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  • 國家重點研發計劃項目助推煤與重油清潔高效多元化利用 2019-12-13

    基于全球首套45萬噸/年煤與重油共加氫工業示范裝置,由陜西延長石油(集團)有限責任公司牽頭承擔的國家重點研發計劃“煤與重油共加氫及產品加工關鍵技術”項目成功設計開發了煤與重油共加氫新型催化劑及工藝,實現了催化劑噸級放大合成。該成果有效降低了催化劑成本及用量、提高了輕質油(石腦油+柴油)收率,在示范裝置上實現連續平穩應用30天。該項目提出了微界面強化反應技術理論,大幅提高氣液相反應相界面積,降低反應系統操作壓力,日前已完成了微界面強化反應器的渣油加氫中試試驗、確定了工業試驗技術方案,進行了工業示范裝置Letdown減壓裝置、減壓塔系統及微界面強化反應器的安裝改造,并開展了第一次試運行。下一階段,項目將進一步研究煤與重油的匹配性與協同效應,強化技術路線的協調整合,實現項目立項工業示范裝置“安穩長滿優”運轉的初心,實現煤與重油清潔高效多元化利用,為國家能源化工行業發展提供技術支撐。 

  • 錢鳴高院士:推進綠色開采建設煤炭強國 2019-12-13

    錢鳴高院士接受媒體采訪時介紹“綠色開采”體系。 孫自法/攝  中新網北京12月9日電 (記者孫自法)他在國際會議上發表學術報告時提出的理論被稱為“鳴高模型”、他在國際上首個提出煤炭“綠色開采”體系、他的研究成果獲得煤炭系統第一個國家自然科學獎一等獎、他培養出中國煤炭系統首位采礦工程博士……他是中國工程院資深院士、中國礦山壓力與巖層控制學科主要奠基人之一、中國礦業大學(北京)教授錢鳴高。  錢鳴高工作生活60多年的中國礦業大學近期迎來110周年校慶,他在校慶前夕接受媒體集體采訪時指出,新中國成立至今已出煤逾800億噸,“沒有煤炭就沒有鋼鐵、水泥和火力發電,也沒有如今的基本建設規模,中國經濟總量達到世界第二,煤炭做出了重要貢獻。事實上,在今后相當長時間內煤炭將仍然是中國經濟社會發展的主體能源”。  這位耄耋之年的著名礦業科學家表示,煤炭工業在新中國成立以來發生翻天覆地的變化,采煤技術已由以手工為主發展到以機械化為主,安全情況百萬噸死亡率也由1978年的9.713下降到2018年的0.093,煤炭生產技術已處于世界先進水平,但因中國地域廣闊且開采條件、技術水平差別很大,今后還需要大力推廣“綠色開采”、科學采礦,推進煤碳強國建設。  錢鳴高院士回憶,自己5歲那年抗日戰爭爆發,目睹了日本侵略者對中國人民的殺戮,在少年時代就飽嘗民族的苦難和生活的艱辛,也培養了他倔強的性格與發憤圖強的意志,并受科學救國思想影響,認為只有發展工業才能救中國。新中國成立后,他從著名的蘇州中學考入東北大學前身東北工學院,歷經輾轉學習采礦學科。畢業后分配為中國礦業大學前身北京礦業學院研究生,從此開始與煤礦打交道一輩子的科研工作。  他的科研工作從研究礦山壓力開始,1962年研究提出的“采場上覆巖層活動規律”通過十多年在煤礦的實測檢驗與驗證,最終證實采場上覆巖層在受開采影響而破斷成為巖塊后形成的結構模式——“砌體梁”力學模型,其后又在此基礎上,發展了描繪整體巖層移動的“關鍵層”理論,從而為加強環境保護的“綠色開采”奠定了基礎。  1982年,錢鳴高前往英國參加巖層力學國際會議,會上他報告“采場上覆巖層活動規律”研究成果,得到國際學術界同行廣泛認可并被認為是采礦領域的引領者,“砌體梁”力學模型還被學者在論文中稱為“鳴高模型”,也將中國采礦相關研究推進到國際先進水平。  進入新世紀,錢鳴高又建立“礦山壓力預測、控制和監測”等實用工程技術,而后結合煤炭安全生產和高產高效開采需求,于2003年在國際上首次提出“綠色開采”體系。  錢鳴高指出,由于國民經濟快速發展,中國煤炭年產量由近10億噸到25億噸再到目前的40億噸,接近全世界產量的40-50%。如此大規模的開采,加之矸石排放,必然對水資源、土地及區域環境帶來嚴重影響。所有這些都與采動后形成的巖層移動和巖體內裂隙場的改變密切相關。為此,他領導團隊研究提出“采動巖體力學”概念和以控制“關鍵層”為基礎的煤礦“綠色開采”技術體系,涵蓋煤與瓦斯共采、保水開采、控制地表沉陷、矸石減排等方面。  國際同行專家評價稱,“綠色開采”不僅僅是一個新的術語,而是對煤礦開采及其對環境多種影響的整體認識引入一個統一的概念,并認為“關鍵層”理論巧妙地把巖層移動和上覆斷裂巖層中瓦斯和水的滲流和流動結合在一起,為減少采礦對環境的破壞提供了方向。  錢鳴高認為,煤炭屬于不可再生資源,煤炭開采和利用必須控制在環境容量范圍內,在人類從自然環境中對資源“獲取-使用-回歸”的整個循環中,必須尊重自然意志、遵循自然規律,時刻不忘回饋自然和養護自然,從而在人類和自然之間建立起復合的生態平衡機制。  他強調,在中國從“站起來”到“富起來”的歷史進程中,煤炭行業做出奠基性的不可磨滅貢獻,在“強起來”的新時代,還將發揮基礎性的不可替代作用。  中國無疑已是煤炭大國,也必然要發展成為煤炭強國。錢鳴高相信,只要持續推進并完善“綠色開采”體系和煤炭的清潔利用,煤炭強國的目標很快就會實現,“當中國大多數煤礦都達到現在神華集團生產標準的水平,也就進入到煤炭強國了”。(完)

  • 2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會 移師北京亦創國際會展中心召開 2019-12-02

     2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會移師北京亦創國際會展中心召開,引智革新、助力產業升級 由中國煤炭城市發展聯合促進會、中國機電產品流通協會聯合主辦,京禾展覽(北京)有限公司組織承辦的2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會(CICEME  Expo)將于2020年10月30日-11月1日,移師北京亦創國際會展中心召開,全新形象更大規模、盛裝展出,熱忱歡迎各方來賓參展參觀。中國北京國際煤炭采礦技術設備展覽會創辦于2005年,是煤炭采礦行業例會,中國地區行業盛會,已成功舉辦十四屆,已經被國內外煤炭采礦制制造商及相關服務商視為國際盛宴。 隨著展示主題不斷充實、展覽內容愈發豐富,參展商展示面積逐年持續擴大。為充實展會內涵,為參展商提供更寬廣、更全面的展示平臺,以更直觀且多元的展示方式給觀眾帶來更佳的觀展體驗,2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會正式移師北京亦創國際會展中心 區位優勢亦創國際會展中心作為北京“中國智造 2025”的長期展示中心,以“會、展、賽、創”有機融合為特色, 已然形成京南最具特色的高端產業國際展示、交流平臺。亦創國際會展中心依托于智能機器人產業新高地——亦創智能機器人創新園,承接著中國目前智能機器人領域規格最高規模最大的國際性行業盛會——世界機器人大會。作為“制造業皇冠上的明珠”,智能機器人已成為世界各國推動工業革命的主力軍,亦創國際會展中心以亦創智能機器人創新園為基礎,打造全球機器人展示 交流中心、技術和產品交易中心,為構建首都高精尖經濟結構提供重要支撐。  全新展館 ,一流設施,發展步伐再上新臺階:   規模再創新高:3大展館及室外80000平米展出面積、500+參展企業、80000人次專業觀眾全新展覽規模,于2020年10月30日至11月1日全新亮相。 多維度打造參展價值——精準配對,高效成交 (1)30+行業媒體曝光、全網營銷覆蓋、煤炭裝備展播平臺現場視頻直播; (2)尊享“全國工業園區、產業集中地路演”、采購商大會等供需配對系列活動參會資格,獨享專屬買家邀約,獲取展前展后精準買家信息 (3)中國煤炭行業的“雙十一”煤機節,聚合營銷、助銷存品!在充分吸收全球創新資源后,2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會以超強展示陣容強勢啟航,共同推動中國煤炭制造業邁上新臺階。永葆初心,全速奔跑; 產業革命的新浪潮   正以前所未有的速度席卷全球   智能采礦技術設備勢不可擋     2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會將依據煤炭智能采礦制造業轉型升級總基調,全面布局煤炭智能采礦業完整產業鏈,匯聚產業上下游及各方優勢,全面升級!眾多國內外領先企業不僅僅展示和推廣單項的技術突破,更多的參展企業將拿出智能采礦的個性化整體解決方案,用更靈活智慧的方式為用戶企業切實創造更大的價值。 2020年10月30日-11月1日 聚焦 北京亦創國際會展中心! 精準配對,高效成交! 2020第十五屆中國北京國際煤炭裝備及采礦技術設備展覽會京禾展覽(北京)有限公司

