煤礦類型
露天開採
當礦層接近地表時,使用露天開採的方式較為經濟。礦層上方的土稱為表土。在尚未開發的表土帶中埋設炸藥,接著使用挖泥機、挖土機、卡車等設備移除表土。這些表土則被填入之前已開採的礦坑中。表土移除後,礦層將會暴露出來;這時將礦塊鑽碎或炸碎,使用卡車將礦砂運往選煤廠做進一步處理。當礦石開採完畢,在隔壁重覆同樣的步驟。
露天開採的方式可比地下開採的方式獲得較大比率的煤礦,因為較多的礦層被利用。露天開採煤礦可以覆蓋數平方公里的面積。世界約40%的煤礦生產使用露天開採方式。
地下開採
大部份礦層均遠離地表,因此無法使用露天開採的方式。地下開採目前占世界煤礦生產的60%。在礦坑,通常使用房
柱法在礦層中推進,樑柱用來支持礦坑。
共有四種主要的地下開採法:
長壁開採–長約300米以上的採掘面。一台精密的採礦機在礦層隧道中前後移動。鬆動的礦石掉入輸送帶中,並移到工作區域。
連續開採–利用一台有碳化鎢鑽頭的機器從礦層中刮下煤礦。在"房柱法"系統中操作–在一系列約10米的房間區域中工作。
爆破開採–傳統的開採方式。使用炸藥打碎礦層,將礦石收集放在礦車或運輸帶中。
短壁開採–使用連續開採的機器。類似長壁開採有著可移動的坑頂支撐。
煤礦簡介
煤礦是人類在開掘富含有煤炭的地質層時所挖掘的合理空間,通常包括巷道、井硐和採掘面等等。煤是最主要的固體燃料,是可燃性有機岩的一種。它是由一定地質年代生長的繁茂植物,在適宜的地質環境中,逐漸堆積成厚層,並埋沒在水底或泥沙中,經過漫長地質年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地質時期中,以石炭紀、二疊紀、侏羅紀和第三紀的地層中產煤最多,是重要的成煤時代。煤的含碳量一般為46~97%,呈褐色至黑色,具有暗淡至金屬光澤。根據煤化程度的不同,煤可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四類。在中國煤炭開採必須依法開採,證照齊全有效。貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的安全生產方針。
六大系統
採煤系統,掘進系統,機電系統,運輸系統,通風系統,排水系統,簡稱“採掘機運通”+排水系統。另外,我國將在全國煤礦建立完善監測監控、人員定位、緊急避險、壓風自救、供水施救和通信聯絡等井下安全避險六大系統[煤礦生產
煤礦在超過50個國家中商業開採。世界一年(2006年估計)約生產53億7000萬公噸的硬煤。世界上大部分國家都有煤礦儲藏。以目前的生產量與消費量,已探明的煤礦儲藏量估計可再使用147年。
煤礦大面積停礦
《中國煤礦行業運行及投資趨勢研究報告》[1]統計數據顯示,今年第一季度,有“中國科威特”之稱的陝西省榆林市工業企業的停產數量達到175戶,其中停產煤礦93戶,工業企業停產面積達到26%,煤礦停產面積達到46%;在以煤炭產業為主的陝西省千億經濟大縣神木縣,全縣共有99家地方煤礦,已經停產了42家,停產面積也達到46%。由於煤炭產業的拖累,神木縣常年保持的20%以上的GDP增速目前已經被打破,地方財政增速也遭遇寒潮;就連“能源神城”鄂爾多斯也不例外,統計數據顯示,該市財政總收入的同比降幅高達18%,地方預算收入的同比降幅也達到15%左右。
