采矿科学的发展与展望

采矿科学的发展与展望太原理工大学采矿工艺研究所靳钟铭教授博导一、采矿科学的重要性二、采矿科学的内容三、采矿科学的展望一、采矿科学的重要性煤是工业的食粮，矿产是工业的食粮。矿产：煤、铁、金、铜、锑、钨、钼、汞、锡、稀土金属、重晶石、石墨、石膏等，160多种，已发现150多种，探明储量是130多种。我国是开创采矿业最早的国家之一，4000年以前就有煤、铜、铁、金的开采。目前我国采矿工业的发展水平与发达国家有不小的差距。我国目前矿产资源年产量：煤16亿吨铁矿石2.5亿吨有色金属矿石0.8亿吨以上非金属矿3.0亿吨以上煤、锌、锑、锡、钨、稀土金属产量居世界第一。但我国人口较多，人均占有量与世界水平相比，均比较低。世界煤炭储量表国别总储量(亿吨)探明储量(亿吨)全世界13500016000中国447007800俄罗斯406004050美国278003400澳大利亚3230770(山西省)61302035世界煤炭产量与可采年限表国别产量(亿吨)预计可采年限(亿吨)全世界40400中国10(15)800(500)俄罗斯8.7500美国7.0500澳大利亚3.5200(山西省)3.0650世界能源消耗量表时间能源消耗(亿吨)其中(%)煤石油水核能天然气195026.653.926.24.4---9.5197783.230.444.45.71.817.4198511528385.010182020(预计)18433.721.27.613.619我国(2000)7020532专家预测：20～30年后世界能源将重新回到以煤炭为主的时代。煤炭是我国的基础工业，属特大型不可再生资源。煤炭是关系国民经济安全的重要行业和关键领域。煤炭是最可靠的能源，储量、产量均不受外来因素制约，能确保供应的安全性。从经济上分析，按同等热值计算，煤是石油价格的1/4。煤炭在我国能源结构中的主导地位是长期的和稳固的，在国民经济可持续发展中的战略地位是不可动摇的。我国需求预测表(亿吨)行业2000年2005年2010年电力5.386.87.8冶金1.0951.131.15建材1.61.651.65化工0.80.80.8其它2.9752.822.6出口0.550.81.0合计12.8514.015.0国内能源供应比例晋、陕、蒙(西)50%新、甘、青5%云、贵、川10%中西部70%现有矿井和在建矿井的供应能力，“十五”期间尚可满足，“十一五”缺口较大。建设新矿井，改造有潜力的老矿井。二、采矿科学的主要内容1.采矿系统---采矿的基础：生产系统，辅运系统，通风系统，排水系统，供电系统，……2.采矿方法---采矿的核心：露天开采井工开采壁式柱式3.采矿安全---采矿的保障围岩稳定及控制瓦斯预测、治理和煤层气开发自燃火灾预防治理水害预防治理粉尘预防治理4.采矿环境---采矿的前提改善井下作业环境减少地面环境的损害降低地下水资源的影响三、采矿科学的展望1.采矿系统：生产集中化----一井一面系统简单化----减少或消除岩石巷运煤连续化----胶带化辅运胶轮化----消除轨道2.采矿方法：露天开采的比例(煤炭)德国澳大利亚美国、俄罗斯中国80%70%60%8%露采发展趋势：开采规模大型化10-30Mt/a采矿工艺连续化连续采煤机工艺设备大型化斗容30m3载重卡车200t带宽2—3m井工开采：壁式：中国、欧洲，占90%以上柱式：美国、澳大利亚、加拿大南非、印度80年代以后，美、澳、印度开始发展长壁，目前壁式占50%。我国煤层赋存条件缓斜85.95%倾斜10.16%急斜3.88%厚煤层45.25%中厚36.07薄煤层18.66%单一长壁大采高5m→6m壁式放顶煤特厚煤层10～20m支架高度4～5m分层开采长壁的发展趋势：机械化:采煤机功率1500kw液压支架1000kN输送机宽度1.3—1.5m自动化---无人工作面自动控制，三直一平远距离操作按钮手把自动控制采高新型采煤方法的研究保水采煤法潜水采煤法重液采煤法3.采矿安全：围岩稳定及控制：数值化—数值模拟—物理特性定量化—数力模型—岩性参数—量化规范化—采场、巷道围岩控制的分类监测仪表高新化瓦斯、水、火、尘四大灾害的预防和治理：思维意识创新，运用现代相关理论与高新技术，开创成套的防治新技术。4.采矿环境：建设环保型矿山和数字化矿山降尘、减沉、保水、除矸、绿色开采、洁净生产谢谢大家