  • 聚焦中國國際煤炭采礦技術交流及設備展覽會成套化智能化成煤機發展未來方向 2019-11-15

    通過持續推進自動化、信息化、數字化、智能化建設和智能裝備的研發應用,我國大型煤炭企業在攻關技術難題方面實現了新突破,一大批先進技術裝備成果創新應用、先進理念落地生根,反哺了煤炭企業發展。這是記者日前從中國煤炭工業協會主辦的煤機裝備發展現狀與展望論壇了解到的情況。煤礦人均效率大幅提高數據顯示,2018年,我國大型煤炭企業采煤機械化程度已達97.9%,掘進機械化程度達到56.3%;全國煤礦人均生產效率由1949年的100噸左右提高到目前的1000噸/年,增長了9倍。以國家能源集團為例,今年9月4日,世界首個8.8米智能超大采高綜采工作面在國家能源神東煤炭集團上灣煤礦貫通,累計生產煤炭1853萬噸,創造了單個工作面最高日產5.84萬噸、最高月產146萬噸的新紀錄。鄭州煤礦機械集團從優化在用設備入手,幫助中國平煤神馬集團規劃設備種類、減少在用設備。經規劃,平煤神馬集團減少使用支架類在用設備29種、采煤機類設備18種、刮板機類設備8種,各類在用設備減幅均超過70%。“在用設備減少了,意味著與之配套的設備零配件也相應減少了,合理規劃使用設備能夠發揮出設備效能,也可以幫助企業減負。”鄭州煤礦機械集團總工程師王永強說。山東能源重型裝備制造集團在高端液壓支架智能制造方面走在了行業前列。該集團擁有國內首條液壓支架結構件智能焊接生產線,部分主要結構件實現了由機器人完全焊接、一次成型。此外,該集團液壓支架生產中用智能機械手代替人手,使用工裝成型、加工,實現了液壓支架零部件100%互換,確保支架可以不組裝發貨。陽煤集團運用大數據將煤機裝備全生命周期中客戶需求、研發設計、制造、銷售、安裝、運行、拆除、再制造各環節全過程串聯起來,實現了對煤機裝備全生命周期內的大數據分析和管控,構建了“技術一張圖、管理一張網、設備全周期”的新型商業管理模式。一些瓶頸問題亟待解決在煤炭技術裝備不斷創新發展的同時,一些長期存在的瓶頸問題也亟待解決。“煤炭行業在融合云計算、大數據、物聯網、人工智能等新技術,提升煤礦智能化生產水平方面存在明顯不足,智能礦山規劃的頂層設計需要進一步完善。”國家能源集團黨組成員、副總經理李東說。中煤能源集團總工程師馬世志表示,煤炭生產過程中產生了大量數據,但進行大規模復雜系統數據分析仍是一塊“短板”,需要加深新技術與煤炭行業的融合。精確三維地理信息及環境感知不足是多位與會代表提出的共性問題。“煤炭行業現有的智能開采系統主要針對開采裝備本身,缺乏全面、有效的煤層及地質環境信息,且未與工作面智能控制系統發生關聯,難以實現工作面智能自適應開采。”在李東看來,煤炭企業要建設無人工作面,必須要攻克環境感知等關鍵技術難題。不少與會代表指出,煤炭企業基礎裝備的數字化、智能化水平偏低,特別是移動裝備的可靠性水平不高,極大制約了煤炭行業的智能化建設。應由單機制造轉向成套設備制造談及煤機裝備未來的發展方向,不少代表提出,應由單機制造轉向成套設備制造,借此提高產品的直接配套能力。“我國煤炭開采重心逐漸向西部轉移,還需要研發滿足西部煤礦安全高效集約化生產的大功率、高強度裝備,比如厚煤層綜采成套技術裝備、薄煤層自動化綜采成套技術裝備、巷道快速綜掘成套技術裝備等。”中國煤炭科工集團副總經理王虹說。目前,我國煤機裝備的原材料及軸承、密封、機電、電氣元件等關鍵部件在使用壽命和可靠性上存在較大差距。切實提高設備原材料、關鍵部件的可靠性,延長裝備的使用壽命也是與會代表普遍關注的問題。“未來煤機裝備除安全高效和高可靠性外,高度自動化、具有很強適應性、能遠程控制也是發展的大趨勢。”王虹補充道。 

  • 智慧煤礦與智能化開采關鍵核心技術分析 2019-11-11

    我國煤炭資源十分豐富,煤炭相關產業也是我國經濟的主要來源,因此煤礦開采的相關技術成為了近幾年來我國研究的主要對象。現階段在我國煤炭的開采過程中仍然存在著一定問題,為了進一步提高煤礦的安全生產,煤炭的開采技術已經朝著現代化方向發展,就此文章分析了智慧煤礦基礎、開采的必要性、開采的核心技術及發展目標。引出建設智慧煤礦發展智能化開采是煤炭工業發展的必然選擇。    煤礦的開發與利用直接關系到我國整體經濟的發展走向。世界能源格局及現實的經濟社會需求決定了在未來相當長時間內,煤炭仍將在世界能源結構中占有較大比例,仍將是中國的主體能源,難以被替代,利用科技的進步消除煤炭生產、利用的環境負效應,實現安全高效綠色開采和清潔高效利用是煤炭的發展方向,其傳統產業模式亟待變革。 一、智慧煤礦基礎智慧煤礦是基于現代智慧理念,將物聯網、云計算、大數據、人工智能、自動控制、移動互聯網技術,機器人、智能化裝備等與現代煤礦開發技術深度融合,形成礦井(區)全面感知、實時互聯、分析決策、自主學習、動態預測、協同控制的完整智能系統,實現礦井(區)開拓、采掘、運通、洗選、安全保障、生態保護、生產管理等全過程智能化運行的體系。智慧煤礦的總體目標是形成煤礦完整智慧系統,全面智能運行,科學綠色開發的全產業鏈運行新模式。數字化和信息化是智慧煤礦的基本要求,首先要解決3個基礎理論問題:1.數字煤礦多源異構數據的統一表達及信息動態關聯關系;2.復雜圍巖環境-開采系統作用機理及設備群全程路徑和姿態智能控制的理論基礎;3.礦井設備群的系統健康狀況預測、維護決策機制。目前,針對這些基礎問題正在開展研究(國家自然科學基金重點項目),以形成多源異構數據處理理論方法、復雜系統智能控制基礎理論及系統性維護構成的數字煤礦及智能化開采基礎理論體系,為數字煤礦智能決策、精準控制、可靠性保障提供理論支撐。二、智能開采的必要性1.煤炭的地位,近年來,在世界能源革命不斷向縱深發展的背景下,雖然清潔能源(包括核能、水力發電、再生能源)在能源消費中比例逐年增加,然而化石能源在能源框架中的主體地位尚未改變,2016年在全球能源結構中,傳統化石能源的占比仍達85.5%。而在我國,2012-2016年煤炭在一次能源結構中一直保持在60%以上,基于富煤、貧油、少氣的資源稟賦,有關專家預測:未來30年內,以煤為主的能源消費框架不會發生根本性轉變。2.面臨的挑戰,目前,我國的煤礦以井工開采為主,大量煤礦地質構造復雜,“水、火、瓦斯、煤塵、頂板”五大自然災害時刻威脅著煤礦生命安全。2010年至2014年,我國共發生煤礦事故353起,死亡2137人,隨著對生產工作環境的要求的不斷提高,部分地區的生產煤礦用工荒問題也在倒逼煤礦生產技術的全面提升和變革。三、智慧煤礦與智能化開采關鍵核心技術1.地下開采裝備精確定位和導航地下開采定位為保證煤礦開采、掘進裝備沿著規劃的路徑和方向推進,必須準確測量設備的空間位置和運行軌跡。然而,煤礦井下為完全封閉空間和復雜電磁環境,沒有衛星導航信號輔助,實現定位和導航的難度很大。目前,提出了基于GIS地理信息系統的導航、基于RFID的AOA和TOA算法、捷聯慣導系統、UWB超寬帶定位等多種定位和導航技術,但還存在諸多問題。 (1)低成本、高精度的適用于復雜磁場環境下的捷聯慣性導航技術 (2)局部定位導航應用場景核心芯片技術 (3)井下5G高速無線通信技術 (4)井下高精度定位系統; (5)基于精確定位導航的井下避障技術 (6)掘進機精確制導技術; (7)輔助運輸車輛無人駕駛系統。 2.開采智能探測(1)煤巖分界  采用太赫茲技術利用單天線進行多普勒雷達脈沖的發送和接收,信號通過煤巖層時會減弱,并且遇到煤巖界面會發生反射。反射波的速度相位滯后或從發射波到反射波被接收的時間間隙,除與發射波頻率、煤和頂板巖性等可測知的因素有關外,還與電磁波在頂底煤中穿越路程即頂底煤厚度有關。(2)煤矸放落自動識別  煤矸放落自動識別一直是綜采工作面的技術難題,通過時域光譜技術探測是一種可行的技術方法。時域光譜技術的基本原理是利用飛秒脈沖產生并探測時間分辨的電場,通過傅里葉變換獲得被測物質的光譜信息,通過特征頻率對物質結構、物性進行分析和鑒定,適用于煤炭礦物質的實時成分分析。(3)超前探測 超前探測系統無須預先求取煤巖物理特性,適用范圍更廣,具有可靠的精度,在多數頂板條件下能夠運行良好。但是也存在其固有的問題:在具有波散射性質的煤層表現不好,探測范圍小,發射器功率偏低,深入煤層的深度范圍有限,需要未來功率更大的信號源支持來克服信號在煤層內的衰減。 四、慧煤礦與智能化開采發展目標 作為煤炭產業轉型升級和技術革命的戰略目標,智慧煤礦和智能化開采核心技術的研發已成為采礦行業升級發展的強大推動力。然而,建設智慧煤礦不是簡單技術改造就能建成的,其中包含的系列關鍵技術需要進行不斷的探索和攻關,并借助新一代信息技術帶來的發展機遇,借助第4次工業革命和新技術發展的成果,與煤炭開發技術深度融合,開創綠色、安全、高效的煤礦發展新模式。智慧煤礦的總體目標是形成煤礦完整智慧系統,全面智能運行,科學綠色開發的全產業鏈運行新模式。智能化開采是煤炭綜合機械化、自動化開采技術的新發展,其總目標是實現無人化開采,智慧煤礦與智能化開采技術的發展尚處于起步階段,必然經歷一個不斷發展的過程,要經歷從初級智能化到高級智能化的過程,其分階段目標如下:(1)近期目標:到2020年,在目前煤礦信息化、數字化和智能化開采技術成果基礎上,通過推廣應初和技術升級,建設100個示范煤礦,初步構建智慧煤礦系統框架,實現采掘運主要環節單個系統、單項技術的智能化決策和自動化運行,實現工作面內無人操作、有人巡視,遠程監控的自動化生產。(2)中期目標:到2025年,攻克一批智慧煤礦與智能化開采的短板技術,提高煤礦智能化水平,全部大型煤礦全面實現智能化開采,構建起多信息融合的智慧煤礦系統,實現采掘運通多個系統的智能化決策和自動化協同運行,井下主要崗位作業、安控與應急救援的機器人替代,工作面無人化作業。(3)遠期目標,到2035年,全面突破和完善智慧煤礦與智能化開采的關鍵技術,全面實現煤礦的智能化和現代化,構建起煤礦及礦區多產業鏈、多系統集成的智慧煤礦系統,全面實現生產和管理信息的數字化,全部主要生產環節的智能決策和自動化運行,達到全礦井一線作業、安控和應急救援的機器人化,無人化作業。 結束語 智慧煤礦建設是煤炭工業技術革命、產業轉型升級的戰略方向和目標,智能化開采是智慧煤礦的核心技術。本文作者針對智慧煤礦平臺進行了簡要介紹,對智能化開采的核心技術進行了詳細分析,希望能夠給業界人士帶來一定的參考價值,在未來讓智能化開采技術更好的應用在煤礦行業,讓我國的煤礦開采真正實現智能化、綠色化、環保化。

