：“令丘之山。無草木，多火?！边@種現(xiàn)象有兩種可能，一種是油田的凝析氣通過地層的裂縫擴(kuò)散到地表，遇火后發(fā)生燃燒的現(xiàn)象;另一種可能就是煤層氣的擴(kuò)散引起的。18781949年，中國勘探、開發(fā)了一批油氣田，如玉門的老君廟、新疆的獨(dú)山子等，但從19041949年中國累計(jì)原油產(chǎn)量僅僅210萬噸。因此中國的石油工業(yè)真正的發(fā)展是1949年后，我們開發(fā)了大慶、勝利、克拉瑪依等油田和一大批氣田。2003年中國的原油產(chǎn)量達(dá)1.6億噸，天然氣產(chǎn)量達(dá)338億立方米。石油的工業(yè)化開采出現(xiàn)在19世紀(jì)中葉，美國的南北戰(zhàn)爭催產(chǎn)了一批煉油廠的誕生，當(dāng)時煉油廠主要目的產(chǎn)品是煤油。20世紀(jì)，石油成為了世界的主宰，一旦石油短缺就會爆發(fā)戰(zhàn)爭，尋求和獲得石油就成為了戰(zhàn)爭的目的。在20和21世紀(jì)之交，對石油的需求量突然猛增，由于汽車、內(nèi)燃機(jī)、航空、軍事裝備等迅猛發(fā)展，引發(fā)了對石油能源的巨大需求。石油從經(jīng)濟(jì)的地位可以影響、動搖，甚至瓦解政治地位（美國實(shí)行低油價，使蘇聯(lián)的石油出口大受影響，最終導(dǎo)致前蘇聯(lián)的瓦解，美國侵占伊拉克等）4.2.2 4.2.2 石油和天然氣開采石油和天然氣開采石油和天然氣開采是指利用一系列油藏工程技術(shù)和措施，使油、氣由地下儲集層流入井筒，并高效地將其舉升到地面，并對油、氣進(jìn)行分離和計(jì)量。4.2.2.1 4.2.2.1 自噴井及采油樹自噴井及采油樹 自噴井是指開采井完成后，油氣利用地面和地下設(shè)施，通過井筒依靠自身的壓力自動噴出的油、氣井。采油樹是自噴井的主要井口裝置，功能是控制和調(diào)節(jié)油井的油氣生產(chǎn)，引導(dǎo)從井中噴出的油氣進(jìn)入油管線。4.2.2.2 4.2.2.2 人工舉升油氣井人工舉升油氣井 當(dāng)?shù)叵碌挠蜌鈮毫Σ蛔阋宰詣优e升到地面時，則要采用人工的技術(shù)，將地下油氣舉升到地面，其中游梁式抽油機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的地面采油設(shè)備。1 1吸入閥吸入閥;2;2泵筒泵筒;3;3柱塞柱塞;4;4排出閥排出閥;5;5抽油桿抽油桿;6;6油管油管;7;7套管套管;8;8三通三通;9;9盤根盒盤根盒;10;10驢頭驢頭;11;11游梁游梁;12;12連桿連桿;13;13曲柄曲柄;14;14減速箱減速箱;15;15電機(jī)電機(jī)4.2.2.3 4.2.2.3 油氣增產(chǎn)技術(shù)油氣增產(chǎn)技術(shù) u（1）注水采油：通過向地層注水，補(bǔ)充地層能量，保持油層壓力，提高采收率和采油速度。u（2）水力壓裂技術(shù)：用于低滲透油氣藏，利用地面高壓注入液體，在井底附近地層產(chǎn)生裂縫，增加地層的油氣滲透性。u（3）酸處理技術(shù)：通過酸液對巖石膠結(jié)物或地層孔隙、裂縫內(nèi)堵塞物（粘土、鉆井泥漿、完井液）等的溶解和溶蝕，恢復(fù)和提高地層孔隙和裂縫的滲透性，從而提高油氣的采收率。4.2.3 4.2.3 我國石油存在的問題我國石油存在的問題（1）資源相對不足，石油儲量增長的難度越來越大。我國人均石油可采儲量和產(chǎn)量約為世界平均水平的1/5。（2）主力油田進(jìn)入穩(wěn)產(chǎn)期后，產(chǎn)量增長潛力有限。中國的原油產(chǎn)量基本處于滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)，而且完全生產(chǎn)成本在每桶1113美元以上，高于國際平均成本3美元以上。19762002年大慶油田原油產(chǎn)量年大慶油田原油產(chǎn)量（3）石油供需缺口加大，進(jìn)口依存度進(jìn)一步提高。中國現(xiàn)在每年進(jìn)口石油2.0億噸以上，今后還將增加（4）石油安全形勢不容樂觀。中國進(jìn)口石油主要來自中東、俄羅斯等，美國對中東的控制和霸權(quán)嚴(yán)重威脅中國的石油安全。