集團(tuán)公司科技發(fā)展展望(技術(shù)委員會(huì)年會(huì))

煤炭科技開(kāi)展現(xiàn)狀及展望申寶宏2021年9月副總工程師研討員/博導(dǎo)1提綱：一.煤炭工業(yè)開(kāi)展概略三.煤炭科技面臨的挑戰(zhàn)四.煤炭科技十三五展望二.煤炭科技開(kāi)展現(xiàn)狀2一、煤炭工業(yè)開(kāi)展概略3〔一〕煤炭主體能源位置煤炭不斷占我國(guó)能源消費(fèi)和消費(fèi)總量70%左右，2021年分別占76.3%和67.4%，占全球煤炭消費(fèi)和消費(fèi)總量的50%左右。2021年我國(guó)化石能源剩余探明儲(chǔ)量中，煤炭約占93%。據(jù)預(yù)測(cè),2030-2050年煤炭仍占我國(guó)能源需求總量50%左右。我國(guó)煤炭占一次能源消費(fèi)和消費(fèi)比重4〔一〕煤炭主體能源位置我國(guó)能源構(gòu)造趨勢(shì)圖〔中國(guó)工程院<國(guó)家能源開(kāi)展戰(zhàn)略2030～2050>〕5〔二〕煤炭產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)2021年全國(guó)煤礦約1.2萬(wàn)處，產(chǎn)量36.5億噸。6〔二〕煤炭產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)2021年全國(guó)煤礦約1.2萬(wàn)處，產(chǎn)量36.5億噸。區(qū)域產(chǎn)量比重全國(guó)36.5100%東部4.7313%中部12.233%西部19.5754%礦井規(guī)模

數(shù)量能力比重全國(guó)1200037100%大型煤礦8502465%中型煤礦15006.818%小型煤礦95366.217%7〔三〕大型化、集約化趨勢(shì)明顯億噸級(jí)企業(yè)7家，產(chǎn)量12.1億噸，占全國(guó)的33.3％。5000萬(wàn)噸級(jí)企業(yè)12家，產(chǎn)量7.8億噸，占全國(guó)的21.4％。千萬(wàn)噸級(jí)企業(yè)23家，產(chǎn)量5.4億噸，占全國(guó)的14.8％。全國(guó)產(chǎn)量超越千萬(wàn)噸的大型煤炭企業(yè)42家，產(chǎn)量25.3億噸，占全國(guó)的69.4％。8〔三〕大型化、集約化趨勢(shì)明顯2021年全國(guó)平安高效礦井409處，產(chǎn)量11.3億噸，占全國(guó)總產(chǎn)量的32％。平安高效礦井?dāng)?shù)量〔個(gè)〕平安高效礦井產(chǎn)量〔億噸〕9〔四〕煤礦平安情勢(shì)趨于好轉(zhuǎn)2021年，煤礦平安事故779起，死亡4人，分別比2005年減少2527起、4554人，下降76.4%和76.7%；百萬(wàn)噸死亡率0.374，比2005年下降86.7%。10〔四〕煤礦平安情勢(shì)趨于好轉(zhuǎn)2021年，煤礦瓦斯事故72起，死亡350人，分別比2005年減少342起、1821人，下降82.6%和83.9%。11〔四〕煤礦平安情勢(shì)趨于好轉(zhuǎn)12〔五〕煤層氣開(kāi)發(fā)獲得重要進(jìn)展2021年，煤層氣產(chǎn)量27億立方米，利用量20億立方米；煤礦瓦斯抽采量114億立方米、利用量38億立方米。瓦斯用戶超越200萬(wàn)戶，煤層氣燃料汽車8000余輛，瓦斯發(fā)電裝機(jī)容量110萬(wàn)千瓦。13〔六〕干凈利用獲得重要進(jìn)展14〔七〕煤炭行業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)情況2021年進(jìn)口煤炭2.89億噸，出口煤炭927.8萬(wàn)噸。綜合思索應(yīng)對(duì)氣候變化和減排壓力、國(guó)際煤炭?jī)r(jià)錢上漲、進(jìn)口占世界份額較大、非煤能源的快速開(kāi)展等要素，我國(guó)利用國(guó)際煤炭的市場(chǎng)不能夠無(wú)限增大?？傮w判別，未來(lái)國(guó)際煤炭市場(chǎng)將堅(jiān)持在10～12億噸，我國(guó)進(jìn)口煤炭將維持在占國(guó)際煤炭市場(chǎng)的30%左右，即2～3億噸規(guī)模，未來(lái)我國(guó)煤炭供應(yīng)仍需立足國(guó)內(nèi)。今年以來(lái)，我國(guó)煤炭市場(chǎng)需求繼續(xù)呈現(xiàn)需求低速增長(zhǎng)、產(chǎn)能建立超前、進(jìn)口量繼續(xù)大幅添加、全社會(huì)庫(kù)存上升、市場(chǎng)總體寬松、構(gòu)造性過(guò)剩的態(tài)勢(shì)，煤炭?jī)r(jià)錢下滑，貨款回收更加困難，企業(yè)本錢繼續(xù)添加，行業(yè)利潤(rùn)大幅下降，企業(yè)虧損面不斷擴(kuò)展，已出現(xiàn)降低工資、貸款發(fā)工資和推遲發(fā)工資的景象。