  • 國外煤礦智能化開采研究現狀分析-工作面自動化LASC系統 2019-11-11

    智能化開采是指在不需要人工直接干預的情況下,通過采掘環境的智能感知、采掘裝備的智能調控、采掘作業的自主巡航,由采掘裝備獨立完成的回采作業過程。智能化開采是在機械化開采、自動化開采基礎上,信息化與工業化深度融合的煤炭開采技術變革。因此,智能化開采具有3個技術內涵:①采掘設備具有智能化的自主采掘作業能力;②實時獲取和更新采掘工藝數據,包括地質條件、煤巖變化、設備方位、開采工序等;③能根據開采條件變化自動調控采掘過程。當智能化采掘設備與自動調度決策集為一體,即形成無人化開采工作面。國外研究現狀綜述目前,在以“智能化”為核心的綜采工作面開采技術方面,美國、德國和澳大利亞的煤炭企業發展較早,綜采工作面智能化的研究取得了一定的成功,通過采用計算機技術、采煤機記憶截割技術、電液控制技術和變頻軟啟動技術等,在地質條件好的中厚煤層實現了工作面3~5人的全自動化割煤,并探索實現工作面無人的智能化開采。20 世紀 90 年代以來,美國、英國、德國、澳大利亞等國開始著手研究自動化綜采關鍵技術,并取得了一些顯著性的成果。德國 DBT 公司成功的研制了基于 PM3 電液控制系統的薄煤層全自動化綜采系統。美國JOY 公司開發了基于計算機集成的薄煤層少人操作切割系統。進入21 世紀以來,國外煤礦開采追求“安全、高效、簡單、實用、可靠、經濟”的原則,其智能開采的技術思路是: 通過鉆孔地質勘探和掘進相結合的方式,描繪工作面煤層的賦存分布,通過陀螺儀獲知采煤機的三維坐標,兩者結合實現工作面的全自動化割煤。該思路可避開煤巖識別難題,以地質條件為載體,頂層規劃自動化采煤過程。1工作面自動化LASC 系統2001 年7 月,澳大利亞聯邦科學與工業研究組織CSIRO 承擔了ACARP( Australian Coal Association Research Program,澳大利亞煤炭協會研究計劃) 設立的綜采自動化項目,開展綜采工作面自動化和智能化技術的研究。到2005 年該項目通過采用軍用高精度光纖陀螺儀和定制的定位導航算法取得了3項主要成果,即采煤機位置三維精確定位(誤差±10cm)、工作面矯直系統(誤差±50cm)和工作面水平控制,設計了工作面自動化LASC系統,并首次在澳大利亞的Beltana礦試驗成功。2008年,對LASC系統進行了優化,增加了采煤機自動控制、煤流負荷平衡、巷道集中監控等,在商業應用方面CSIRO 研究組同久益、艾可夫等采煤機供應商簽署了協議,將這項技術集成到對應的采煤機上,實現快速商用。LASC系統包含慣性導航系統和工作面自動控制算法2 項核心技術。(1)LASC 系統將基于光纖陀螺的慣性導航設備安裝在采煤機機身電控箱內,通過運行嵌入式導航定位軟件實現采煤機三維位置的精確定位。該慣性導航定位軟件在無GPS信號輔助的情況下行進2.7km,定位誤差在30cm以內。慣性導航定位軟件可用于綜采工作面的水平控制和連續采煤機自動制導。①對于綜采工作面水平控制,基本原理是首先根據巷道掘進數據和鉆孔數據生成工作面三維地質模型,該模型精度能達到50mm,能準確反映出煤層起伏、傾角、斷層等構造,可直接用于指導采煤機俯仰采控制。然后利用在采煤過程中記錄的頂底板位置信息對該模型進行不斷優化,就可以準確預知工作面的煤層變化情況。其次結合采煤機精確定位軟件的數據,LASC系統就能夠提前控制采煤機的割頂割底量,從而順利通過斷層等地質變化區段。澳大利亞煤礦使用的水平控制開采技術控制原理如圖2.1 所示。2.1 澳大利亞煤礦使用的水平控制開采技術控制原理②連續采煤機自動制導,已被澳大利亞確定為煤炭產業重要的技術。基于連續采煤機自動制導技術開發了具有應用程序控制和通信功能,且包含先進圖形用戶界面的自動制導系統,如圖2.2 所示,表示連續采煤機偏航角有了一定的誤差,需要在后面的開采中實時校正。圖2.2 連續采煤機出現偏差的導航(2)工作面自動控制模型和算法。基于該算法,設計了工作面矯直系統,其包含高精度舵性導航儀和矯直數據分析系統2 項核心技術,通過對舵性導航儀記錄的采煤機空間位置進行分析,確定當前工作面的直線度,計算出每臺液壓支架的推移量,給液壓支架電控系統發出執行信息,對工作面直線度進行動態調整。慣性導航儀輸出2 路信號: 一路給支架,控制支架的推移量; 另一路給采煤機,用于控制采煤機的割頂割底量。自2009 年慣性導航儀開始商業化應用以來,澳大利亞60% 以上的綜采工作面使用了工作面矯直系統。2智能開采服務中心智能開采服務中心作為一種增值產品/服務,在澳大利亞布里斯班的Anglo 礦業公司總部設置總調度室,對所管轄礦井進行實時監控,目前只有莫蘭巴北礦上線。根據出現的報警、故障信息,及時發郵件或電話通知礦井進行調整。同時,每日、周、月和季度向礦井提交運行分析報告,指導礦井提高運行管理水平,合理安排設備檢修。分析報告包括每日的觸發響應動作計劃通知,每周的智能服務回顧,每月的井下精益運行回顧,每季度的生產表現回顧。智能開采服務中心的應用可以實現停機時間少、早期監測和設備損壞最小化,可提高生產力,降低生產成本。3布爾加( Bulga) 井工礦智能開采技術布爾加( Bulga) 井工礦屬于澳大利亞嘉能可 ( Glencore) 礦業開采公司,屬高瓦斯礦井。2013年產量740萬t,2014年計劃產量810萬t,單井單面。屬于LW2層面第5 個工作面,工作面長度405 m,走向長度3471 m,工作面采高3.0~ 3.2m,設計產量3500 t /h。全套開采裝備包括:7LS6D 采煤機,RS20S 液壓支架控制系統,2臺11 kV 和1.6 MW刮板輸送機電動機,6臺INOXIHP泵站(泵站壓力32. 5~34.5MPa的4臺,40.0~41. 5MPa的2臺)。采煤機智能控制系統為Faceboss,工作面自動化系統為LASC。每星期進行2 次檢修,分別是星期二的7: 00-14: 30 和星期五的7: 00-17: 30,其他時間安排生產。實行三八制,早班7: 00-15: 00,中班15: 00-23: 00,夜班23: 00-次日7: 00。每生產班人員10人,分為正副班長(2人)、電工(2人)、機械工(2人)、操作工(3人)和維護主管(工程師1人)。采煤機從刮板輸送機機尾到機頭時,采煤機司機控制頂滾筒、底滾筒隨動割煤。而從機頭到機尾時,采煤機根據上一刀信息自動記憶割煤,重載速度8~14 m/min。支架采用自動拉架 人工干預方式 (頂板破碎,人工超前拉架),立柱安裝2個壓力傳感器,一用一備。工作面矯直系統在割煤過程中實時記錄采煤機三維位置、橫向和縱向傾角,采煤機每截割4刀時,矯直系統根據記錄的信息,控制每臺支架的推移量,調節工作面的直線度。LASC 系統的應用使礦井煤炭產量提高了5%~25%,減少工人暴露在高危工作環境的時間,提高礦井安全水平;同時減小了煤炭產量波動,達到了均衡生產,提高了礦井生產質量管理水平。

