煤矿简介行业及前景
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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
< br>,
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<
/p>
,
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
46
～
97%
，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，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。
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。<
/p>
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
<
/p>
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。
< br>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
，
1
748
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
1
8
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
189
0
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
剧衰退。
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
19
70
年的
14
万人及
< br>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<
/p>
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
< br>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)<
/p>
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。主要用于燃
烧、炼焦、
气化、低温干馏、加氢液化等。①燃烧。煤炭是人类的重要能源资源，任何<
/p>
煤都可作为工业和民用燃料。②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，<
/p>
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。③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。④低温干馏。
把煤或油页岩置于
550
< br>℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉
煤气，
低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。
⑤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
<
/p>
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
< br>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
< br>)
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
,<
/p>
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<
/p>
天开采
,
如朔州平朔煤矿——全国最大的
露天煤矿
.
< br>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
(
称为炼焦炉
)
中干馏
,
可得固定碳很高含量之煤焦
< br>,
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。
< br>
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
< br>G
、
胶质层最大厚度
Y
、
奥亚膨胀度
b
、
煤样透光性
P
< br>、煤的恒湿无灰基高位发热量
Qgr
，
< br>maf
等
6
项分类指标，将煤<
/p>
分为
14
类。
即
褐煤、
长焰煤、
不粘煤、
弱粘煤、
1
／
2
中粘煤、<
/p>
气煤、
气肥煤、
1
／
3
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
1
2-18%
）、焦煤（含挥发分为
18-26%
）、肥
煤（含挥发分为
26-35%
< br>）、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，世界煤炭可采资源量达
4
．
84
×
< br>104
亿
t
标准煤，占世界化石
燃
料可采资源量的
66
．
8
％。
据
《
1997
世界能源统计评论》
统计，
< br>至
1996
年底，
世界煤炭探明
的可采储量为
1.03161
×
104
亿
t
，储采比为
224
年，其中七位
储量最大的国家依次为美国、中国、澳大
利亚、印度、德国、南非和波兰。
行业前景
第一节
煤矿行业现状分析
煤炭开采企业生产经营特点
煤炭开采企业的经营生产特点表现为以下方面
:
煤炭产品的同行差异化不大，因此其企业竞
争战略为成本领先战略。
原
煤产品本身没有直接材料消耗，
但其生产过程需要消耗大量的辅助生产
< br>材料，其成本费用约占原煤产品的
1/4
。
安全生产是企业保持高效益的根本保证。
品种繁多的生产物资
煤炭企业生产用物资品种繁多
,
涉及木材、钢
材、机
电、化工、工矿设备等数万种，保障生产物资的及时供应是企业安全生产的基
石，同时也是保证企业生产进度的必要条件。
管控一体化
煤炭企业目前大都已实现了安全监控及电子计量工具，能够
产生大量监控数据，
如果能配备功能强大的管理信息系统
(ERP)
，就可以通过<
/p>
数据采集，将大量的实时监控数据传输到管理信息系统，实现控制与管理的一
体化和同步化，从而为企业管理层决策及安全生产提供有力的支持
(DCS/
QCS/
轨道衡）。
集团型经济格局
经过长期的发展
,
企业积累了大量的资本
,
逐步建立配套
生成和煤炭再加工的非煤产业，主要涉及机械制造、机电产品、煤
化工、工程
建设等领域。在目前的形势下来看，通常煤炭企业已经形成以煤炭生产为龙头
的集团型经济发展实体。