15提綱：一.煤炭工業(yè)開(kāi)展概略三.煤炭科技面臨的挑戰(zhàn)四.煤炭科技十三五展望二.煤炭科技開(kāi)展現(xiàn)狀16〔一〕地質(zhì)保證技術(shù)配備獲得新進(jìn)展初步構(gòu)成了具有中國(guó)煤田地質(zhì)特征的勘查實(shí)際體系，“以地震主導(dǎo)，多手段配合，井上下結(jié)合〞的立體式綜合勘探體系逐漸成熟，根本可以探明開(kāi)采地質(zhì)條件。三維地震儀、3D可視化解釋技術(shù)、時(shí)延地震勘探技術(shù)得到運(yùn)用，二維地震勘探技術(shù)廣泛運(yùn)用于煤田普查和詳查階段，三維地震技術(shù)可查明煤田內(nèi)落差超越5m的斷層，解釋落差3～5m的斷點(diǎn)及波幅10m以上的褶皺，成為煤田地質(zhì)勘查的首選技術(shù)。電磁法勘探技術(shù)、測(cè)井技術(shù)、受控定向鉆進(jìn)技術(shù)得到運(yùn)用，超大孔徑、超千米深孔鉆機(jī)研制勝利。17〔二〕特殊地層礦井建立技術(shù)快速開(kāi)展凍結(jié)、鉆井、注漿等特殊鑿井技術(shù)到達(dá)國(guó)際領(lǐng)先程度。凍結(jié)法鑿井技術(shù)穿過(guò)沖積層厚度達(dá)587m，最大凍結(jié)深度737m。鉆井法最大鉆鑿成井深度達(dá)660m，最大鉆井直徑為10.3m。注漿技術(shù)從注漿資料的"水泥時(shí)代"進(jìn)入了"黏土?xí)r代"，綜合注漿技術(shù)井筒地面預(yù)注漿最大注漿深度到達(dá)1048m。大直徑反井鉆機(jī)的研制勝利，實(shí)現(xiàn)了反井鉆機(jī)一次鉆進(jìn)成井，反井鉆井深度到達(dá)500m，最大鉆井直徑到達(dá)5m。18〔三〕開(kāi)采技術(shù)配備獲得新突破自主研制了大功率電牽引采煤機(jī)、刮板運(yùn)輸機(jī)和電液控制液壓支架等任務(wù)面成套配備，順應(yīng)煤層厚度3～6m，任務(wù)面年產(chǎn)量到達(dá)1025萬(wàn)t，發(fā)明了新記錄。綜放任務(wù)面在煤層厚度13m條件下，年產(chǎn)煤1039.1萬(wàn)t，刷新綜放任務(wù)面年產(chǎn)世界記錄。研制勝利煤巷大斷面掘錨結(jié)合機(jī)組，具備一次截割成形的高效截割技術(shù)和機(jī)載全液壓導(dǎo)軌式錨桿機(jī)技術(shù)；開(kāi)發(fā)了大斷面煤巷錨桿快速支護(hù)技術(shù)，研制出小孔徑預(yù)緊漲楔錨桿，φ22mm錨桿桿體破斷載荷達(dá)330kN。ZF15000/28/52放頂煤液壓支架19〔三〕開(kāi)采技術(shù)配備獲得新突破研制勝利功率大、機(jī)面高度低、過(guò)煤空間大的極薄煤層電牽引采煤機(jī)，順應(yīng)煤層厚度0.8～1.25m，煤層傾角0～45o；在薄煤層采煤機(jī)中引入DSP為中心的控制系統(tǒng)，顯著提高了控制系統(tǒng)的可靠性；工業(yè)性實(shí)驗(yàn)闡明，平均月產(chǎn)達(dá)4萬(wàn)t。研制勝利總裝機(jī)功率597kW、單向抗壓強(qiáng)度≤40MPa的EML340型延續(xù)采煤機(jī)，以及履帶行走用1140V機(jī)載交流變頻器，在烏蘭木倫礦開(kāi)機(jī)率最高到達(dá)98.87%，在中煤東坡煤礦平均月產(chǎn)達(dá)5萬(wàn)噸，刷新了國(guó)產(chǎn)配備新紀(jì)錄。20〔三〕開(kāi)采技術(shù)配備獲得新突破在露天礦開(kāi)采設(shè)備及工藝方面，大型發(fā)掘機(jī)、電鏟、卡車等設(shè)備長(zhǎng)期進(jìn)展了前期研制。GPS位移自動(dòng)化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地下位移監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等在露天煤礦邊坡監(jiān)測(cè)中廣泛運(yùn)用。21〔四〕煤礦平安技術(shù)配備程度再上新臺(tái)階瓦斯含量快速準(zhǔn)確測(cè)定技術(shù)處理了硬煤壓風(fēng)取樣溫升加速瓦斯解吸、松軟煤層取不到樣或取樣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、損失量估算誤差大的難題，實(shí)現(xiàn)了120m長(zhǎng)鉆孔定點(diǎn)取樣，2h內(nèi)快速測(cè)定瓦斯含量，測(cè)定誤差小于7%，在100多個(gè)礦井推行運(yùn)用。22〔四〕煤礦平安技術(shù)配備程度再上新臺(tái)階開(kāi)發(fā)出紅外甲烷傳感器，誤差≤真值的±10%，呼應(yīng)時(shí)間≤12S，任務(wù)穩(wěn)定性≥12個(gè)月，壽命≥5年；紅外二氧化碳傳感器，處理了設(shè)計(jì)、溫度補(bǔ)償、防塵防水構(gòu)造等難題；激光甲烷傳感器，丈量精度±0.05％，呼應(yīng)時(shí)間＜12S，任務(wù)穩(wěn)定性≥6～12個(gè)月，壽命≥5年；激光一氧化碳傳感器檢測(cè)范圍0～2000ppm，丈量誤差≤真值的±5%，穩(wěn)定性≥12個(gè)月，呼應(yīng)時(shí)間＜30S，壽命≥5年。