  • 煤炭產量70年凈增114倍 煤礦采煤機械化程度已達78.5% 2019-11-05

        煤炭產量70年凈增114倍 煤礦采煤機械化程度已達78.5%    國家煤礦安監局局長黃玉治21日表示,新中國成立70年來,我國煤炭產量由新中國成立之初的0.32億噸,增至2018年的36.8億噸,凈增114倍,煤炭供給由嚴重短缺轉變為產能總體富余、供需基本平衡。  煤炭工業發生巨變。在煤炭產能大幅增加的同時,我國煤炭產業結構不斷優化,煤礦數量由1997年的8.2萬處左右,減少到目前的不到5700處,煤炭產業集中度大大提高。  煤礦技術裝備水平明顯提升。目前我國年產1000萬噸的綜采設備、采煤機、液壓支架和運輸機等成套裝備達到世界先進水平,8.8米超大采高智能綜采工作面成功應用,全國煤礦采煤、掘進機械化程度已分別達到78.5%、60.4%,已建成183個智能化采煤工作面,煤炭生產實現由手工作業向機械化、自動化、信息化、智能化的歷史性跨越。  煤炭是我國的主體能源和重要的工業原料。新中國成立70年來,煤炭工業作為重要的基礎產業,有力支撐了我國國民經濟和社會平穩較快發展。