4.3 煤層氣能源開發(fā)4.3.1 4.3.1 煤層氣資源分布煤層氣資源分布 根據(jù)中聯(lián)公司根據(jù)中聯(lián)公司2000年預(yù)測資料，年預(yù)測資料，中國陸上煙煤中國陸上煙煤-無煙煤煤田，無煙煤煤田，埋深埋深300m2000m范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，共擁有煤層氣資源量共擁有煤層氣資源量 31.46萬億萬億m3 與陸上常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)（世界第三位）與陸上常規(guī)天然氣資源量相當(dāng)（世界第三位）2010年，中國探明地質(zhì)儲量年，中國探明地質(zhì)儲量2734億立方米，為預(yù)測資源總量的億立方米，為預(yù)測資源總量的0.74%。地理位置上既廣泛又集中地理位置上既廣泛又集中 沁沁水水盆盆地地和和鄂鄂爾爾多多斯斯盆盆地地是是煤煤層層氣氣資資源源量量最最大大的的兩兩大大盆盆地，超過地，超過1010萬億立方米，為規(guī)模開發(fā)提供了資源條件。萬億立方米，為規(guī)模開發(fā)提供了資源條件。埋深適于開發(fā)的資源比例大埋深適于開發(fā)的資源比例大 埋深埋深15001500米以淺煤層氣資源為主，占米以淺煤層氣資源為主，占 60%60%，有利于煤層氣的勘探和開，有利于煤層氣的勘探和開發(fā)。發(fā)。沁南區(qū)塊煤層氣探明儲量沁南區(qū)塊煤層氣探明儲量單位單位:億億m m3 3中聯(lián)公司中聯(lián)公司中聯(lián)公司中聯(lián)公司中石油中石油 （1 1）至）至20042004年底國內(nèi)鉆井情況年底國內(nèi)鉆井情況 全國共投入煤層氣勘探資金約全國共投入煤層氣勘探資金約14億元人民幣，億元人民幣，其中對外合作資金近其中對外合作資金近10億元人民幣。億元人民幣。煤層氣井主要分布在華北的山西、陜西地區(qū)，鉆煤層氣井主要分布在華北的山西、陜西地區(qū)，鉆井?dāng)?shù)量占全國鉆井總數(shù)的井?dāng)?shù)量占全國鉆井總數(shù)的56%。2005-2007年鉆井年鉆井 1700口口全國共鉆煤層氣井全國共鉆煤層氣井287口口其中：國內(nèi)自營其中：國內(nèi)自營148口口 占占52%國際合作國際合作127口口 占占44%UNDP項(xiàng)目項(xiàng)目12口口 占占4%4.3.2 4.3.2 煤層氣開發(fā)情況煤層氣開發(fā)情況韓城試韓城試驗(yàn)區(qū)驗(yàn)區(qū)河?xùn)|柳林河?xùn)|柳林井組井組沁南棗園沁南棗園井組井組沁水潘莊沁水潘莊井組井組沁水晉試沁水晉試1 1井組井組阜新阜新井組井組（2 2）煤層氣勘探已取得了產(chǎn)氣突破）煤層氣勘探已取得了產(chǎn)氣突破FZ井組生產(chǎn)狀況：井組生產(chǎn)狀況：l 共共16口井組成井網(wǎng)?？诰M成井網(wǎng)。l至今已排采至今已排采5年多年多l(xiāng)產(chǎn)產(chǎn)量量穩(wěn)穩(wěn)定定。日日產(chǎn)產(chǎn)氣氣1萬萬多多m3。l 建建立立壓壓縮縮站站，小小規(guī)規(guī)模模商業(yè)售氣。商業(yè)售氣。沁南棗園井組沁南棗園井組（3）首次在棗園井組實(shí)現(xiàn)小規(guī)模商業(yè)供氣）首次在棗園井組實(shí)現(xiàn)小規(guī)模商業(yè)供氣煤層氣煤層氣壓縮氣站（壓縮能力壓縮氣站（壓縮能力3.63.6萬萬m m3 3/天天)（3）首次在棗園井組實(shí)現(xiàn)小規(guī)模商業(yè)供氣）首次在棗園井組實(shí)現(xiàn)小規(guī)模商業(yè)供氣2003年年4月月15日第一車壓縮煤層氣運(yùn)往河南林州日第一車壓縮煤層氣運(yùn)往河南林州 到到20042004年，采用井下抽放煤層氣礦井年，采用井下抽放煤層氣礦井133133個。個。抽放量抽放量18.618.6億億m m3 3。礦井煤層氣抽放率與我國礦井瓦斯排放總量相比比較低。礦井煤層氣抽放率與我國礦井瓦斯排放總量相比比較低。前前2020個煤礦企業(yè)抽放量占個煤礦企業(yè)抽放量占85%85%。山西陽泉、安徽淮南、遼寧撫順等山西陽泉、安徽淮南、遼寧撫順等3 3個高瓦斯礦區(qū)瓦斯抽放量占全國的個高瓦斯礦區(qū)瓦斯抽放量占全國的1/31/3。利用量較低。不足利用量較低。不足50%50%。很大一部分排空。很大一部分排空。4.3.2 4.3.2 礦井瓦斯的抽采利用礦井瓦斯的抽采利用煤礦煤炭產(chǎn)量、瓦斯抽放量、利用量變化情況煤礦煤炭產(chǎn)量、瓦斯抽放量、利用量變化情況18.66億m3 井下抽放煤層氣主要是民用，少部分用于福利事業(yè)及工業(yè)原料。目前，山西晉城、重慶松藻、貴州盤江等已建或擬建煤層氣發(fā)電項(xiàng)目。晉城寺河礦晉城寺河礦井煤層氣抽井