神木縣、榆林市、鄂爾多斯市的遭遇並非個案。調查得知,在蒙西、陝北、寧東“能源金三角”地帶,過去長期依賴能源粗放式擴張的經濟發展模式已經遇到了前所未有的挑戰,如何破解煤炭依賴魔咒成為破解區域經濟發展陣痛的主要挑戰。
歷史
早在新石器時代,人類便有使用煤的記錄。煤礦的主要用途是作為燃料。
美國最早的商業煤礦位於維吉尼亞州的Midlothian,1748年開始開採。
煤炭成為18世紀工業革命中的主要能量來源,蒸汽火車、蒸汽船等開始成為工業國家中的主要交通運輸工具。同時煉鋼業也需要大量的煤礦。城市的照明、暖氣和烹調等也需要使用煤氣。英國在18世紀末發明了許多地下採煤的科技,從此採煤進入了大規模商業開採的時代。挖煤的機器約在1880年代左右發明;在那之前,採礦需要以人工用鏟子或十字鎬挖掘。到了1912年,蒸汽挖土機科技方面的進步使得露天開採變得可能。
煤炭在18世紀至1950年代是西方國家的主要工業和運輸能量來源。另一方面,石油的開採技術在20世紀初得到很大的發展,在美國、中東和印尼發現了大規模油田。石油作為燃料的優點多於煤炭。石油及其附屬品在1950年代以後開始成為主要的燃料。很快的蒸汽機被內燃機所取代。至20世紀末,煤炭在家庭、工業和運輸上很大的一部分被石油、天然氣、核能或可再生能源等所取代。
自1890年開始,採煤也開始成為政治和社會上的爭議來源。使用童工、剝削礦工、惡劣的工作環境等使得工會開始形成,社會主義思想開始興起。另外,機器的大量使用也造成許多礦工失業,造成許多社會問題。環境標準的限制、西部大規模露天礦場的開採等,使得美國的地下採煤業在1970年代後急劇衰退。1914年最盛期時,美國有18萬名無煙煤礦工,到1970年只剩6千名。瀝青的工作從1923年70.5萬人的顛峰,下降到1970年的14萬人及2003年的7萬人。礦工聯合會 (UMW) 的活躍會員也由1980年的16萬人減少到2005年的1.6萬人。
1973年與1979年的兩次石油危機使得各國政府開始尋找替代能源。在開發核能、風力、太陽能等新能源的同時,煤炭的重要性也再度受到重視。
不過,自1970年代開始,環保意識抬頭,人們開始注意包括景觀破壞、空氣污染與其他燃燒煤炭所可能產生的問題等。和其他化石燃料比較,燃燒煤炭比石油或天然氣產生更多的二氧化碳、二氧化硫及氧化亞氮等溫室氣體,並可能是造成全球暖化及酸雨等問題的主要原因之一。
煤炭在今日仍是重要的能源,因為其經濟的價格和豐富的儲藏量,特別是用於發電。煤炭在中國是最重要的能源,2005年中國約有80%的能源來自於燃煤。2007年中國首度成為了煤炭進口國。
中國煤礦開採過程中,必須要有礦領導帶班並與工人同時下井、同時升井,違反規定的,對有關責任人按擅離職守處理,同時給予規定上限的經濟處罰。對重大、特別重大生產安全責任事故負有主要責任的企業,其主要負責人終身不得擔任本行業企業的礦長(廠長、經理)。對後果特別嚴重、影響特別惡劣的安全生產事故,要按規定追究省部級相關領導的責任。
煤礦事故
氣體/粉塵爆炸
煤層中經常伴隨沼氣(甲烷等)的存在。沼氣容易引起爆炸事故。因此在封閉的空間工作時,需要經常監測沼氣濃度。
若氣體中有一定濃度的粉塵,也有可能因為火星引起爆炸。粉層體積細小,但表面的相對比例大。若周圍空氣中有充足的氧,對於燃燒反應便會非常敏感。
氣體噴出
沼氣本身對人體無害,但有時伴隨著一氧化碳等有毒氣體。若大量的沼氣一次噴出,通常煤氣爆炸的可能性也迅速增加。坑內火災
