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1、德国鲁尔矿床开采现状安全1201 沈栩杰 41216020威斯特伐伦州的鲁尔区座落在德国西部的北莱茵，被称为煤的故乡。鲁尔煤田在地质、含煤性、煤质方面有得天独厚的条件，使得以煤炭开采业为基础的鲁尔工业区，在德国经济中占有重要的地位。接下来介绍鲁尔煤田在地质，含煤性，煤质和开发条件几个方面介绍鲁尔煤田的基本情况。1、地质鲁尔煤田基本上是在海西造山运动阿斯突里期形成的，其特点是宽缓的向斜与较窄的背斜依次交替，褶皱轴走向南西一北东。煤田的主体由最大的波鸿向斜和埃姆舍尔向斜以及与其相组合的一些背斜构成。背斜被巨大的逆断层所破坏，这些逆断层的走向与煤田褶皱轴相平行，向南缓倾斜，断距达2000m。上述构造
2、又被后期形成的大量横断层断开，横断层断层面向东倾斜，倾角大于60。鲁尔煤田晚石炭世含煤岩系的厚度约为50006000m。它按含煤性可分为上、下两个组：下组不含煤，相当于纳缪尔阶底层；上组含煤，厚约5000m，由上纳缪尔阶至上维斯特法阶的滨海相层和陆相层交互组成。含煤岩系的厚度向北西方向明显减小，纳缪尔阶尤为明显，在煤田中部厚约600m，在埃森附近厚300m，而在煤田西北边缘则变薄甚至尖灭，维斯特法阶的厚度较为稳定。2.含煤性鲁尔煤田晚石炭世煤系的含煤系数约3，是欧洲石炭纪煤田中含煤系数最高的煤田之一。共含煤层和煤线130200层，其中可采煤层4860层，总厚度为80m。含煤地层在剖面不同部位的
3、含煤性不同，以中部(气煤组和肥煤组层位)煤层最为富集，而下部与上部(焦煤组和瘦煤组与长焰煤一气煤组层位)含煤性低。各煤层通常由几种不同煤岩类型的煤分层组成。在大范围内发育的煤层，不仅厚度、外形和煤岩类型都很稳定，而且其煤岩类型的交替顺序、灰分、黄铁矿含量、水分等也很少变化。3.煤质鲁尔煤田的煤以腐植煤为主，偶有腐泥煤。绝大多数煤为光亮煤，而暗淡煤仅为厚度不等的夹层。煤的变质程度有规律地随埋藏深度而增高，即遵循希尔特规律。同一煤层沿倾斜每加深100m，挥发分减少1.00.7。煤种从长焰煤到无烟煤的各种硬煤都有。其中，肥煤(Va,f为2819)占59，长焰煤、长焰煤一气煤和气煤占22，焦煤(Vaa
4、为1914)占15，瘦煤和无烟煤占4。煤属低灰到中灰(318，一般为68)、低硫至中硫(0515)，焦油含率高(46)，发热量高(肥煤的发热量达36MJ/kg)。肥煤可生产优质冶金焦炭。4、开采地质条件鲁尔煤田开采地质条件的特点是开采深度大、地温高、矿压大、瓦斯涌出量大。目前矿井平均开采深度达920m，最深矿井超过1400m。虽然该煤田的煤层、围岩稳定，缓倾斜煤层约占70，但是地质构造破坏强烈，小断层多；深部开采常有瓦斯突出；地温梯度高(每深2630m增高1C)，矿井井下平均地温已达40C以上，加上煤层顶板不坚实、易破碎，因而其开采地质条件较差。20世纪60年代末组建的鲁尔集团，起初，鲁尔集团
5、成立初期为单一煤炭生产时期，主要产业集中在本土的煤炭开采上。目前国内外煤田开采现状都不好，而鲁尔集团一方面巩固本土煤炭开采业、拓展海外煤炭市场，另一方面大力发展其他产业。为适应变化，鲁尔集团做出了以下调整：1、将组织架构调整为专业化公司的管理模式，对原有7个矿业公司重组整合而成的德国烟煤公司，负责本土的烟煤开采和焦炭生产；鲁尔国际煤炭公司，负责国际采矿、国际煤炭贸易、销售业务及采矿技术；鲁尔ERV公司、STEAG公司、RUTGERS公司、SAARBERG公司承担住宅房地产开发与服务、商品贸易、电厂经营、IPP国际业务、电子系统、化学品、塑料等各类非煤业务。2、实行了拓宽经营领域的发展战略，使得