  • 礦業發展10大趨勢 2019-11-05

    礦產資源是人類發展的物質基礎,礦產品是國際貿易的大宗商品。礦業是既古老又年輕的基礎產業。中華民族在歷史上創造了燦爛的礦業文明與礦業文化,如陶瓷文化、青銅器文化、鐵冶文化。也正是這種礦業文明促進了中國古代經濟的發展,也使礦業文化成為優秀中華傳統文化的重要篇章,使得中華文明一直走在世界文明的前列。今天,礦產資源仍然是我國經濟社會發展的能源(動力)和原材料保障,并且已經成為世界上最大的礦產品生產國、消費國和貿易國,對全球礦業發展舉足輕重。在建立全球礦業命運共同體的新的背景下,中國應當創新礦業發展道路、發展模式,為世界礦業的復蘇、發展貢獻更多的中國力量,提供更多的中國方案,為世界礦業文明、生態文明貢獻更多的中國智慧。而要做到這些,必須摸清礦業發展的脈搏,準確把握礦業發展的新跡象、新趨勢、新特點。近幾年來,受全球經濟發展不確定、不穩定因素影響,全球礦產品需求動能持續減弱,全球礦業形勢呈現的下行趨勢,礦產品市場供過于求態勢凸顯,資本市場出現困難,礦業投資呈削弱、下降趨勢,資源價格劇烈振蕩。我國的礦業形勢也難以獨善其身,除了大多數礦產品價格下跌,礦業產值下降,礦業開發利潤空間嚴重縮水外,社會資金投入地質勘查的熱情降低,礦產勘查投入下降。我們看到,從2016年下半年開始,全球礦業公司市值總額連續五個季度反彈,礦業活動指數基本脫離低迷波動區間,筑底回升趨于穩定。但是世界經濟尚未走出亞健康和弱增長調整期,經濟全球化遭遇逆流,重要礦產品價格仍在低位徘徊,全球礦業復蘇之路還很長。這是不是表明礦業真的已經山窮水盡,成為夕陽產業了呢?我們認為,答案是否定的。理由有以下幾個方面:從全球范圍看,全球范圍內基礎設施互聯互通建設正在推進,工業化、城鎮化在世界范圍內梯次推進,發達經濟體的再工業化和制造業升級,特別是隨著全球經濟復蘇,特別是東盟、印度等新興經濟體工業化與城鎮化進程加快,對礦產資源剛性需求量的進一步釋放,將不斷提振傳統礦業需求,使得全球礦業仍然有望扭轉下行頹勢而重新進入上行通道。從國內來看,我國正處于工業化中后期,城鎮化水平雖然從整體上看已超過50%,但如按戶籍人口算僅為35%左右。而這一階段需要進行大規模的基礎性設施建設,都需要能源礦產和礦物原材料作為支撐,在相當長一段時期內大宗礦產品的消費需求仍將在高位運行。再者,農用化肥生產中消耗的鉀、磷礦產,能源生產中消耗的化石礦產,以及藥品生產消耗的小量、微量礦物,仍有巨大的需求,且不能循環利用,還得依靠礦業。即便完成了工業化,要支撐我們這樣一個經濟體量巨大的國家的正常運轉,無論是對于能源礦產,還是用作原料的礦產資源的需求,仍將是巨量的。我國礦業發展的根基不會動搖。但必須看到,為了獲得經濟的高速發展,擺脫被動挨打的困境,我國在一段時間不得不采取了粗放式、壓縮式的發展路徑,用幾十年的時間快速完成其他國家幾百年的發展任務,成為世界第二大經濟體,創造了驚人的奇跡,為強國之夢奠定物質基礎。但與此同時,也造成了“資源約束趨緊、環境污染嚴重、生態系統退化”的嚴峻形勢。黨的十八大以來,黨中央繪就了實現中國夢的宏偉藍圖,提出了統籌推進“四個全面”戰略布局、“五位一體”總體布局、堅持五大發展理念。在這種形勢下,我國礦業總體上大而不強,傳統的發展模式已不可持續,建設創新驅動型礦業是中國礦業由大變強的必由之路。事實上,近幾年來特別是我國經濟進入新常態后,我國的礦業發展已經顯現出一些新的跡象、新的趨勢、新的特點,而這些新變化,有可能演變成為今后礦業發展的方向。面對錯綜復雜的經濟形勢,我們要以史為鑒,洋為中用,總結礦業發展的成功經驗;面對新一輪科技革命和產業變革機遇,我們要加快推動礦業理論、制度、技術和裝備創新,為礦業發展注入新動能;面對礦業發展呈現出新趨勢、新特點,我們更要依靠創新驅動發展,積極探尋礦業振興的新途徑、新模式。趨勢一:礦業法規、政策正在或將進行調整和修改。十八大以后,轉變增長方式,推進供給側結構性改革,“三去一降一補”,加大力度加強自然保護區建設、國家公園體制的建立,對礦業轉型升級提出了明確要求。從礦產資源管理的角度看,國家加大了礦業領域簡政放權、放管結合、優化服務改革力度,充分發揮市場在資源配置中的決定性作用和更好發揮政府作用。取消和下放政府行政審批事項達56%,全面取消非行政許可事項。修改完善十余部地質礦產管理行政法規和部門規章,啟動了《礦產資源法》修訂工作。在6省(區)部署開展礦業權出讓制度改革試點,探索實行礦業權競爭性出讓。推進石油天然氣體制改革,在油氣勘查開采、生產加工、產品定價等競爭性環節,充分發揮市場作用,提高資源配置效率。開展礦產資源權益金制度改革,建立了由礦業權出讓收益、礦業權占用費、礦山地質環境治理恢復基金等構成的新型礦產資源權益金制度體系。以取消非行政許可事項為例,按照國務院《市場準入負面清單》的規定以及《礦業權出讓制度改革方案》中的新的安排。2018年后,礦產資源勘查開采領域只有以下受限制:采礦權審批登記、探礦權審批登記、頁巖氣勘查開采資質條件、礦產資源儲量評審備案與儲量登記核準、石油天然氣勘探開發條件、限制稀土礦勘查、稀土礦和鎢礦開采新立登記申請、開采黃金礦產資質認定、鈾礦資源開采。這意味著,只要你的公司有資料、有技術,都可以通過申請在先的方式獲得第一類即風險勘查的探礦權。9月29日,國務院印發《關于取消一批行政許可事項的決定》,正式取消地質勘查資質,從2018年開始,除了頁巖氣、油氣、稀土外,其它礦種的勘查均不再有資質要求。國土資源部門的主要礦政管理職能重點轉向“制定行業標準規范,加強事中事后監管,懲處違法違規行為,維護市場秩序。”趨勢二:地質工作結構將發生深刻變化。根據世界礦產資源形勢以及我國礦產資源的供需形勢的變化,加上推進供給側結構性改革,去過剩產能的要求,我國的地質工作結構調整與產業結構調整勢在必行。從礦產勘查市場來看,一方面,我國經濟發展基數大,對能源和資源的剛性需求,仍將是當前及今后的“常態”;另一方面,隨著我國常規礦產探明儲量的增加,特別是在全球礦產品市場供過于求、礦產品價格頹勢凸顯,我國能夠從世界市場獲得必要的大宗礦產的情況下,國家和社會資本對于常規礦產勘查的投入必然減少。與此同時,建設美麗中國,要求我們著力推進綠色發展、循環發展、低碳發展。這就對地質工作提出了新的要求。這些變化與要求包括:自然資源管理體制改革,需要加大對更多門類自然資源進行綜合調查、信息集成和資源環境承載力評價;新型城鎮化特別是城市地下空間科學開發利用,需要加大城市地質和三維空間信息系統建設;脫貧攻堅,需要加大對貧困地區地下水、地質災害、土地質量、礦產資源、地質環境勘查;能源資源安全保障,需要加大清潔能源和戰略性新興礦產勘查;建設海洋強國,需要加大海洋地質工作;生態文明建設,需要加強資源集中區的地質潛力評價、技術經濟評價和環境影響評價等等。這些要求將促使地質工作發生重大而深刻的變化。地質調查工作也在發生深刻的變革。在今年中國地調局召開的科技創新座談會會上,鐘自然局長敏銳地感到,“地質事業或地質工作正在出現一些新的變化、新的態勢,甚至是歷史性的轉變”:一是地質調查對接需求,正在從粗放型向精準型服務轉變。特別是重大需求。像脫貧攻堅、雄安新區地質調查就是很好的例子;二是地質調查正在由單一型調查向綜合型調查轉變。如雄安新區城市地質調查,單一手段已解決不了,需要從資源、環境、災害、空間等多元素進行調查,手段多樣、綜合、有機集成;三是資源地質調查由過去單純資源潛力和遠景評價向地質潛力、開發條件和環境影響三位一體綜合評價轉變。如天然氣水合物的試采、頁巖氣調查,要圍繞資源、地質、環境、開采方案等等方面進行總合評價;四是水工環地質調查轉向資源環境生態空間、多要素整合;五是基礎地質調查轉向或者回歸影響資源環境問題的巖石地層構造基本地質單元及其相互關系的綜合調查;六是成果表達由地質報告、地質圖等地質工作者才能看懂的方式向社會都能看明白的表達方式轉變。比如提供具體的解決方案。雄安新區、北京通州的首都副中心,長江經濟帶、京津冀、“一帶一路”、大灣區等成果表達方式都已經突破了原來的方式,這些綜合、多元程度是前所未有的。趨勢三:煤炭的高效、清潔利用將成為我國能源革命的方向。目前,在我國不少城市出現霧霾、空氣質量下降的情況下,不少人包括社會輿論將矛頭直接指向煤炭,提出“去煤化”的說法,這是不了解中國能源資源的主觀臆想。事實上,我國能源資源結構有一個不容忽視的特點,那就是“多煤、貧油、少氣(天然氣)”。煤炭占我國一次能源生產的70%以上。在今后一段相當長的時間內,這種格局不可能根本改變。煤炭在中國的基礎能源地位,決定了其在中國能源革命中的主角身份:中國能源革命的方向不是“去煤”,而是“凈煤”,即煤炭潔凈化。煤炭的發展方向是高效、清潔利用和可持續發展,把煤炭開采和利用對社會的影響降到最低程度,這應該是中國能源未來發展的方向。比如,在我國,過去生產乙烯是用石油做原料,現在可以“煤變油”,實際上是“煤代油”,就是用煤制作乙烯。目前,全國大概已建成有18套煤制烯烴裝置,年生產能力1000萬噸乙烯。趨勢四:綠色發展將成為礦山的最基本要求。綠色是永續發展的必要條件和人民對美好生活追求的重要體現。堅持綠色發展,以資源節約推動生態文明建設,促進人與自然和諧共處,始終是國土資源工作的主戰場。2017年5月,國土資源部、財政部、環境保護部、國家質檢總局、銀監會、證監會聯合印發《關于加快建設綠色礦山的實施意見》,全面推進綠色礦山建設工作。《實施意見》明確了綠色礦山建設三大建設目標:一是基本形成綠色礦山建設新格局。新建礦山全部達到綠色礦山建設要求,生產礦山加快改造升級,逐步達標。樹立千家科技引領、創新驅動型綠色礦山典范,實施百個綠色勘查項目示范,建設50個以上綠色礦業發展示范區,形成一批可復制、能推廣的新模式、新機制、新制度。二是探索礦業發展方式轉變新途徑。堅持轉方式與穩增長相協調,探索資源節約集約和循環利用的產業發展新模式和礦業經濟增長的新途徑,推動我國礦業實現中高速增長,邁向中高端水平。三是建立綠色礦業發展工作新機制。研究建立國家、省、市、縣四級聯創、企業主建、第三方評估、社會監督的綠色礦山建設工作推進體系,健全綠色勘查和綠色礦山建設標準體系,完善配套激勵政策體系,構建綠色礦業發展長效機制。趨勢五:戰略性礦產將成新興戰略性產業的支撐。當前新工業革命的孕育與興起,高技術產業、戰略性新興產業的迅猛發展,將加快新舊動能轉換,帶動新興材料礦產消費,為礦業振興釋放出新的潛力。據有關專家的研究,近年來,歐盟和美國等大多數發達國家制定了符合自身利益和發展的戰略性礦產目錄,無一例外的包括“三稀”礦產和非金屬礦產。比如,早在2010年,歐盟委員會在研究全球46種礦產的基礎上,將14種礦產確定為關鍵性礦產原材料,其中9種主要產自中國,包括銻、螢石、鍺、石墨、稀土、鎢、鎵、銦、鎂;美國蘭德公司也于2013年發布了《關鍵和戰略性礦產威脅美國制造業的報告》,同樣確定了14種最需要的關鍵戰略性礦產原材料,定義為難以獲得的戰略性礦產,其中有11種主要來自中國,包括稀土、鎢、鍺、石墨、螢石、銻、銦、重晶石、釩、鎵、鎂。在我國,2016年11月,國務院批復通過的《全國礦產資源規劃(2016-2020年)》首次將24種礦產列入戰略性礦產目錄。這24種礦產是:能源礦產,石油、天然氣、頁巖氣、煤炭、煤層氣、鈾;金屬礦產,鐵、鉻、銅、鋁、金、鎳、鎢、錫、鉬、銻、鈷、鋰、稀土、鋯;非金屬礦產,磷、鉀鹽、晶質石墨、螢石。戰略性礦產原材料市場廣闊。以發展新能源汽車產業為例。據了解,美國特斯拉電動汽車廠全部建成后,僅石墨年需要量或將超過10萬噸。而根據我國新能源汽車的發展規劃,到2025年,新能源汽車保有量估計將達到3262萬輛,占比9.9%。