煤礦事故中最壞的情況。與一般的火災不同,周圍有許多可燃物 (煤) 大量存在。若坑道被熱及煙堵住出口,同時發生缺氧的情況,通常會造成重大的傷亡。水災
在水底 (海底、湖泊或水庫附近) 的礦區坍塌時發生的事故。是比坑內火災更糟糕的情況,幾乎沒有生還的可能。大量洪水在很快的時間內將坑道吞沒,造成全體工作人員死亡。通常生還者無法救援、遺體無法回收,坑道也同樣被放棄。人體健康影響
慢性肺部疾病,如塵肺病曾經在礦工中非常普遍,導致預期壽命減少。在一些採礦國家,塵肺病仍非常普遍;在美國一年約有4,000個黑肺病例(其中約1,500人為前礦工),中國則每年約有10,000個新病例。
環境衝擊
採煤對環境造成多種衝擊。露天煤礦讓土地無法再使用。洗煤廠所產生的酸性礦山排水可能滲入河流中,造成生態污染或人體健康的不良影響。
美國賓夕法尼亞州的森特勒利亞 (Centralia)的地下礦坑火災自1962年以來持續焚燒至今超過40年,造成地下水蒸發,地層下陷。由於礦脈延伸了整個城鎮,使得地面經常出現裂縫冒出火苗。當地人口亦從極盛時期的2000人減少到2007年的9人。
地面下跌
由於在煤炭開採過程中礦井水大量外排,導致地下水位下降,引起地面水下跌。錯動下沉
由於煤礦井下水大量外抽,礦井上底承載能力下降,加上大部分小窯煤井在開採過程中,沒有採取預留煤柱等預防措施,有的小窯煤井甚至對國有煤礦預留煤柱肆意採挖、破壞,導致地層錯動,地表下沉。
水污染
礦井廢水中懸浮物等污染物濃度較高,特別是流經含硫鐵礦煤層的礦井水,酸性很大。據南坑鎮水仔邊一帶礦區的礦井廢水抽樣檢測,其懸浮物濃度平均值為280毫克/升,化學耗氧量濃度平均值為530毫克/升,硫酸根離子濃度高達2500毫克/升,最低PH值僅為2.7。這類礦井廢水如不經處理就外排,將嚴重污染地面水體,淤塞河道和農田渠道,造成土壤板結,對農作物影響很大。
四、煤矸石占地及風化污染問題
煤礦排出的煤矸石一般都就近堆放。隨著堆存量的不斷增加,堆場的占
地面積也逐年擴大。煤矸石經風化、雨蝕、自燃後,其表面的風化層物質在風力作用下進人大氣,嚴重污染大氣環境。
植被破壞
煤炭開採需要大量木材,按萬噸煤炭產量平均消耗坑木150立方米計算。全市僅煤炭開採業一年就需消耗木材約10萬立方米,如此大的木材缺口迫使煤礦多渠道收購木材,客觀上助長了亂砍濫伐,使育伐比例失調。同時,由於地下水位下降,地表含水層含水量減少,也使植被生長受到影響。
二次揚塵
煤炭有相當一部分靠汽車運輸,撒漏現象非常嚴重,大量煤炭流失,使街道煤塵飛揚為有效防治煤炭開採過程中產生的環境污染和生態破壞,使煤礦礦區的生態環境逐步步入良性循環的發展軌道,提出以下對策建議:
一、加強礦井廢水和區域環境綜合治理
(一)對現有廢水治理設施進行改造。對已老化、壞損的廢水治理設施、設備進行修復、改造,確保礦井廢水長期、穩定達標排放。
(二)對部分廢棄礦井外排的廢水進行治理。部分煤礦雖然停止了採煤,但仍有礦井廢水(俗稱老窿水)外排。主要是部分煤礦的採煤巷道間接相通,礦井廢水全部從標高最低的井口外排,並將原有老巷道岩石斷層和風化層中硫鐵礦中的鐵離子等浸取出來,導致廢水中鐵離子和硫酸根離子的濃度很高,嚴重污染水體環境。所以,對部分廢棄礦井外排的廢水必須進行治理,修建沉澱池,井投加石灰等藥劑,經中和、反應、沉澱處理後,再達標外排。
(三)對部分環境污染和生態破壞嚴重的區域進行綜合治理。一是對淤塞的河道進行清淤疏浚、護岸;二是做好水保工程,一般應在礦區地面徑流匯入點建設污水沉澱處理池等。
