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1、项目简介 煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间,通常包括巷道,井峒和采掘面等等。煤矿是人类在开掘富含有煤炭的地质层时所挖掘的合理空间,通常包括巷道,井峒和采掘面等等。煤是最主要的固体燃料，是可燃性有机岩的一种。它是由一定地质年代生长的繁茂植物，在适宜的地质环境中，逐渐堆积成厚层，并埋没在水底或泥沙中，经过漫长地质年代的天然煤化作用而形成的。在世界上各地质时期中，以石炭纪、二叠纪、侏罗纪和第三纪的地层中产煤最多，是重要的成煤时代。煤的含碳量一般为4697%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金属光泽。根据煤化程度的不同，煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。 类型露天开采当矿层接近地表时，
2、使用露天开采的方式较为经济。矿层上方的土称为表土。在尚未开发的表土带中埋设炸药，接着使用挖泥机、挖土机、卡车等设备移除表土。这些表土则被填入之前已开采的矿坑中。表土移除后，矿层将会暴露出来；这时将矿块钻碎或炸碎，使用卡车将矿砂运往选煤厂做进一步处理。当矿石开采完毕，在隔壁重覆同样的步骤。露天开采的方式可比地下开采的方式获得较大比率的煤矿，因为较多的矿层被利用。露天开采煤矿可以覆盖数平方公里的面积。世界约40%的煤矿生产使用露天开采方式。 地下开采大部份矿层均远离地表，因此无法使用露天开采的方式。地下开采目前占世界煤矿生产的60%。在矿坑，通常使用房柱法在矿层中推进，梁柱用来支持矿坑。 地下开采
3、共有四种主要的地下开采法: 长壁开采长约300米以上的采掘面。一台精密的采矿机在矿层隧道中前后移动。松动的矿石掉入输送带中，并移到工作区域。 连续开采利用一台有碳化钨钻头的机器从矿层中刮下煤矿。在房柱法系统中操作在一系列约10米的房间区域中工作。 爆破开采传统的开采方式。使用炸药打碎矿层，将矿石收集放在矿车或运输带中。 短壁开采使用连续开采的机器。类似长壁开采有着可移动的坑顶支撑。 生产煤矿在超过50个国家中商业开采。世界一年(2006年估计)约生产53亿7000万公吨的硬煤。世界上大部分国家都有煤矿储藏。以目前的生产量与消费量，已探明的煤矿储藏量估计可再使用147年。 历史早在新石器时代，人
4、类便有使用煤的记录。煤矿的主要用途是作为燃料。 美国最早的商业煤矿位于维吉尼亚州的Midlothian，1748年开始开采。煤炭成为18世纪工业革命中的主要能量来源，蒸汽火车、蒸汽船等开始成为工业国家中的主要交通运输工具。同时炼钢业也需要大量的煤矿。城市的照明、暖气和烹调等也需要使用煤气。英国在18世纪末发明了许多地下采煤的科技，从此采煤进入了大规模商业开采的时代。挖煤的机器约在1880年代左右发明；在那之前，采矿需要以人工用铲子或十字镐挖掘。到了1912年，蒸汽挖土机科技方面的进步使得露天开采变得可能。 煤炭在18世纪至1950年代是西方国家的主要工业和运输能量来源。另一方面，石油的开采技术
5、在20世纪初得到很大的发展，在美国、中东和印尼发现了大规模油田。石油作为燃料的优点多于煤炭。石油及其附属品在1950年代以后开始成为主要的燃料。很快的蒸汽机被内燃机所取代。至20世纪末，煤炭在家庭、工业和运输上很大的一部分被石油、天然气、核能或可再生能源等所取代。 自1890年开始，采煤也开始成为政治和社会上的争议来源。使用童工、剥削矿工、恶劣的工作环境等使得工会开始形成，社会主义思想开始兴起。另外，机器的大量使用也造成许多矿工失业，造成许多社会问题。环境标准的限制、西部大规模露天矿场的开采等，使得美国的地下采煤业在1970年代后急1968年美国西维吉尼亚州的Farmington 矿难剧衰退。
6、1914年最盛期时，美国有18万名无烟煤矿工，到1970年只剩6千名。沥青的工作从1923年70.5万人的颠峰，下降到1970年的14万人及2003年的7万人。矿工联合会 (UMW) 的活跃会员也由1980年的16万人减少到2005年的1.6万人。1973年与1979年的两次石油危机使得各国政府开始寻找替代能源。在开发核能、风力、太阳能等新能源的同时，煤炭的重要性也再度受到重视。 不过，自1970年代开始，环保意识抬头，人们开始注意包括景观破坏、空气污染与其他燃烧煤炭所可能产生的问题等。和其他化石燃料比较，燃烧煤炭比石油或天然气产生更多的二氧化碳、二氧化硫及氧化亚氮等温室气体，并可能是造成全球
7、暖化及酸雨等问题的主要原因之一。 煤炭在今日仍是重要的能源，因为其经济的价格和丰富的储藏量，特别是用于发电。煤炭在中国是最重要的能源，2005年中国约有80%的能源来自于燃煤。2007年中国首度成为了煤炭进口国。 煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占有机质的95以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料。有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤这几种分类。煤的生成在地表常温、常压下，由堆积在停滞水体中的植物遗体经泥炭化作用或腐泥化作用，转变成泥炭或腐泥；泥炭或腐泥被埋藏后 ，由于盆地基底下降而沉至地下深部，经成岩作用而转变成褐煤；当温度和压力逐渐增高，再经变质作用
8、转变成烟煤至无烟煤。泥炭化作用是指高等植物遗体在沼泽中堆积经生物化学变化转变成泥炭的过程。腐泥化作用是指低等生物遗体在沼泽中经生物化学变化转变成腐泥的过程。腐泥是一种富含水和沥青质的淤泥状物质。冰川过程可能有助于成煤植物遗体汇集和保存。 煤的形成年代在整个地质年代中，全球范围内有三个大的成煤期：(1)古生代的石炭纪和二叠纪，成煤植物主要是孢子植物。主要煤种为烟煤和无烟煤。(2)中生代的侏罗纪和白垩纪，成煤植物主要是裸子植物。主要煤种为褐煤和烟煤。(3)新生代的第三纪，成煤植物主要是被子植物。主要煤种为褐煤，其次为泥炭，也有部分年轻烟煤。 用途煤是重要能源，也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于