據此預測,到2025年,我國新能源汽車動力電源對用幾種戰略性礦產的需求分別為:碳酸鋰41-57萬噸,相當于2016年全國消費量的6.6倍;鈷為4.1-9.84萬噸,相當于2016年全國消費量的157%;鎳為6.3-7.1萬噸,相當于2016年全國消費量的6.9%;我們熟悉的石墨達32.8萬噸,相當于2016年全國石墨消費量的53.4%。同時,隨著“中國制造2025”戰略實施、制造業結構調整以及產品的升級換代的不斷推進,戰略性新興產業對于鋰、稀土、鈷、釩、鈦等對戰略性礦產原材料的需求將越來越大。顯然,未來戰略性礦產的市場不容小視。趨勢六:礦山數字化、智能化步伐將加快。科技創新的加快推進,大數據、互聯網、遙感探測等新技術與礦業交叉融合,數字化、智能化技術和裝備研發應用,使礦業發展新動能日益強勁,為礦業轉型升級,實現創新發展開辟了新領域:礦山開采的數字化、智能化。數字化、智能化開采是指以數字化、智能化、自動化采礦裝備為核心,以高速、大容量、雙向綜合數字通信網絡為載體,以智能設計與生產管理軟件系統為平臺,通過對礦山生產對象和過程進行實時、動態、智能化監測與控制,實現礦山開采的安全、高效、經濟和經濟效益最大化。數字化、智能化開采的意義主要在于采用現代高新技術提升傳統產業,推動我國礦山采掘向安全、高效、經濟、綠色與可持續發展,增強我國礦業行業的核心競爭能力,這也是推進礦山數字化、智能化礦山的終極目標。礦業發達國家建設數字化、智能化礦山已取得長足進展,如瑞典的Sandvik(山特維克)公司、Atlas Copco(阿特拉斯科普柯)公司等,不僅開發了具有自動化或智能化功能的采礦設備,而且開發了多種智能礦山的技術與裝備系統,如AotoMine系統、OptiMine系統和MineLan系統。我國許多礦山逐步由淺層開采轉向深部開采。由于地下礦山的資源稟賦條件、開采工藝、生產流程、生產裝備的差異,以及資源的不確定性和動態性、工作場所的離散型、生產力要素的移動性、生產環境的高危險性等特點,形成了諸多難題,致使礦山企業生產效率低下,事故頻發。在這種情況下,為了提高我國礦山的技術實力,開展礦山智能開采技術研究并逐步推廣與實現礦山智能開采就顯得尤為重要。趨勢七:“三深”科技創新戰略將不斷拓展資源開發的空間。2016年底,國土資源部印發《國土資源“十三五”科技創新發展規劃》,明確提出全面實施深地探測、深海探測、深空對地觀測和土地工程科技“四位一體”的科技戰略。這表明我國將加快對“三深”礦產的勘查與開發。地球深部蘊藏了絕大部分的資源和能源。如果我國固體礦產勘查深度達到2000米,探明的資源儲量將在現有基礎上翻一番。另據估算,大洋海底多金屬結核總資源量約3萬億噸,有商業開采潛力的達750億噸;海底富鈷結殼中鈷資源量約為10億噸;太平洋深海沉積物中稀土資源量達880億噸。據預測,未來全球油氣總儲量40%將來自深海。此外,在月球以及其它小行星上也蘊藏著極其豐富的礦產資源。深部找礦和采礦將有巨大的發展空間。從理論上講,地球內部可利用的成礦空間分布在從地表到地下1萬米,目前世界先進水平勘探開采深度已達2500-4000米,而我國大多小于500米。據統計,未來10年內,我國將有1/3以上金屬礦山開采深度達到或超過1000米。但深部開采面臨最迫切的問題是:采深越大,難度越大。現有的采礦模式、采掘裝備、采礦工藝技術,遠落后于深部開采發展的需求。因此,從現在起,針對2000-5000m 以深的“三高能”的開采環境,我們必須尋求超深采礦理論與技術的新突破,解決礦巖儲能的控制、避災與礦巖儲能轉化與利用的技術,走出一條中國式的“深地開采”的道路來。要實現深部綠色開采,支撐深部采礦集約化、連續化、遙控化和智能化,采礦理念、模式、技術都必須有創新性的發展,國家要大力研究、引進、開發智能采、裝、運設備,智能導航技術,等等。深海也蘊藏著豐富的礦產資源。以油氣為例,據統計, 全世界的海洋石油資源儲量約400億噸(油當量),全球海洋油氣資源約占全部油氣儲量的34%,探明率大約為30%。已有資料表明,在豐富的海上油氣資源中,大陸架占據主要部分,約為60%左右。深水、超深水的資源量也不容小覷,占全部海洋資源量的30%—40%,深水是世界油氣的重要接替區。2014年,全球海上油氣資源年開采產能已經達到10億噸,其中深水油氣年產能超過2億噸,約占全球年油氣開發量的一半。現在,美、英、挪威等傳統石油工業強國正競相開采深水(500米)和超深水(1500米)海域的油氣資源。西非、墨西哥灣和巴西等海域正成為全世界最繁忙的深海油氣開采區域。但開采深海寶藏,必須從近淺海向深遠海發展面臨的最大挑戰,就是能否掌握在深海進入、深海探測、深海開發方面的關鍵技術,能否在裝備、技術能力上實現跨越式突破,而誰掌握深海高新技術誰就能捷足先登。我們雖然與美國、日本、俄羅斯及個別歐盟國家相比還存在差距,但經過多年的發展,我國在海洋探測與鉆探方面取得了很大進步。據中海油消息稱,2015年4月13日,“海洋石油981”鉆井平臺順利完成在孟加拉灣海域1732.7米深的水下地層鉆井任務,完鉆井深超過5030米,完成了“海洋石油981”的海外首秀。這標志著我國在深海油氣開采領域已經建成了一批高端深水裝備,掌握了全套深海開發技術,填補了中國在深水鉆井特大型裝備項目上的空白,并具備了參與國際高端深水市場競爭的實力。在擁有“981”后,中國深海采油將不再“望洋興嘆”。我國海域遼闊,僅南海海域面積就達300萬平方公里,蘊藏的石油和天然氣資源相當于中國全部油氣資源的1/3。其中九段線內約為200萬平方公里,傳統疆界的油氣資源儲量約為350億噸,約占我國全部油氣資源儲量的1/4,其中70%的油氣資源都蘊藏在海面300米以下的深水區。現在,我國共有四個海上油氣產區,南海是我國未來海洋油氣資源開采的重中之重,具有成為全球第四大海上油氣產區的開發潛質。中國地質調查局勘查發現,我國天然氣水合物遠景資源量預測超過1000億噸油當量,預測西沙海槽、瓊東南海域、神狐海域及東沙海域,天然氣水合物遠景資源量744億噸油當量。而珠江口盆地東部海域和神狐海域水合物礦藏均超千億立方米,。5月18日,由中國地質調查局組織實施的我國首次海域天然氣水合物(可燃冰)試采在南海神狐海域實現連續8天穩定產氣,試采取得圓滿成功,實現了我國天然氣水合物開發的歷史性突破。中國地質調查局在南海北部圈定了11個“可燃冰”礦體,儲量驚人。深空探測是未來國際科技競爭的主戰場之一。據科學家分析,太空中很多星球可能蘊藏著極其豐富的礦物資源。以月球為例:地球上最常見的17種元素,在月球上比比皆是。如鐵,僅月面表層5厘米厚的砂土中就含有上億噸鐵,而整個月球表面平均有10米厚的砂土。月球表層鋁、鉻、鎳、鈉、鎂、硅、銅等金屬礦產也十分豐富。月球土壤中氦-3的含量估計為71.5萬噸。從月球土壤中每提取一噸氦-3,可得到6300噸氫、70噸氮和1600噸碳。此外,還有豐富的釷、鈾。月球許多航天大國已將獲取氦-3作為開發月球的重要目標之一。我國除了深空對地觀測外,已經實現了三次載人航天,并向月球表面發射了“嫦娥號”無人探測器,目前中國正在開發新一代多用途載人飛船,預計在2020年前后建成中國人自己的空間站。中科院院士葉培建先生5月8日在中國航天科技集團公司五院舉行的小行星探測學術報告會上表示,小行星資源開發必將是未來航天發展方向之一。“我國只要去做,10年內就能開展示范性工程;要實現大規模開采,大約需要50年左右。”趨勢八:中國的跨國礦業企業將活躍在世界的舞臺上。目前,全球礦產資源和礦產品市場的壟斷格局已經形成,世界前八家跨國礦業公司擁有全球礦業資本市場75%份額,控制著世界大部分的鐵礦和鋁土礦資源。據有關資料,全球排名前五到十位的跨國公司,占有全球鐵、銅、鋁、鋅50%以上的儲量和產量。巴西、澳大利亞、印度三個國家鐵礦石占世界產量的60%,占世界貿易量的90%。智利、秘魯、印尼占世界銅產量52%,貿易量90%。近年來,西方國家重新推行貿易保護主義,西方國家的礦業巨頭和跨國公司憑借其雄厚的資本和早已占據的資源領地,不斷加強兼并和壟斷重要礦產資源。在全球化和競爭日益激烈的大背景下,做大不應是我國礦山企業發展的終極目標,在做大的基礎上,做優做強,成為具有全球競爭力的世界級大企業,才能在全球礦業舞臺長袖善舞。需要指出的是,“一帶一路”沿線國家礦產資源豐富,消費需求旺盛,投資交易活躍,在世界礦業產業價值鏈條中占有重要份額和地位。將礦業作為先導性行業,優先推進我國與沿線國家進行礦產勘探、開采、加工、消費以及礦業投資、交易方面的合作,對促進我國礦業產業健康發展具有重要意義。具體地說,我們要把握以下幾點:首先,中國礦山企業必須樹立全球化經營理念,積極參與全球并購與投資,學會在國際市場生存與發展,積極向全球化公司轉型,打造具有強大國際競爭力的跨國公司。其次,技術優勢已成為企業競爭制勝和長盛不衰的基石。走創新驅動發展道路,應當中國大型企業成為全球性大型公司的不二選擇。最后,如何讓自身品牌獲得來自不同國家、具有不同文化背景、宗教信仰的國際用戶的認可,是中國礦山企業必須面對的嚴峻挑戰。中國企業應當通過積極履行企業社會責任、尊重當地文化與宗教信仰、關心社區發展、依法合規經營,來進一步強化當地消費者對品牌的尊重與認可。趨勢九:共享理念將貫穿于礦業開發的始終。共享是中國特色社會主義的本質要求。我們將堅定不移建設包容共享型礦業。包容共享是礦業發展的核心價值,也是礦業堅持以人民為中心發展理念的重要體現。我們要積極實施資源惠民工程,健全完善資源開發收益分配機制,使資源收益進一步向原產地傾斜,增加當地民眾的獲得感。我們要助力精準扶貧、精準脫貧、探索開展貧困地區礦產資源開發資源收益改革,對貧困地區開發礦業占用集體土地的,試行給原住居民集體股權方式進行補償。我們要倡導礦業社會責任,構建礦企業與社會群眾利益共享機制,鼓勵礦山企業投資當地教育、衛生、基礎設施及生態環境等社會民生事業,使人民共享發展成果,促進社會和諧穩定。趨勢十:礦業文化會越來越受到重視。緣于對礦產資源的開發利用,中華民族在歷史上曾創造過了燦爛的礦業文化與礦業文明,如陶瓷文化、青銅器文化、鐵冶文化。也正是這種礦業文明促進中國古代經濟社會的發展,使中華文明一直站在世界文明的前列,并為人類文明進步作出了巨大貢獻,成為聞名于世的四大文明古國。在西方,煤炭和鐵礦礦石等礦產的發現與使用,推動了從使用蒸汽機開始的第一次“工業革命”(產業革命),隨之,礦產資源開發利用的強度和深度空前發展。而礦產資源(作為原材料和動力)的大量使用,又促進了現代地質學、礦床學與找礦學的發展。反過來,又促進了礦產資源的勘查與開發。在未來的礦業科學發展和生態文明建設過程中,我們既要系統地總結與歸納中國歷代以來的礦業文明與礦業文化的優秀成果,也要吸取世界各國在以礦業開發促進人類文明與進步過程所積淀的先進的礦業文化;同時要與時俱進,研究當今世界礦業發展的新特點、新趨勢、新挑戰與新機遇,從而使我們的礦業文化既有深厚的歷史底蘊,又具鮮明的時代特征,成為一種文化軟實力,為現代礦業發展提供遵循、指引與方向。面對錯綜復雜的經濟形勢,我們要以史為鑒,洋為中用,總結礦業發展的成功經驗;面對新一輪科技革命和產業變革機遇,我們要加快推動礦業理論、制度、技術和裝備創新,為礦業發展注入新動能;面對礦業發展呈現出新趨勢、新特點,我們更要依靠創新驅動發展,積極探尋礦業振興的新途徑、新模式,創新礦業發展道路。尤其在建設“一帶一路”,建立全球礦業命運共同體的新的背景下,中國應當為世界礦業的復蘇、發展貢獻更多的中國力量,提供更多的中國方案,為世界礦業文明、生態文明貢獻更多的中國智慧!來源:礦材網