二、搞好煤矸石的綜合利用
我市綜合利用煤矸石的主要途徑是發電和制磚,年利用量約65萬噸,但與堆存量相比,可以說利用量很小,且利用途徑單一。必須努力探索綜合利用煤矸石的新途徑,以實現在儘可能短的時限內“消滅”煤矸石山。可採取的措施是:
(一)提高煤矸石發電的綜合利用量;(二)利用煤矸石代替粘土製磚;(三)利用煤矸石回填處置:1、煤矸石回填採礦區;2、煤矸石做工程填築材料。
三、做好礦區植被恢復和矸石堆場的覆土植被工作
(一)實施封山育林,採取植草、人工造林和疏林補方式,提高地表涵養水源、保持水土的能力。
(二)對短期內暫無法消化的煤矸石,制定切實可行被保護規劃、方案和措施。宜林則林,宜草則草,努好煤矸石堆場的覆土植被保護工作。
美國賓夕法尼亞州的森特勒利亞(Centralia)的地下礦坑火災自1962年以來持續焚燒至今超過40年,造成地下水蒸發,地層下陷。由於礦脈延伸了整個城鎮,使得地面經常出現裂縫冒出火苗。當地人口亦從極盛時期的2000人減少到2007年的9人。
綜上所述,自然資源的開發利用是社會經濟發展的物質基礎。煤炭資源是一種有限的、非再生的自然礦產資源,隨開採利用而逐漸減少,直至耗竭殆盡,從長遠看是不能持續利用的。不可再生的礦產資源的開發利用可持續發展觀應該是既要注重資源利用率你,達到資源最佳化配置,不能以造成資源的大量破壞為代價來實現礦產資源的開發;又要注重資源開發利用過程中的經濟效益、社會效益及生態環境效益,處理好房前發展與未來發展的關係,走資源開發、環境協調、持續發展的道路。
採煤方法
採煤方法種類很多,世界主要產煤國家使用的採煤方法,總的劃分為壁式和柱式兩大類。這兩種不同類型的採煤方法,無論從採煤系統,還是回採工藝都有很大的區別。根據不同的礦山地質及技術條件,可有不同的採煤系統與採煤工藝相配合,從而構成多種多樣的採煤方法。如在不同的地質及技術條件下,可以採用長壁採煤法、柱式採煤法或其他採煤法,而長壁與柱式採煤法在採煤系統與採煤工藝方面差別很大。由此可以認為:採煤方法就是採煤工藝和回採巷道布置兩部分走成。
壁式採煤
壁式採煤法的特點是煤壁較長、工作面的兩端巷道分別做為入風和迴風、運煤和運料用,采出的煤炭平行於煤壁方向運出工作面,我國多採用壁式採煤法開採煤層。柱式採煤
柱式採煤法的特點是煤壁短呈方柱形,同時開採的工作面數較多,采出的煤炭垂直於工作面方向運出。其他采法
1、走向長壁採煤法,長壁工作面沿走向推進的採煤方法。2、傾斜長壁採煤法,長壁工作面沿傾斜推進的採煤方法
3、傾斜分層採煤法,厚煤層沿傾斜面劃分分層的採煤方法。
4、長壁放頂煤採煤法,開採6米以上緩斜後緩斜厚煤層時,先採出煤層底部長壁工作面的煤,隨即放采上部頂煤的採煤方法。
5、掩護支架採煤法。在急斜煤層,沿走向布置採煤工作面,用掩護支架將採空區和工作空間隔開,向俯斜推進的採煤方法。
6、偽傾斜柔性掩護支架採煤法。在急斜煤層中,偽傾斜布置採煤工作面,用柔性掩護支架將採空區和工作空間隔開沿走向推進的採煤方法。
7、倒台階採煤方法。在急斜煤層的階段或區段內,布置下部超前的台階形工作面,並沿走向推進的採煤方法。
8、正台階採煤法。在急斜煤層的階段或區段內,沿偽斜方向布置成上部超前的台階形工作面,並沿走向推進的採煤方法。
9、水平分層採煤法。急斜厚煤層沿水平面劃分分層的採煤方法。
10、斜切分層採煤法。急斜厚煤層中沿與水平面成25度至30度的斜面劃分分層的採煤方法。
