煤炭资源开发和利用新方法__--__煤炭地下气化技术.pdf

工业煤炭资源开发与利用新方法——煤炭地下气化技术 ProgressintheCoalUndergroundPneumatolysisTechnology 余力梁杰余学东(中国矿业大学北京 100083 ) 虽然我国煤炭资源相对较丰富,但是煤炭资源是不可再生的。根据我国国情我国不可能像西欧国家那样将煤矿关闭,而必须利用煤炭保证我国顺利渡过资源经济的后期,因此我国必须在开发、利用与环保协调发展的原则下,解决 3个无法回避的问题,即提高煤炭的回采率;最经济、最大限度地、科学地提高煤炭的利用水平;最大限度地减少燃煤污染,最终达到可持续发展的目的。一、煤炭开发与利用的现状不可否认,现在世界上面临的环境问题,与能源的选择有关。一个世纪前工业革命以后,采用煤炭做为能源,造成了严重的 SO、粉尘、 CO等污染, 酸雨的形成也与燃煤有关。大气中天然的 SO ,总共只有 1100万吨,而人类的活动向大气中排放的 SO已超过 1亿吨,还有大量的粉尘。全球共有 13 亿人生活在 SO和粉尘超标的地区,每年全球有大约 50万人早死于粉尘造成的疾病。可以从表 1看出,燃煤和使用石油致使空气中 CO急剧增加,CO 在大气中的增加产生温室效应,到 2030年可能使全球气温上升 11 5~ 41 5℃。表 1 1830年以来大气中CO 2的含量变化年代 1830 1970 1986 2040 (预计) CO 2大气中含量(ppm ) 270 320 3455 5400 我国的能源消费占世界的 8~ 9%,但 SO的排放占世界的 151 1%,排放总量为世界第一位;NO 占 %,CO占到 %,居世界第二位。其中由于燃煤所释放的 SO占全国总排放量的 87%,CO 占 71%,NO占 67%,粉尘占 60%。大量燃煤排放的 SO和 NO已经在我国形成了极大的危害。酸雨区域扩大,已超过国土面积的 40%,长江以南出现了大面积酸雨,且已在向北蔓延。北京、上海、西安、沈阳、广州名列世界 10大污染最严重的城市。我国经济发展仍沿袭着高投入、高消耗、低产出、低效益的粗放型经济模式,单位产值能耗是发达国家的 3~ 4倍,能源、矿产资源的利用率只有 30%。我国煤炭储量虽然相对比较丰富,能源中的 70%以上来自煤炭,但长期的掠夺性开采,使煤炭资源迅速枯竭;受回采技术的限制,回采率只有 50%左右,小煤窑一般只有 10~ 30%,造成了十分严重的浪费。据不完全统计,被遗弃在地下的呆滞的煤炭资源约 300亿吨以上,油页岩约 315亿吨以上。已经报废的矿井约为 297处,到 2000年还将有近 300处以上。我国煤炭主要用于直接燃烧,使大量本可用于化工工业深加工的成分被烧掉,造成严重浪费。因井工、露天开采造成地面塌陷,产生山体滑坡、泥石流、地表沙化、大气尘土污染等一系列问题。截止 1990年,全国因煤炭开采造成约 30万公倾土地塌陷,且每年新增塌陷地 11 33~ 21 0万公倾;矸石积存达 30亿吨,占地 11 2万公倾,且仍以年 11 3亿吨外排;矸石自然排出大量烟尘及 SO、 CO、 HS等有害气体,严重污染大气环境。二、煤炭地下气化是开发清洁能源的新技术早在 100多年前以门捷列夫为代表的一些科学家,就提出采煤的目的是提取煤中含能组分而不是采煤本身,并提出了煤炭地下气化的设想:有控制地