9、燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。燃烧。煤炭是人类的重要能源资源，任何煤都可作为工业和民用燃料。炼焦。把煤置于干馏炉中，隔绝空气加热，煤中有机质随温度升高逐渐被分解，其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出，成为焦炉煤气和煤焦油，而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是一种燃料，也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。焦炭主要用于高炉炼铁和铸造，也可用来制造氮肥、电石。电石是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。气化。气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。低温干馏。把煤或油页岩置于 550左右的温度下低温干馏可制取低温
10、焦油和低温焦炉煤气，低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。加氢液化。将煤、催化剂和重油混合在一起，在高温高压下使煤中有机质破坏，与氢作用转化为低分子液态和气态产物，进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。综合、合理、有效开发利用煤炭资源，并着重把煤转变为洁净燃料，是人们努力的方向。 产地在各大陆、大洋岛屿都有煤分布，但煤在全球的分布很不均衡，各个国家煤的储量也很不相同。中国、美国、俄罗斯、德国是煤炭储量丰富的国家，也是世界上主要产煤国，其中中国是世界上煤产量最高的国家。中国的煤炭资源在世界居于前列，仅次于美国和俄罗斯。 煤的开采煤的开采是一项最艰苦
11、的工作,当前正在花较大的力量来改善工作条件.由于煤炭资源的埋藏深度不同,开采方式一般相应地也有矿井开采(埋藏较深)和露天开采(埋藏较浅)之分.其中,可露天开采的资源量在总资源中的比重大小,是衡量开采条件优劣的重要指标,中国可露天开采的储量仅占7.5%,美国为32%,澳大利亚为35%;矿井开采条件的好坏与煤矿中含瓦斯的多少成反比,中国煤矿中含瓦斯比例高,高瓦斯和有瓦斯突出的矿井占40%以上.中国采煤以矿井开采为主,如山西山东徐州及东北地区大数采用这一开采方式,也有露天开采,如朔州平朔煤矿全国最大的露天煤矿. 三分之二以上的地下煤炭生产由使用连续采矿机械的房柱法开采。有钨合金钻头的连续开采机一面前
12、一面从表面上破煤，然后再运输到等候接送的汽车上运送到输送带被转移到地面。采煤机前进一段距离，停止移动而后支撑被放入。这个过程反复，直到煤层开采完。不使用爆破手段。 另一种地下采煤方法，是长壁开采法，占了百分之二十左右的生产。这种方法使用横跨400至600英尺的煤层（长壁）的切割机。这台机器上有一个旋转缸钨钻头切下煤，而后煤炭送入输送系统，再由其带出来的矿井。屋顶由大型钢铁支持，附于机器。由于机器向前推动，屋顶支撑也前进。近80 的煤炭开采可使用这种方法。 其余百分之十一的地下生产，是由传统的采矿用的炸药法，爆破后煤炭被移除。 煤可以创造沥青、煤气、煤焦油和焦炭；煤当原料使用煤在1200的密闭炉
13、(称为炼焦炉)中干馏,可得固定碳很高含量之煤焦,俗称焦炭 煤的分类煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几种。云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三种。煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同。单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤，并以此标准折算耗煤量。 （1）褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。 （2）烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃
14、点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。 （3）无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。 (4)泥煤：碳化程度最浅，含碳量少，水分多，Mar可高达90%，所以需要露天风干后使用；泥煤的灰分很容易熔化，发热量低，挥发分含量很多，因此极易着火燃烧。 泥煤可燃性好，很容易着火燃
15、烧，反应性强，含硫量低，灰分熔点低，但机械强度较低。因此，泥煤在工业上使用价值不高，更不宜长途运输，一般只作为地方性燃料使用。产区分布于西南各省和浙江（西湖泥煤）等地。 1989年10月 ，国家标准局发布 中国煤炭分类国家标准 (GB5751-86)，依据干燥无灰基挥发分Vdaf、粘结指数G、胶质层最大厚度Y、奥亚膨胀度 b、煤样透光性 P、煤的恒湿无灰基高位发热量Qgr，maf等6项分类指标，将煤分为14类。即褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤、12中粘煤、气煤、气肥煤、13焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫瘦煤、贫煤和无烟煤。 根据其岩石结构不同分类，可以分为烛煤、丝炭、暗煤、亮煤和镜煤。含有95%以上镜质体的为镜煤，煤表面光亮，结构坚实，含有镜质体和亮质体的为亮煤，含粗粒体的为暗煤，含丝质体的为丝炭，由许多小孢子形成的微粒体组成的为烛煤。 根据煤中含有的挥发性成分多少来分类，可以分为贫煤（无烟煤，含挥发分低于12%）、瘦煤（含挥发分为12-18%）、焦煤（含挥发分为18-26%）、肥煤（含挥发分为26-35%）、气煤（含挥发分为35-44%）和长焰煤（含挥发分超过42%）。其中焦煤和肥煤最适合用于炼焦碳，挥发分过低不粘结，过高会膨胀都无法用于炼焦，但一般炼焦要将多种煤配合。世界煤炭储藏量煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估，世界煤