  • 綠色礦山建設新模式:開辟我國礦業綠色發展新局面 2019-09-04

    綠色礦山建設新模式:開辟我國礦業綠色發展新局面綠色礦山建設:忽如一夜春風來,千山萬礦披綠裝。通過7年來的大膽探索實踐,我國綠色礦業發展已走上了常態化、科學化、規范化之路,各種正面效應逐漸顯現。尤為一提的是,我國在綠色礦山試點推進和建設過程中,總結提升出了一批涵蓋采選冶全工藝流程、礦區環境治理和礦地關系和諧的全方位的可復制可推廣的典型模式,彰顯了示范引領作用。綠色礦山申報,以山東新汶、銅陵有色、開陽磷礦為代表,探索完善了井下充填綠色開采模式。這種模式既可以提高資源的利用效率,同時也大幅減少廢棄礦石和尾礦的自然排放;以廣西平果鋁、神華準格爾煤礦為代表,探索形成了采礦用地新模式;以云南磷礦、陜西安塞油田、司家營鐵礦等為代表,建立了“開一方資源,惠一方百姓,促一方發展”的礦地和諧模式;四川嘉陽礦山將博物館、采礦遺跡、尾礦庫、塌陷復墾綠化區等有機融合,建設成為工礦旅游景觀,探索出了礦山遺跡多功能用途開發模式;一些礦山企業將綠色礦山試點內容融入企業常態化管理,通過創新發展提高企業市場競爭力,在目前礦價大跌之下,仍然還具較大的盈利水平,走出了綠色管理創新模式;以招金、紫金為代表,吸收社會資金共同促進綠色發展,形成了綠色金融模式,在礦山節能減排、信息化、智能化方面探索了綠色投入和綠色產出的新機制。綠色礦山申報,“這些綠色礦山的典型,向社會彰顯了礦山企業正面形象,起到了很好的示范和帶動作用,在社會上產生了積極影響,已成為體現礦山企業經營管理綜合水平的重要品牌,以及轉型升級、融資上市和走出海外的綠色標簽。”中國礦業聯合會專職副會長、總工程師劉玉強表示,“通過這些試點建設,進一步探索了綠色礦山建設的基本方法,完善了綠色礦山建設的相關制度和考核指標,為全面開展綠色礦山建設積累了有益經驗。”綠色礦山申報,距察爾汗鹽湖不到100千米的昆侖山中,有一片生機盎然的綠洲,這就是被列入《國土資源“十三五”規劃綱要》全面建設50個綠色礦業發展示范區的青海都蘭金輝礦業有限公司。綠色礦山建設,音樂噴泉水柱隨著美妙的樂聲翩翩起舞,五彩繽紛的金魚在人工湖里盡情地追逐,成群結隊的鴨子在碧波蕩漾的尾礦庫里怡然自得地嬉戲,近萬株花草樹木在初升朝陽光芒照射下熠熠生輝。如果不是身臨其境,很難想象在寸草不生的大漠深處,還有這樣一個集人工湖、景觀亭、音樂噴泉、健身廣場等多種城市符號為一體的人間仙境。綠色礦山建設,金輝礦業公司董事長張啟元說:“只有荒涼的戈壁,沒有荒涼的人生。我們牢固樹立生態保護*理念,堅持走‘奉獻黃金白銀,留下青山綠水’的發展之路,用百分之百的精力‘植綠’,用百分之百的投入‘護綠’,用百分之百的責任‘復綠’。礦業開發不僅沒有對生態環境造成擾動,還重塑和改善了周邊環境,在戈壁灘上建起了一個花園式的礦區。”綠色礦山建設,“晴天一片灰,雨天一路泥,遠觀像大霧,近看滿身土”。這是石料開采加工企業留給人們的印象。這也難怪,石料開采加工行業原本就本小利微,屬礦業行業中的“雞肋”,生產過程中“開膛刨肚”、污染環境似乎已是司空見慣、見怪不怪了。綠色礦山建設,然而,當走進位于浙江湖州的新開元碎石有限公司,記者看到的卻是樹綠草碧、藍天白云,整座礦山掩映在郁郁蔥蔥的綠樹中,茂密的竹林迎風搖曳,潔白的鴿子歡快嬉鬧,還有飛流直下的瀑布、激情四射的噴泉、別具一格的涼亭,令人流連忘返。綠色礦山申報,放炮無炮聲,采石不見石,破碎無灰塵。新開元的采、碎、運全部在封閉條件下進行,直接通過皮帶走廊輸送到碼頭裝船。