甲烷紅外傳感器激光傳感器23〔四〕煤礦平安技術(shù)配備程度再上新臺(tái)階平安消費(fèi)綜合監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)晉級(jí)換代，井下易爆環(huán)境用以太環(huán)網(wǎng)+現(xiàn)場(chǎng)總線、寬帶接入設(shè)備、大容量本安電源設(shè)備、異常聯(lián)動(dòng)控制等技術(shù)獲得突破。開(kāi)發(fā)了集地質(zhì)丈量、消費(fèi)技術(shù)、通風(fēng)平安、辦公自動(dòng)化和數(shù)字化礦山、平安消費(fèi)監(jiān)控于一體預(yù)警平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了隱患聯(lián)動(dòng)控制和動(dòng)態(tài)預(yù)警。24〔四〕煤礦平安技術(shù)配備程度再上新臺(tái)階煤礦井下千米定向瓦斯抽采技術(shù)及配備填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，ZDY600LD型履帶式鉆機(jī)在陜煤彬長(zhǎng)大佛寺礦業(yè)公司鉆孔深度達(dá)1212m，創(chuàng)出國(guó)內(nèi)新記錄。研制出的適宜于突出松軟煤層的順層鉆機(jī)在鞏固性系數(shù)f≤1.5條件下煤層鉆孔深度到達(dá)168m，發(fā)明了突出松軟煤層鉆孔的最新深度，鉆孔深度超越100米的成孔率到達(dá)70%，已在50多個(gè)礦區(qū)進(jìn)展了推行。25〔五〕煤礦災(zāi)禍應(yīng)急救援技術(shù)及配備獲得新進(jìn)展開(kāi)發(fā)了人員準(zhǔn)確定位技術(shù)，井下目的挪動(dòng)速度不大于1m/s的條件下，定位精度達(dá)4m。研制出了采用無(wú)線傳輸和無(wú)線中繼技術(shù)的礦井無(wú)線救災(zāi)通訊系統(tǒng)技術(shù)與配備，實(shí)現(xiàn)井下指揮基地與救援現(xiàn)場(chǎng)之間的災(zāi)區(qū)圖像、語(yǔ)音、環(huán)境參數(shù)〔CO、O2、CH4、溫度等〕三位一體的實(shí)時(shí)并行傳輸，井下無(wú)線傳輸間隔到達(dá)2km。26〔五〕煤礦災(zāi)禍應(yīng)急救援技術(shù)及配備獲得新進(jìn)展建立了挪動(dòng)式礦井艱苦災(zāi)禍應(yīng)急救援指揮系統(tǒng)，可完成氣體采集、監(jiān)測(cè)、危險(xiǎn)性判別等信息、救援方案制定、應(yīng)急措施執(zhí)行等。研發(fā)了井下挪動(dòng)式救生艙，采用分段組裝式構(gòu)造，在沒(méi)有外界動(dòng)力條件下可提供8人4天的生存環(huán)境；采用CO2、CO等有毒有害氣體吸收去除技術(shù)，保證了救生倉(cāng)平安的生存環(huán)境；研制了救生艙公用蓄冷空調(diào)，處理了制冷除濕問(wèn)題。27〔六〕煤炭干凈利用技術(shù)程度獲得新提高難選煤高效分選關(guān)鍵技術(shù)獲得突破。采用“等基元灰分〞分選技術(shù)，開(kāi)發(fā)勝利最大產(chǎn)率工藝系統(tǒng)，研制勝利世界首臺(tái)煤用第一段錐形雙供介無(wú)壓給料三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器。開(kāi)發(fā)了重介質(zhì)旋流器分選難選煤工藝系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了-80mm級(jí)別原煤的高效分級(jí)入選，使精煤產(chǎn)率提高了1.17%。研制勝利SSC900型大型分級(jí)破碎機(jī)，破碎工藝目的到達(dá)國(guó)際先進(jìn)程度。3SNWX1400-880/850型三產(chǎn)品重介質(zhì)旋流器SSC900型大型分級(jí)破碎機(jī)28〔六〕煤炭干凈利用技術(shù)程度獲得新提高開(kāi)發(fā)了干煤粉氣化、水煤漿加壓氣化技術(shù)，一批大型煤氣化技術(shù)與配備相繼進(jìn)展現(xiàn)范和投入工業(yè)化運(yùn)轉(zhuǎn)；多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化技術(shù)單爐最大規(guī)模2200t/d；華能綠色煤電250MW級(jí)IGCC示范工程采用兩段式干煤粉氣化技術(shù)，規(guī)模達(dá)2000t/d。