11、房柱式採煤法沿巷道每隔一定距離先採煤房直至邊界,再後退采出煤房之間煤柱的採煤方法。
12、房式採煤法。沿巷道每隔一定距離開採煤房,在煤房之間保留煤柱以支撐頂板的採煤方法。
13、倉儲採煤法。急斜煤層中將落采的煤暫存於已采空間中,待倉房內的煤體采完後,再依次放出存煤的採煤方法。
相關事件
舊時從事煤炭生產的人,身份不一。在同官縣(今銅川市)礦區,有由封建窯主控制的舊式煤窯,以土法開採,窯工多為喪失了人身自由的工奴。民國後期,由陝西省政府及隴海鐵路局合辦的同官煤礦中,開始出現了產業工人。陝西省一些農村中,採煤是農民的副業。炭窠(舊式煤窯)中的窯工,多數是窯主派爪牙抓來的。也有因為欠了窯主的債而下井挖煤抵債的,自願充窯工者不多。
建國前,同官陳家河炭窠窯主勾結官府,與軍、警、土匪合夥,在同官、富平、蒲城交界的老虎橋、宮裡橋、東梁山等地設下埋伏,強行綁架路人下井;又冒充國民黨軍便衣,以抓壯丁為名,抓人下井;還在廟會、戲場假設賭場,復又以“查賭”、“抓賭”為名,捕捉賭徒下井。窯主還挖空心思,派出親信、把頭,偽裝成馱炭客,四處遊說,騙人上鉤;或打著雇麥客、叫短工的招牌,使許多人落人圈套。抓來騙來的窯工,被強行送入井下。上井後武裝押解關入黑窯。黑窯一面靠崖,三面高牆,大門上鎖,門口有持槍把頭守衛。吃飯由伙夫從一個小窗孔遞進去。窯內有大炕,沒席沒被褥。人擠得滿滿的,連腿都伸不直。“休息”幾天后,又被押解下井,終身為其挖煤,工錢分文不給。
頂債或自願充窯工者,30年代之前,工錢以饃代之,每人每班掙2~4斤蒸饃。井下工作繁重,一天干十七八小時,許多窯工掙的蒸饃還不夠自己吃,吃超了就又欠下窯主的債。這些債驢打滾利息,窯工永遠也還不清。還不清債就別想離開炭窠。30年代後期,開始改為工資制。開始工資很低,窯工多次罷工,迫使窯主逐步增加工資。1937年,一般工資為一斗半麥子。但窯主不斷提高蒸饃價格,又在井下兜售鴉片煙。許多窯工因勞累過度,體力不支,怕挨打而藉助鴉片提神。這樣,一個個又落入了魔掌,只好一輩子給窯主挖煤。
舊時,同官的炭窠普遍祭祀窯神。窯神廟裡如果只有一個神,那就是太上老君,所以炭窠又稱窯神為“老君爺”。要是供奉著四個窯神,該廟就叫“四聖廟”,如果是五個,則為“五聖官”。同官崖窯村炭窠舊址原有一塊《重修四聖廟碑記》,刻於清朝嘉慶二十一年(1816),其中寫道:“同官東郊崖窯村舊有四聖廟,創自雍正二年,村人尤以崖窯炭窠伊邇,村民衣食永遠是賴,更宜崇祀……窯神以為庇。”據說窯主在選擇新窯址時,先跪拜窯神,並焚燒香表。如果此時有一陣風吹來,紙灰隨風飄去落在某地,窯主就認為該地即窯神指標的窯址,便在那裡建煤窯。農曆每月初一、十五,窯主都要設供品祭祀窯神,有些窯主還要在每年一定日子給窯神唱戲,祈求窯神保佑。
窯神對窯主的用處,除了上述那些外,還有更重要的一個方面,舊社會,神權是剝削階級捆綁在勞動人民身上的四條粗大繩索之一。窯神,是窯主對窯工進行野蠻的壓迫和殘酷剝削的一種工具。窯主們向窯工反覆宣傳:“下了煤窯,就是窯神爺的人”,要求窯工無條件地服從窯神(實際是窯主自己)的統治。窯主欺騙窯工,說煤車是“窯神爺的馬”。誰要是拉車不力,誰就是對窯神的不敬,就得挨皮鞭抽打。如果井下發生事故,有窯工死傷,窯主就說是該窯工得罪了窯神,是窯神對他的懲罰,與窯主無關。因此,窯主沒有醫治受傷窯工的責任。對死去的窯工,則認為“罪有應得”,拖出井隨便一處理了事。在窯主愚弄下,許多窯工也頂禮膜拜窯神。他們乞求窯神保佑自己活著出窯,保佑自己能夠逃離炭窠而與家人團聚。