6、鲁尔集团的经济总量不仅没有因为鲁尔区煤炭产量的下降而下降，反而出现了上升。目前，鲁尔集团以煤为主，优先发展相关产业，如利用煤炭资建立电厂，发展煤矿技术和装备等，然后又拓展到计算机等领域。在这一过程中，鲁尔集团始终把煤炭放在主业地位，注重发挥自身的技术优势。根据区内煤炭资源逐渐枯竭的实际，鲁尔集团积极拓展海外煤炭市场。3、加强鲁尔集团的资源保护意识和环保意识。鲁尔的井工矿煤层上下起伏大，断层多，煤层厚度变化大，开采条件十分困难。但是，他们有强烈的资源保护意识，凡是能开采出来的煤炭都千方百计地开采出来。鲁尔集团所属的煤矿生产和其他有“三废”的企业，都投人大量资金“造地复田”、“复垦绿地”或通过综合
7、利用出产品、出效益。其中一些方案值得我们借鉴：将地面下降的采空区改造为湖泊，特殊位置的采空区大量注水或填入沙土，阻止地面持续下沉，防止破坏地下水西结构和污染水源；个别采空区被连环爆破拆开，平整为土地或湖泊；一些报废的矿井经过重新修整，大都成为传统教育或培训实习的基地。如今环保产业已经成为鲁尔集团的六大产业之一。4加强煤炭技术研究开发，重点转向国外煤炭生产和技术输出。煤矿机械制造业发达，德国煤矿全都使用本国制造的设备，并向海外出口。德国煤炭科研工作有3个主体；一是科研机构，二是高等院校，三是煤炭公司和煤炭机械制造公司。20世纪5080年代，德国煤炭在德国能源构成中占有重要地位，煤炭科研工作不断加
8、强，拥有世界一流的煤炭科研机构。 90年代以来，由于德国煤炭工业进一步萎缩，德国联邦政府支出的煤炭科研经费逐年削减。在这种情况下，德国煤炭科研机构为了使技术力量得到加强，进行了两次大的重组，并将工作重点转向开拓煤炭以外的新领域，开发海外市场。目前，鲁尔矿区在矿床开采的现状如下：1、采用长壁采煤技术，顶板识别技术，采煤识别技术。目前，最好的长壁采煤工作面每个8小时的生产作业班平均产商品煤7200t。2、改变矿井运输方式，现存的生产矿井全部由过去的轨道运输方式改变成胶带输送机运输方式。矿井煤炭运输、选煤厂与铁路的外运能力已增长到与矿井长壁工作面生产能力相互配套与适应的程度 3、新投产的井工煤矿已全
9、部设计建设成为长壁开采矿井，工作面生产出来的煤炭可直接用胶带输送机运到洗选厂4、集中生产，使用强力采煤机，生产系统综合配套，使长壁工作面已具有较高的功率和生产效率。5、长壁开采盘区的几何尺寸明显增大，从而可相对地减少连续采煤机准备盘区的时间。6、为确保长壁工作面内能通入足够的风量，通常一个长壁工作面需要布置至条采准巷道，即增加12条采准巷道，专门用作通风，以便能快速有效地冲淡和排除集中在巷道中的有害、有毒、具有爆炸危险性的气体和粉尘。布置了条采准巷道的长壁工作面，各巷道的具体作用是：胶带输送机巷，轨道巷、进风巷（紧急事故撤退巷）和回风巷。对于布置条采准巷的工作面，则常将轨道巷和进风巷合并成为一
10、条巷道。7、引入房柱式采煤法中的连续采煤机来掘进巷道。为满足长壁工作面快速推进对采准巷道的需求，仍将原先专门设计用于房柱式采煤的连续采煤机引进到长壁开采的生产过程中，将连续采煤机改为专门用于掘进采准巷道的设备。8、应用连续胶带输送机前移系统前移胶带输送机时，允许胶带输送机在全负荷工作状态下，将胶带输送机延长,将前移胶带输送机所造成的盘区停工时间，减少到仅仅是移动胶带输送机机尾的一小段时间。输送机驱动装置采用人工智能系统。现在，我国煤炭业存在着严重的重复建设、分散经营、产业集中度低、效率低、效益差的问题，已经到了不调整就不能发展的时候，如果按照原有的煤炭市场结构和粗放经营方式发展，煤炭市场秩序难以有序，资源、环境也难以承受。必须在发展中调整结构，在结构调整中实现较快发展。现在，我们将产业重点确定为“三大产业链”(以煤炭的洁净生产和出口为导向的煤、路、港、航产业链，以煤炭的转化和洁净利用为导向的煤、化、电产业链，以综合利用和节能降耗为导向的煤、电、铝产业链)、“五大支柱产业”(煤炭、煤化工、煤电铝、金融业和物业服务业)上，推进矿业结构调整。在开采方面，一方面提高技术优势，确保安全生产，另一方面高效节能，在煤炭开采的过程中注意水资源的保护，尾矿的处理，将环保工作与采煤工作结合，实现生态文明型的产业链。3稳重