百萬(wàn)噸級(jí)煤炭直接液化示范工程曾經(jīng)建成投產(chǎn)。煤炭間接液化技術(shù)示范獲得勝利，自主研發(fā)了低溫漿態(tài)床F-T合成關(guān)鍵技術(shù)，目前有三套20萬(wàn)t/a級(jí)的間接液化示范工程在試運(yùn)轉(zhuǎn)。煤制天然氣工藝技術(shù)成熟，大部分消費(fèi)設(shè)備已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，在建規(guī)模到達(dá)億Nm3/a。29〔六〕煤炭干凈利用技術(shù)程度獲得新提高開(kāi)發(fā)了工業(yè)煤粉鍋爐公用熄滅器，在中小容量鍋爐高效熄滅、低NOX排放技術(shù)獲得艱苦突破。鍋爐熱效率到達(dá)86％以上，比傳統(tǒng)燃煤鍋爐節(jié)煤超越1/3以上，煤塵排放不超越20mg/m3，SO2等污染物排放量遠(yuǎn)低于國(guó)家排放規(guī)范的要求。30煤礦瓦斯利用技術(shù)獲得重要突破。研制勝利濃度低于1%的乏風(fēng)氧化、濃度低于30%的易爆炸瓦斯平安熄滅、濃度高于30%瓦斯的濃縮提純與深冷液化中試安裝，處理了低濃度瓦斯平安利用的難題。在國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)以煤為原料制備的低濃度瓦斯?jié)饪s公用煤基碳分子篩，甲烷氮?dú)馕椒謩e系數(shù)3.4～4.6，且甲烷吸附容量較大及解吸性能較好，強(qiáng)度到達(dá)99%。建成國(guó)內(nèi)外首套原料氣處置才干4800Nm3/d含氧煤層氣混合工藝制冷液化中試安裝，原料氣甲烷濃度26.98～32.05%，液化后產(chǎn)品純度達(dá)99.10%以上，甲烷回收率達(dá)98.75%。〔六〕煤炭干凈利用技術(shù)程度獲得新提高乏風(fēng)氧化爐實(shí)驗(yàn)安裝100Nm3/h除氧安裝PSA濃縮實(shí)驗(yàn)安裝3132國(guó)家科技艱苦專項(xiàng)國(guó)家科技支撐〔攻關(guān)〕方案國(guó)家重點(diǎn)根底研討開(kāi)展方案〔973方案〕國(guó)家高技術(shù)研討開(kāi)展方案〔863方案〕科研院所技術(shù)開(kāi)發(fā)專項(xiàng)資金工程國(guó)家自然科學(xué)基金工程瓦斯治理專項(xiàng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)專項(xiàng)……部分十二五在研工程3233項(xiàng)目40：煤層氣與煤炭協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目41：煤礦區(qū)煤層氣高效抽采、集輸技術(shù)與配備研制示范工程63：山西晉城礦區(qū)采氣采煤一體化煤層氣開(kāi)發(fā)示范工程示范工程65：重慶松藻礦區(qū)復(fù)雜地質(zhì)條件下煤層氣開(kāi)發(fā)示范工程示范工程64：兩淮礦區(qū)煤層群開(kāi)采條件下煤層氣抽采示范工程國(guó)家科技艱苦專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)〞部分十二五在研工程33部分十二五在研工程34部分十二五在研工程國(guó)家科技支撐方案深部及中小煤礦災(zāi)禍防治關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與示范35國(guó)家科技支撐方案煤礦突水、火災(zāi)等艱苦事故防治關(guān)鍵技術(shù)及配備研發(fā)1礦井突水重大災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)2煤礦透水快速救援排水設(shè)備研究與開(kāi)發(fā)3基于Mesh網(wǎng)絡(luò)井下可視化無(wú)線救災(zāi)通訊技術(shù)與裝備4煤礦用紅外CO檢測(cè)儀（傳感器）研發(fā)5礦井動(dòng)目標(biāo)監(jiān)測(cè)技術(shù)及在用設(shè)備智能管控技術(shù)平臺(tái)與裝備6復(fù)雜大型煤礦液氮高效率防滅火技術(shù)研究與工程應(yīng)用7煤火自燃本底調(diào)查及遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)研究8礦井爆炸危險(xiǎn)性實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)研究部分十二五在研工程36部分十二五在研工程500m斜井凍結(jié)法鑿井關(guān)鍵技術(shù)與配備大型鑿井井架及井壁吊掛關(guān)鍵技術(shù)與配備礦山豎井掘進(jìn)機(jī)研制特大型礦井提升系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的研制智能化超重型巖巷掘進(jìn)機(jī)研制高速高可靠性電牽引采煤機(jī)研制兩柱式超強(qiáng)力放頂煤液壓支架研制自動(dòng)化高可靠性順槽帶式保送機(jī)礦用防爆高比能量蓄電池動(dòng)力技術(shù)綜采智能控制技術(shù)與配備采煤機(jī)任務(wù)可靠性智能監(jiān)測(cè)技術(shù)全自動(dòng)化刨煤機(jī)任務(wù)面成套設(shè)備研發(fā)及運(yùn)用863方案：煤炭智能化掘采技術(shù)與配備37提綱：一.