除了銅川這樣的大礦區以外,本省某些農村也經營小煤窯。採煤者是農民,採煤是他們的一種副業。紫陽縣一帶,稱煤為“石炭”,稱煤窯為“炭洞子”,採煤者為“炭匠”。炭匠對開洞的日子十分注意,總是避開初一、十五這兩天。開洞時要放火炮,燒紙,獻豬頭,叩拜山神、土地。每年臘月二十四日封洞,儀式同開洞一樣。炭匠在生產期間忌諱甚多,忌說“垮”、“塌”一類的話,忌擊掌,忌吹哨,忌打老鼠。炭匠在洞子裡見有老鼠出來,必須趕快離開,他們認為是來報凶信的。
相關新聞
2008年全國計畫關閉小煤礦864處、實際關閉1054處。攻堅戰以來,累計關閉不具備安全生產條件和破壞資源環境、不符合產業政策的小煤礦12155處,淘汰落後能力約3億噸。2008年駐各地煤礦安全監察機構共監察礦井1.5萬處、3.8萬礦次,責令停產整頓礦井1616處、提請關閉260處,實施行政處罰9410次、經濟處罰5.6億元。小煤礦整頓成效進一步顯現,國家實行資源整合和關閉小煤礦等政策。
2008年煤礦安全生產工作取得了明顯成效,在全國原煤產量達到27.2億噸、同比增長7.5%、煤礦事故總量連續兩年下降幅度超過20%的基礎上,又實現了“三個明顯下降”。一是事故總量明顯下降,二是較大事故明顯下降,三是百萬噸死亡率明顯下降。
小煤礦數量仍占礦井總數的近80,總體看,這些小煤礦安全生產基礎條件差、安全保障和防災抗災能力低下;2008年小煤礦產量僅占全國總產量的35%,而事故死亡人數高達73%;小煤礦共發生26起重特大事故,占全國煤礦重特大事故總起數的68%。小煤礦數量多的地區百萬噸死亡率仍然高達5-8人。
將繼續實施解決小煤礦問題的“三步走”戰略,推動煤礦整頓關閉工作,從減少礦井數量向提高辦礦標準,從關閉不符合安全標準礦井向淘汰落後生產能力、政策關閉、資源整合、大礦託管等多種形式轉變。
曾任國家安監總局局長駱琳指出,力爭2009年再壓減小煤礦1000處以上,到2010年把全國小煤礦壓減控制到1萬處以內。[5]2015年5月30日凌晨2點10分左右,新邵縣七四煤業有限責任公司西採區發生煤與瓦斯突出事故。當時該採區井下作業11人,安全出井3人。截至5月30日下午4點,事故已造成4人死亡,4人被困井下。因瓦斯事故發生,新邵縣所有煤礦停產整頓。
煤礦分布
山西:大同、陽泉太原呂梁長治晉城忻州朔州臨汾山東:濟寧棗莊泰安龍口
內蒙古:鄂爾多斯烏海呼倫貝爾錫林郭勒阿拉善盟
陝西:榆林銅川神木
遼寧:阜新撫順調兵山
寧夏:寧東
黑龍江:雙鴨山雞西鶴崗七台河
江蘇:徐州
四川:攀枝花
貴州:六盤水
安徽:淮北淮南蒙城渦陽
河南:平頂山鄭州焦作許昌三門峽
河北:開灤、峰峰、井陘、邯鄲、張家口
新疆:準東、吐哈、庫拜、伊犁
甘肅:窯街、靖遠、華亭
雲南:曲靖、昭通、文山、寶山、開遠、麗江[6]
關閉風波
中國產業洞察網獲悉,福建省龍巖市政府出台了《關於加大小煤礦關閉力度加快推進煤礦企業兼併重組的意見》及13個部門的相關配套管理檔案,將全市現有的112家煤礦企業,削減為78家,到2015年全市削減為49家。《意見》指出了煤礦企業兼併重組的範圍、主體和對象。在全市範圍內,以礦區(井田)為單位,逐個進行兼併重組。同一礦區,只能由一個主體煤礦企業實施兼併重組,其他煤礦企業均為被兼併重組對象。兼併重組後,不得再保
安徽:淮北淮南蒙城渦陽