  • 未來選礦技術的發展趨勢 2019-09-04

    隨著我國經濟的發展和國家財力的增強,資源約束正替代資本約束逐步上升為國家經濟發展中的主要矛盾,我國礦產資源供應不足已成為制約國家經濟發展的“瓶頸”。據相關數據統計,雖然我國的礦產資源儲量十分豐富,但大多數礦山的礦石品位低、大多呈多組分共(伴)生,礦物嵌布粒度細,且現有礦產資源變得越來越貧、越來越難選,再加上選礦設備陳舊老化、自動化水平低、管理水平不高、選礦回收率低,不可避免的造成了部分礦產資源的“隱蔽”浪費。現階段,我國有色金屬礦山的采選綜合回收率只有60%~70%;就鐵礦山而言,年排出尾礦量幾億噸,平均含鐵約11%,致使大量的金屬鐵損失于尾礦中。隨著當前礦業形勢的不斷變化,市場和技術變化越來越快,競爭越來越激烈,如何通過科技與管理創新加快技術創新速度,提升礦產資源綜合利用率、提高自動化水平、提升產品經濟價值、降低選礦能耗及成本等,全面提高礦山綜合管控與決策水平,已成為未來選礦技術發展的必然趨勢。一、未來總體選礦工藝技術要求(1)選廠規模化(2)機械設備大型、高效、智能化(3)礦物利用全面化(4)水資源全面回收利用化(5)選礦藥劑高效無毒循環利用化(6)生產過程智能化(7)無尾礦排放化二、未來選礦技術需求通常情況下,選礦技術主要是以依附于金屬礦產的選擇與研發上的,大部分選礦技術都是針對特有地形和結構的礦產。如今的選礦技術隨著科技的進步也在發生著逐步的蛻變,可以利用在工藝方面的優勢與分選的技術,將其實際應用范圍進行迅速增大。所以,相關的研究者需要結合多方面的技術知識,融合一些新的理論,并在此基礎上進行不斷的創新。未來選礦技術需求主要體現在以下方面:(1)礦石高效預選技術。礦物進入正式選別作業之前通常需要進行預選作業,在保證最大限度地利用資源的同時,又要將大量廢石在進入正式選別作業之前能有效地拋棄,以保持選廠較高的經濟效益。鑒于我國鐵礦資源的特點,鐵礦石預選的主要方法有磁選(強磁選、弱磁選)和重選,強磁性礦石采用弱磁選,弱磁性礦石采用重介質、跳汰等重選或強磁選方法。針對鐵礦石的預選,磁力預選是最主要的預選方法。磁力預選的關鍵是高效的磁選設備。近年來,我國磁選設備研制進展很快,特別是第三代高磁性能永磁材料釹鐵硼的問世對磁選新技術的發展起了重要的推動作用。鐵礦石強磁選工藝、設備的研究應用,近些年在國內有了較快發展,特別是新型粗粒強磁選。但隨著開采技術的推陳出新和礦石性質的變化,高效的礦石預選技術也將會有另一個層次的突進,相信在不久的將來,我國的礦石預選技術也將躋身世界的前列。(2)復雜多金屬礦選冶協同開發綜合利用技術。開采綜合利用的礦產比率比較低,綜合利用指數不高,是我國礦產資源開發利用過程中面臨的主要問題。目前,我國綜合利用比較好的礦產只有 30%左右,部分綜合利用的礦產只有 25%左右,完全沒有進行綜合利用的達到45%左右。礦產資源綜合回收的礦種只占可利用綜合回收礦種的一半, 綜合利用指數50%,比發達國家低30個百分點。以鐵礦為例,我國鐵礦資源礦石類型復雜,難選礦和多組分共(伴)生鐵礦儲量所占比重大,多組分共(伴)生鐵礦有很高的利用價值,同時也給鐵礦的開發利用帶來困難。我國鐵礦多組分含有釩、鈦、稀土、鋸、銅、錫、鉬、鉛、鋅、鉆、金、鈾、硼和硫等30多種,最主要的有釩、鈦、鈮、銅、鈷、硫和稀士等,有的共(伴)生組分的經濟價值甚至超過鐵礦價值。但目前我國多組分鐵礦資源利用程度不高,主要是由于選冶技術水平低,難以使比鐵礦價值高得多的金屬得到充分利用,隨著科學技術水平的提高,這些共(伴)生組分將得到充分的綜合回收利用。 (3)微細粒復雜難選礦的流態化懸浮焙燒技術。我國部分鐵礦石資源礦物組成復雜、結晶粒度微細,常規選礦技術難以獲得較好的技術經濟指標。近年來研究表明,磁化焙燒處理復雜難選鐵礦最為有效的技術。目前鐵礦石的磁化焙燒主要采用豎爐和回轉窯,處理量低、焙燒質量差、能耗高。開發鐵礦石流態化懸浮焙燒技術與裝備,研究鐵礦物流態化焙燒過程中鐵礦物的相互作用機理,研發冷卻過程鐵物相轉化控制及同步回收潛熱技術,可盤活我國鐵礦資源100億噸以上,我國鐵礦資源的回收率可提高10個百分點以上,鐵精礦品位可提高1~5個百分點。(4)極貧礦的高效開發利用技術。我國鞍山式鐵礦資源中極貧赤鐵礦石有數10億噸,主要分布在遼寧、河北、山西等地,該類資源鐵品位僅15%~20%,受礦山采選生產工藝的制約,只能暫時堆存,不但造成排土場地緊張,而且還浪費了礦石資源,污染了環境。研發鞍山式極貧赤鐵礦石的粗粒濕式預選技術、極貧赤鐵礦石專用粗粒濕式預選裝備磁系與介質結構優化等技術,可提高排土場資源的綜合利用和處置水平,可減少排渣占地,改善礦區生態環境,對生態文明建設具有推進意義;可延長礦山服務年限,穩定礦山生產,具有較好的社會效益。(5)高效節能碎磨工藝流程配置關鍵技術。在大多數選礦廠中,碎磨流程是投資高、能耗大的單元作業,其設備投資占選礦廠全部設備投資的50%以上,能耗則占選礦廠總能耗的60%~70%。選礦中,影響碎磨工藝選擇的因素有很多,由于自然界的礦石種類復雜,并且難以完全預知,在選擇碎磨工藝時,高效、節能、經濟是最重要的因素。在設計和建設時,應充分考慮到碎磨工藝流程配置的合理性、高效性和經濟性。在未來較長一段時間內,掌握碎磨工藝流程配置關鍵技術,將成為必然趨勢。(6)選礦自動化在線檢測與分析技術。過去十年,選礦自動化的發展速度、普及率前所未有,新建選礦廠無一例外地同步建設自動化系統,老選礦廠也不斷通過自動化系統的建設實現改造提升、轉型升級。但應用情況、實施效果各不相同。在線檢測與分析技術是實現自動化、智能化的基礎。在過去的十年里,選礦過程的流量、物位、壓力、溫度、酸堿度等單一參數的檢測應用的十分普及和成熟。選礦過程在線檢測與分析技術的開發與應用不僅從未止步,而且越來越被行業所重視。尤其是隨著應用基礎研究的快速發展,促進了高端分析系統等智能裝備的開發與應用。這類裝備通過一個或者多個參數的物理測量和數學建模,能夠感知、預測生產中的礦物特征、設備狀態、生產指標等復雜的、綜合的、關聯的過程信息。這些裝備使得生產操作智能化成為可能,改變了選礦自動化傳統的含義和任務,縮短了選礦自動化技術與生產成本、效益、安全、環保、管理、知識儲備、人才培養等經濟效益和社會效益之間的距離。(7)選礦全流程自動化控制技術。選礦全流程自動化控制系統是一個大型的、復雜的控制系統,它是破碎自動化控制、磨礦分級自動化控制、選別自動化控制以及濃縮過濾自動化控制等有機的結合。選礦全流程自動化控制系統可穩定選礦生產過程,在保證產品質量的前提下,大幅度提高選礦廠的生產能力,降低能耗物耗,提高金屬回收率。選礦全流程自動化控制系統中要進行大量的儀表安裝和調試,大量的數據采集和分析,以及復雜的軟件編程工作。多種關鍵參數檢測、顯示和控制可使系統更精確、更完善,高可靠的儀表組合可使系統更長期可靠、穩定運行,優秀的控制軟件可使系統更具智能化。(8)生物工程選礦技術生物選礦也稱為生物浸出或生物冶金,是礦冶工程和現代生物科學交叉結合形成的一門新型學科。生物法選礦是生物學、化學及其他工程學科在礦物加工領域中的綜合應用。生物選礦就是利用某些微生物或其代謝產物與礦物相互作用,產生氧化、還原、溶解、吸附等反應從而脫除礦石中不需要的組分或回收其中的有價金屬的技術。微生物在選礦中可作為選礦藥劑予以充分應用。目前,微生物作為選礦藥劑的應用研究相對較少,國外近10年才開始進行了廣泛而創造性的研究工作。正在進行的研究項目包括微生物絮凝劑、浮選捕收劑、浮選調整劑等,已取得不少令人鼓舞的實驗室研究成果,工業應用則較少見報道。生物選礦技術具有簡單易行、成本低、能耗少且污染少等特點。微生物技術在選礦中展示出良好的應用前景,可以預言,它將改變傳統的一些選礦方法和概念,使選礦過程產生一些根本的變革,并從根本上使傳統的選礦方法高技術化。(9)尾礦大宗資源化利用技術。目前,我國金屬礦山堆存的尾礦達數十億噸,而且以每年產出8~10億噸尾礦的速度增加。大部分建庫或征地堆存,污染環境嚴重、安全隱患突出。尾礦綜合利用產品的科技含量和附加值較低,綜合利用指數不高。大宗尾礦堆存量增加將使得環境污染和安全隱患加大,尾礦中含有的藥劑及銅、鉛、鋅、鉻、鎘、砷、汞等多種金屬元素,隨水流入附近河流或滲入地下,將嚴重污染水源;尾礦庫揚塵對環境造成危害;尾礦庫超期或帶病使用,甚至違規操作,存在極大安全隱患,對周邊地區人民財產和生命安全造成嚴重威脅。依托技術創新,實現尾礦的大宗、資源化、無害化利用,對落實國務院發展節能環保等戰略性新興產業和礦業轉型升級的具體要求,構建資源節約型、環境友好型礦業可持續發展體系具有重要的推動作用。(10)精礦產品深加工開發技術。鐵礦產品中的超級鐵精礦是指含鐵量高、脈石含量低的鐵精礦,既是選礦的深加工產品,又是一種具有發展潛力的新型功能材料。近年來,隨著粉末冶金、直接還原、高端鋼材及3D打印等技術的高速發展,對超級鐵精礦的需求也日益增多。然而,目前我過優質鐵礦資源絕大部分用于生產普通鐵精礦。超級鐵精礦綠色制備與工業化技術可解決我國長期缺少高品位直接還原鐵原料的難題,為我國發展鋼鐵短流程工藝奠定原料基礎。該技術將優化我國鐵礦產業結構、延伸鐵礦產業鏈,實現我國鐵礦石優質優用的目標。三、未來選礦機械與綠色藥劑需求  如何提高在選礦方面的技術,首先要從最基礎的機械設備進行著手,同時選用合適的選礦試劑,再利用在應用價值上較高的選礦技術。(1)新型選礦設備的研發。較為高效的選礦技術,必須有較為高效的材料和設備進行支撐,選礦的技術和設備都處于共同發展的階段。所以,選礦技術的發展離不開試劑材料與設備的創新發展,高效低能耗選礦設備研制、新型弱磁、中磁和強磁機的研制、磁重浮一體化高效選礦設備的研制、高效一體化破磨設備的研制、大型懸浮焙燒爐的研制、大型臥式攪拌磨機的研發、攪拌磨機磨礦產品的粒度特性及其對選別指標影響的研究、大型自磨機磨礦過程的模擬與自動控制技術研究、選礦廠高效除塵設備、三廢治理循環利用裝備等等,都是未來選礦工作者亟待突破的難題。(2)高效、環保、耐低溫浮選藥劑的研發。針對于現在的金屬礦產,傳統的選礦技術對于周邊環境的破壞是十分巨大的,會對其他的資源造成極大的污染和破壞。研發基于礦物晶體特性的浮選藥劑分子結構設計、新型浮選藥劑的合成與浮選性能表征技術,在礦選的基礎上,高效、環保、耐低溫浮選藥劑不會對其他的細雜礦物資源的組成結構產生影響,也不會帶來其他的污染物 。從這方面就可以看出,污染較低的浮選藥劑的實際應用前景十分廣闊,它不僅可以降低實際選礦成本,其對周邊環境的污染程度也能盡可能的降到了最低,這在未來的發展上,如何做到可持續發展才是現在技術創新的發展方向。四、結 語 總而言之,現在選礦技術在研究的空間仍然是十分巨大的,在其多種技術方面的融合與發展之路上,仍需要現在的選礦技術相應人員和研究者繼續努力探究與創新,為我國在多金屬選礦方面的發展做出最大的貢獻,同時也要在環境保護這方面做好保護工作,為我國可持續性發展盡一份力。

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