煤炭工業(yè)開(kāi)展概略三.煤炭科技面臨的挑戰(zhàn)四.煤炭科技十三五展望二.煤炭科技開(kāi)展現(xiàn)狀3839資源保證面臨的挑戰(zhàn)煤炭消費(fèi)面臨的挑戰(zhàn)煤礦平安面臨的挑戰(zhàn)清潔利用面臨的挑戰(zhàn)礦區(qū)環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)三、煤炭科技面臨的情勢(shì)3940我國(guó)煤炭人均可采儲(chǔ)量少，僅為世界的三分之二；開(kāi)發(fā)規(guī)模大，儲(chǔ)采比缺乏世界平均程度的三分之一；煤炭資源開(kāi)采條件中等偏下，可供露天開(kāi)采的資源量少；資源回采率低，部分大礦采肥丟瘦、小礦亂采濫挖，資源破壞浪費(fèi)嚴(yán)重；消費(fèi)量大，占世界的48%。當(dāng)前粗放的資源開(kāi)發(fā)和利用方式難以支撐經(jīng)濟(jì)社會(huì)長(zhǎng)久開(kāi)展?！惨弧趁禾抠Y源保證才干較低40〔二〕開(kāi)發(fā)規(guī)劃矛盾非常突出東部煤炭資源日漸枯竭，中部資源與環(huán)境約束加劇、開(kāi)發(fā)潛力變小，資源開(kāi)發(fā)加速向生態(tài)環(huán)境脆弱的西部轉(zhuǎn)移，煤炭運(yùn)輸本錢添加。北煤南運(yùn)、西煤東調(diào)的壓力增大，消費(fèi)與消費(fèi)逆向規(guī)劃的矛盾更加突出。2021年我國(guó)區(qū)域煤炭產(chǎn)量構(gòu)成41〔三〕整體消費(fèi)力程度依然較低采煤技術(shù)配備自動(dòng)化、信息化、可靠性程度低，采煤機(jī)械化程度低于先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家近30個(gè)百分點(diǎn)。配備程度差、管理才干弱、職工素質(zhì)低、作業(yè)環(huán)境差的小煤礦數(shù)量仍占全國(guó)的80%。消費(fèi)效率遠(yuǎn)低于先進(jìn)產(chǎn)煤國(guó)家程度。國(guó)家產(chǎn)量（億噸）產(chǎn)業(yè)集中度（%/家）機(jī)械化程度（%）綜合機(jī)械化（%）入洗率（%）全員工效（噸/人年）中國(guó)36.527/5756555523美國(guó)9.852/51001006012800印度5.793/2100（露天）253000澳大利亞4.270/51001007512900俄羅斯3.266/59797752032南非2.587/49797605300德國(guó)1.879/6100100958059波蘭1.330/399954679342〔四〕平安消費(fèi)情勢(shì)依然嚴(yán)峻2021年百萬(wàn)噸死亡率0.374，仍遠(yuǎn)高于歐美主要產(chǎn)煤國(guó)家(0.03)目前全國(guó)有47座超千米深井，最深已達(dá)1500米。隨著煤炭開(kāi)采深度添加，平安問(wèn)題更加突出。43長(zhǎng)江以南及西南地域地質(zhì)條件極復(fù)雜，80%煤層為急傾斜、傾斜煤層，薄煤層多，厚度0.6~2m，斷層密度到達(dá)35條/km2，災(zāi)禍嚴(yán)重，機(jī)械化程度極低。2021年，云、貴、川、渝、湘5省市煤礦事故死亡人數(shù)超100人。5省市煤礦事故共死亡672人，占全國(guó)的49%，而5省市煤炭產(chǎn)量?jī)H占全國(guó)的13%。〔四〕平安消費(fèi)情勢(shì)依然嚴(yán)峻44〔五〕煤層氣產(chǎn)業(yè)仍處于初級(jí)階段資源探明程度低，探明儲(chǔ)量?jī)H為資源總量的1.5%。中低煤階煤層氣開(kāi)發(fā)、深部低透氣性煤層瓦斯抽采等中心技術(shù)尚未完全掌握。管網(wǎng)等配套工程滯后，煤層氣不能全部利用；瓦斯抽采工程規(guī)模小、濃度變化大、利用設(shè)備不健全，利用率低。目前施行的扶持政策鼓勵(lì)效應(yīng)明顯減弱，企業(yè)積極性不高。45〔六〕煤炭開(kāi)發(fā)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題突出我國(guó)每年因煤炭開(kāi)采導(dǎo)致的地下水排放量約60億m3，利用率僅為25%左右土地塌陷導(dǎo)致水土流失，國(guó)有重點(diǎn)煤礦治理率尚不到20%矸石排放3億t/年，總占地達(dá)7萬(wàn)公頃華東地域村莊密集，密度達(dá)1個(gè)/km2，村莊、水體、建筑物等“三下〞壓煤平均占礦井可采儲(chǔ)量的60%。瓦斯排放約200億m3/年，抽采利用率不到1/346〔六〕煤炭開(kāi)發(fā)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題突出西部煤炭開(kāi)發(fā)使三江源生態(tài)維護(hù)面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)晉陜蒙寧甘地域查明煤炭資源量占全國(guó)的62.7%，2021年煤炭產(chǎn)量占71%，而水資源總量?jī)H占全國(guó)的3.9%寧東、鄂爾多斯、榆林“能源金三角〞煤炭?jī)?chǔ)量占全國(guó)的27%，2021年煤炭產(chǎn)量占28%，但水資源占全國(guó)的0.37%晉陜蒙寧甘2005-2021煤炭產(chǎn)量占全國(guó)比例47〔七〕消費(fèi)環(huán)境惡劣，職工安康難以保證煤炭開(kāi)采過(guò)程中存在的粉塵、噪聲、高溫、振動(dòng)、高濕等職業(yè)危害，嚴(yán)重的職業(yè)危害對(duì)職工平安安康呵斥嚴(yán)重要挾。據(jù)原衛(wèi)生部資料，2021年全國(guó)新發(fā)塵肺病23812例，煤炭行業(yè)占54.2%。隨著開(kāi)采深度添加、圍巖溫度提高，礦井熱害問(wèn)題愈發(fā)突出。煤炭熱害現(xiàn)已成為礦井深部開(kāi)采一個(gè)不可忽視的新不平安要素，我國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦有70多處礦井采掘任務(wù)面氣溫超越26攝氏度，最到達(dá)37攝氏度。48〔八〕煤炭清潔利用程度仍待提升燃煤發(fā)電占全國(guó)SO2、NOx排放總量的40%左右由燃煤引起的CO2排放占化石燃料排放總量約83%近年嚴(yán)重霧霾天氣引起全社會(huì)對(duì)大氣環(huán)境的廣泛關(guān)注49〔八〕煤炭清潔利用程度仍待提升我國(guó)燃煤發(fā)電量占電力供應(yīng)的80%左右，2021年平均供電煤耗326gce/kWh，與日、韓平均供電煤耗300gce/kWh仍有較大差距我國(guó)現(xiàn)代煤化工技術(shù)已達(dá)國(guó)際先進(jìn)程度，但轉(zhuǎn)化效率、污染物減排和水耗等仍有較大提升空間50提綱：一.煤炭工業(yè)開(kāi)展概略三.煤炭科技面臨的挑戰(zhàn)四.煤炭科技十三五展望二.煤炭科技開(kāi)展現(xiàn)狀51四、煤炭科技十三五展望近期任務(wù)科技部中長(zhǎng)期規(guī)劃評(píng)價(jià)科技部技術(shù)預(yù)測(cè)任務(wù)科技部863領(lǐng)域頂層設(shè)計(jì)發(fā)改委艱苦工程遴選能源局煤炭平安綠色開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略研討工程院艱苦工程工程建議工程院化石能源革命安監(jiān)總局災(zāi)禍防治頂層設(shè)計(jì)集團(tuán)公司十三五科技需求調(diào)研522020年目的：實(shí)現(xiàn)煤礦平安情勢(shì)根本好轉(zhuǎn)，礦區(qū)生態(tài)環(huán)境明顯改善，煤炭平安綠色開(kāi)發(fā)、燃煤發(fā)電和煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)到達(dá)國(guó)際先進(jìn)程度。根本控制瓦斯事故，百萬(wàn)噸死亡率控制在0.1以下礦區(qū)生態(tài)恢復(fù)率達(dá)40%現(xiàn)代煤化工能源轉(zhuǎn)化效率較目前提高5個(gè)百分點(diǎn)四、煤炭科技十三五展望53煤炭科技重點(diǎn)方向〔地質(zhì)保證〕物探技術(shù)深部煤炭資源地質(zhì)條件精細(xì)探查技術(shù)與配備孔中孔間地質(zhì)條件精細(xì)探測(cè)技術(shù)與配備采空區(qū)隱蔽災(zāi)禍精細(xì)探測(cè)關(guān)鍵技術(shù)煤礦井下智能鉆探技術(shù)與配備鉆探機(jī)具120噸級(jí)大扭矩〔30000Nm~60000Nm〕煤層氣鉆機(jī)研制煤礦井下近鉆頭地質(zhì)導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)與配備54煤炭科技重點(diǎn)方向〔礦井建立〕西部地域復(fù)雜地質(zhì)條件下特殊鑿井關(guān)鍵技術(shù)及配備西部地域復(fù)雜地層豎井全斷面機(jī)械化施工凍結(jié)支護(hù)機(jī)理、凍結(jié)節(jié)能、磁定位導(dǎo)向的凍結(jié)鉆孔定向鉆進(jìn)西部侏羅系地層注漿技術(shù)西部采空區(qū)建井充填注漿斜井凍結(jié)技術(shù)軟巖鉆進(jìn)技術(shù)豎井掘進(jìn)機(jī)井筒施工技術(shù)55煤炭科技重點(diǎn)方向〔礦井建立〕煤礦巷道高效快速掘進(jìn)技術(shù)與配備全斷面矩形煤巷快速掘進(jìn)機(jī)硬巖掘進(jìn)機(jī)煤巷錨桿支護(hù)快速鉆裝設(shè)備與技術(shù)煤巷高效快速掘進(jìn)任務(wù)面降塵技術(shù)與配備智能化井巷掘進(jìn)技術(shù)與配備研發(fā)56煤炭科技重點(diǎn)方向〔高效開(kāi)采〕煤炭開(kāi)采無(wú)人化任務(wù)面成套配備智能采煤機(jī)高效截割、煤巖性狀在線識(shí)別、運(yùn)轉(zhuǎn)形狀智能感知與控制等新技術(shù)自順應(yīng)強(qiáng)力液壓支架支護(hù)系統(tǒng)、巡檢機(jī)器人無(wú)妨礙行走機(jī)構(gòu)、動(dòng)力和協(xié)同控制技術(shù)無(wú)人任務(wù)面高效高可靠性運(yùn)輸設(shè)備大功率防爆變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)無(wú)人任務(wù)面數(shù)字信息控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)57清潔動(dòng)力無(wú)軌輔助運(yùn)輸智能配備大功率差動(dòng)輪系調(diào)速軟啟動(dòng)安裝變頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)礦用大型內(nèi)裝式摩擦提升機(jī)研制煤炭科技重點(diǎn)方向〔高效開(kāi)采〕58大型露天煤礦消費(fèi)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與配備大型移置式帶式保送機(jī)大型排土機(jī)取料機(jī)、給料機(jī)、裝車設(shè)備管狀帶式保送機(jī)煤炭科技重點(diǎn)方向〔高效開(kāi)采〕59煤礦綠色高效充填開(kāi)采關(guān)鍵技術(shù)與配備大采高固體充填成套技術(shù)與配備高效膏體充填關(guān)鍵技術(shù)與配備沙漠及其邊緣風(fēng)積土系列充填資料無(wú)煤柱巷道高效快速支護(hù)技術(shù)與配備充填工況、效果及環(huán)境平安一體化監(jiān)測(cè)技術(shù)配備難采煤層綠色開(kāi)采技術(shù)研討煤炭科技重點(diǎn)方向〔綠色開(kāi)采〕60西部干旱半干旱煤礦猛烈擾動(dòng)區(qū)生態(tài)修復(fù)技術(shù)西部干旱半干旱礦區(qū)生態(tài)水資源維護(hù)與利用技術(shù)高邊坡滑坡體治理關(guān)鍵技術(shù)〔大型預(yù)制梁安裝技術(shù)〕與工程運(yùn)用青海凍土凍巖區(qū)域露天礦邊坡穩(wěn)定性技術(shù)研討與工程治理煤炭開(kāi)采液壓液〔油〕的綠色難燃技術(shù)煤炭科技重點(diǎn)方向〔綠色開(kāi)采〕61數(shù)字礦山建立全礦井?dāng)?shù)字化消費(fèi)系統(tǒng)礦井智能感知技術(shù)遠(yuǎn)程遙控及自動(dòng)化開(kāi)采技術(shù)數(shù)字化礦井示范工程云技術(shù)運(yùn)用基于智能手機(jī)、平板電腦等挪動(dòng)終端設(shè)備的挪動(dòng)消費(fèi)綜合監(jiān)控系統(tǒng)煤炭科技重點(diǎn)方向〔信息化〕62煤炭信息化、自動(dòng)化技術(shù)與配備遠(yuǎn)程維護(hù)機(jī)制、可視化災(zāi)禍預(yù)測(cè)預(yù)告平臺(tái)及報(bào)警及缺點(diǎn)的快速定位機(jī)制智能感知物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)計(jì)算機(jī)3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)礦井通訊技術(shù)電網(wǎng)可靠性、電能質(zhì)量治理與檢測(cè)、節(jié)能優(yōu)化控制與評(píng)價(jià)、礦井供電輔助設(shè)計(jì)、礦井供電智能監(jiān)控、智能決策指揮系統(tǒng)煤炭科技重點(diǎn)方向〔信息化〕63煤炭科技重點(diǎn)方向〔煤礦平安〕煤礦災(zāi)禍預(yù)警技術(shù)與配備瓦斯災(zāi)禍監(jiān)控預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及示范頂板災(zāi)禍監(jiān)控預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及示范水害監(jiān)控預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及示范外因火災(zāi)監(jiān)控預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及示范沖擊地壓監(jiān)控預(yù)警關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及示范煤礦各類災(zāi)禍監(jiān)控預(yù)警信息集成64深部礦井煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)禍監(jiān)測(cè)及防治技術(shù)深部礦井煤巖體物理力學(xué)特性及耦合動(dòng)力災(zāi)禍致災(zāi)機(jī)理深部礦井煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)禍多要素綜合區(qū)域預(yù)測(cè)深部礦井煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)禍在線監(jiān)測(cè)技術(shù)及配備深部礦井煤巖瓦斯動(dòng)力災(zāi)禍防治技術(shù)及配備礦井瓦斯流動(dòng)全程監(jiān)控技術(shù)松軟煤層定向鉆進(jìn)技術(shù)及配備大孔徑高位長(zhǎng)間隔定向鉆機(jī)研討深部高應(yīng)力松軟煤層無(wú)維護(hù)層卸壓強(qiáng)化抽采工藝技術(shù)及配套配備煤炭科技重點(diǎn)方向〔煤礦平安〕65水害防治蒙陜礦區(qū)頂板水害防備與治理特大型水害治理關(guān)鍵技術(shù)與配備礦井突水三維監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)開(kāi)發(fā)煤礦隱蔽火源探測(cè)新技術(shù)研發(fā)以瞬變電磁法、高密度電法和大地電磁法為主的隱蔽火源探測(cè)方法井下電網(wǎng)智能缺點(diǎn)診斷定位系統(tǒng)煤礦智能電網(wǎng)與電能高效利用關(guān)鍵技術(shù)及配備煤炭科技重點(diǎn)方向〔煤礦平安〕66煤炭科技重點(diǎn)方向〔職業(yè)危害〕呼吸性粉塵監(jiān)測(cè)預(yù)警及治理技術(shù)研討噪聲檢測(cè)與自動(dòng)降噪技術(shù)研討低煙、低毒的平安環(huán)保型礦用非金屬資料研制礦用高壓模塊化制冷安裝礦井粉塵、熱害防治及地?zé)峋C合利用技術(shù)與配備67大孔徑井下救援鉆機(jī)研制礦山應(yīng)急救援排水技術(shù)及成套配備生命探測(cè)和人員搜索定位技術(shù)及配備輕型組合式礦用快速成套支護(hù)與破拆設(shè)備的研討智能化災(zāi)區(qū)偵測(cè)配備與應(yīng)急管理平臺(tái)煤炭科技重點(diǎn)方向〔應(yīng)急救援〕68煤炭科技重點(diǎn)方向〔煤層氣開(kāi)發(fā)〕煤層氣開(kāi)發(fā)低透氣性煤層井下綜合增透技術(shù)與配備礦區(qū)低濃度煤層氣〔抽放瓦斯〕綜合利用循環(huán)制氫技術(shù)與配備研討煤系非常規(guī)氣結(jié)合勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)與配備頁(yè)巖氣儲(chǔ)層描畫(huà)關(guān)鍵技術(shù)煤層氣儲(chǔ)層描畫(huà)關(guān)鍵技術(shù)頁(yè)巖氣與煤層氣勘探開(kāi)發(fā)配備頁(yè)巖氣與煤層氣開(kāi)發(fā)利用關(guān)鍵技術(shù)與配備69煤炭科技重點(diǎn)方向〔清潔利用〕煤炭智能化高效分選技術(shù)配備大型高效分選設(shè)備及其自動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)；大型高可靠性脫水篩分配備；選煤廠智能化監(jiān)控及信息化管理系統(tǒng)；智能化高效定量裝載技術(shù)與配備。高效、低排放工業(yè)煤粉鍋爐系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)基于改性活性炭的SCR脫硝技術(shù)；超低排放大過(guò)濾面積除塵技術(shù)；高倍率灰鈣循環(huán)脫硫除塵一體化技術(shù)。70煤炭科技重點(diǎn)方向〔清潔利用〕煤油共煉〔溫暖液化〕技術(shù)高灰熔點(diǎn)的煤氣化技術(shù)與配備小粒徑煤熱解技術(shù)煤中氯的分布研討及脫除技術(shù)氣流床氣化制工業(yè)燃?xì)饧夹g(shù)與配備煤化工污水處置技術(shù)71煤炭開(kāi)發(fā)重點(diǎn)工程1.新疆地域煤炭資源勘探和保證工程新疆煤炭預(yù)測(cè)資源量約占全國(guó)的40%左右，但探明資源比例僅占全國(guó)的10%左右。實(shí)施該項(xiàng)工程，突破煤田精細(xì)勘探和多源地質(zhì)災(zāi)禍探測(cè)、高精度快速鉆探、煤礦高精度三維地質(zhì)建模與可視化等技術(shù)，提高資源勘查精度、效率和效益，對(duì)于我國(guó)煤炭開(kāi)發(fā)接續(xù)和保證能源平安具有重要意義。目的：2020