作者:周彧綜合報(bào)道 來源: 發(fā)布時(shí)間:2017-11-8 13:40:5
澳大利亞:向科學(xué)生產(chǎn)要效益

 
澳大利亞是世界上最重要的煤炭資源國(guó)、生產(chǎn)國(guó)和最大的出口國(guó),其煤炭產(chǎn)業(yè)在國(guó)際同類行業(yè)中占有重要地位。
 
澳大利亞煤炭資源豐富,2015年已探明的有經(jīng)濟(jì)開采價(jià)值的黑煤儲(chǔ)量為760億噸,占世界探明儲(chǔ)量的8.6%;褐煤探明儲(chǔ)量為490億噸,約占世界探明儲(chǔ)量的19%。
 
澳大利亞擁有21個(gè)主要的黑煤盆地和5個(gè)褐煤盆地。煤炭在澳大利亞各州均有分布,但95%以上集中于新南威爾士州和昆士蘭州。
 
作為傳統(tǒng)煤炭大國(guó),澳大利亞的煤炭開發(fā)利用始于1799年新南威爾士州的新城堡地區(qū),至1889年,各州相繼進(jìn)入煤炭的商業(yè)性開發(fā)階段。20世紀(jì)20年代中期,澳大利亞煤炭產(chǎn)量已達(dá)到1300萬噸,每年出口煤炭約100萬噸。
 
20世紀(jì)50年代,由于石油燃料的競(jìng)爭(zhēng),澳大利亞煤炭丟失了一定的國(guó)際市場(chǎng)份額,但之后不久,隨著日本經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)和對(duì)煤炭需求的快速增加,澳大利亞對(duì)日本的煤炭出口連年大幅增加。到1970年,澳大利亞對(duì)日本的出口已達(dá)到每年約200萬噸。
 
20世紀(jì)70年代晚期,由于國(guó)際市場(chǎng)煤炭?jī)r(jià)格的大幅上升,澳大利亞煤炭行業(yè)利潤(rùn)快速增長(zhǎng)并刺激了煤炭產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。自20世紀(jì)80年代開始,長(zhǎng)臂采礦技術(shù)的采用,使澳大利亞煤炭行業(yè)坑采礦山的勞動(dòng)生產(chǎn)率大大提高,同時(shí)也使煤炭產(chǎn)量得到大幅提升。1988年,澳大利亞煤炭出口達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的8800萬噸,成為世界第一大煤炭出口國(guó)并一直保持至今。
 
新技術(shù)提高競(jìng)爭(zhēng)力
 
澳大利亞煤田構(gòu)造簡(jiǎn)單,斷層少,煤層埋藏淺,傾角幾近于水平,主要采用房柱式和長(zhǎng)壁式的采煤方法,開采裝備先進(jìn),綜合機(jī)械化程度高。
 
澳大利亞的第一批邊幫開采系統(tǒng)由澳大利亞采礦技術(shù)公司(MTA)擁有,并在昆士蘭州的穆拉煤礦中使用。當(dāng)傾角超過60°,該系統(tǒng)不適用于大部分穆拉礦煤層時(shí),必和必拓集團(tuán)公司、采礦技術(shù)公司和久益采礦公司一同設(shè)計(jì)和生產(chǎn)了能夠在傾斜煤層中工作的急傾斜Addington系統(tǒng)。
 
從1996年開始,穆拉礦開始商業(yè)生產(chǎn)煤層氣,并銷往昆士蘭煤氣市場(chǎng)。向煤層打1000米深的中等直徑鉆孔,然后通過鉆孔抽氣。煤層氣在7公里長(zhǎng)的低壓管線中被收集,輸送到穆拉礦以北的煤層氣處理廠。在該廠中,煤層氣被過濾和加壓并脫水,除去剩余水分。然后,煤層氣被泵入21公里長(zhǎng)的高壓管線,該管線將穆拉礦與杜克昆士蘭煤氣管路公司和昆士蘭市場(chǎng)連接在一起。該煤層氣含98%~99%的甲烷,有著與天然氣相同的應(yīng)用——發(fā)電。同時(shí),該煤層氣還可作為合成氨的原料。
 
其它新技術(shù)包括索斗鏟萬能挖掘與排放(UDD),其中,采礦技術(shù)與設(shè)備合作中心(CMTE)在這方面處于領(lǐng)先地位。UDD基于重新確定懸掛和控制系統(tǒng),使操作工能精確控制鏟斗的角度,因而能夠挖掘大臂下的任何地方。由于懸臂重量減少,從而使生產(chǎn)效率提高了25%。
 
隨著智能化開采技術(shù)的發(fā)展,澳大利亞Landmark公司利用Rockwell的Ethernet/IP工業(yè)以太網(wǎng)對(duì)綜采工作面采煤機(jī)、支架及相關(guān)設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制及水平導(dǎo)航控制進(jìn)行了有益的嘗試。澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)通過采用軍用高精度光纖陀螺儀和定制的定位導(dǎo)航算法開發(fā)了LASC技術(shù):實(shí)現(xiàn)工作面的支架自動(dòng)調(diào)直,與采煤機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟機(jī)移架。目前,該技術(shù)已應(yīng)用于澳大利亞2/3的礦井。
 
得益于不斷的試驗(yàn)與接受新技術(shù),澳大利亞煤炭工業(yè)的勞動(dòng)生產(chǎn)率一直在世界主要產(chǎn)煤國(guó)中處于上等水平,煤炭工業(yè)相應(yīng)成為了具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)。
 
綠色先行 安全生產(chǎn)
 
煤炭生產(chǎn),無論是露天開采還是井下開采,都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響,尤其在澳大利亞生態(tài)環(huán)境處于相對(duì)比較脆弱的特殊背景下。
 
因此,澳大利亞煤礦開發(fā)和運(yùn)行的環(huán)境控制極為廣泛,其煤炭企業(yè)每年必須在規(guī)定時(shí)間向主管部門提交年度環(huán)境執(zhí)行報(bào)告書;履行獎(jiǎng)懲機(jī)制,復(fù)墾工作做的最好的企業(yè)只需繳納25%的復(fù)墾保證金,而其他企業(yè)則需繳納100%;如果發(fā)現(xiàn)礦山環(huán)境未治理好,口頭要求整改,如問題嚴(yán)重可向上級(jí)反映,勒令礦業(yè)公司停止工作,并可罰款、收回礦權(quán)。
 
以新南威爾士州的獵人谷礦區(qū)為例。該礦區(qū)傳統(tǒng)上支持當(dāng)?shù)鼗顒?dòng),諸如飼養(yǎng)奶牛,有了煤礦后這些活動(dòng)仍在繼續(xù)。該地區(qū)目前有煤礦22座、電廠3座、葡萄園50個(gè)、國(guó)家公園4個(gè),還有旅游景點(diǎn)、娛樂場(chǎng)所和商業(yè)活動(dòng)場(chǎng)所。
 
北阿色山露天礦位于獵人谷的上部地區(qū),距馬瑟爾布魯克3公里以內(nèi),是開發(fā)和環(huán)保并舉的典范。目前,所有新南威爾士州政府的開發(fā)建議,都要受到環(huán)境規(guī)則和評(píng)估法以及1992年采礦法的影響,甚至新的煤炭開發(fā)可能同時(shí)引發(fā)聯(lián)邦立法問題。
 
北阿色山礦的開發(fā)屬于“指定開發(fā)”類型,因此要求準(zhǔn)備環(huán)境評(píng)估文件。該礦環(huán)境管理計(jì)劃包括煤炭和復(fù)蓋層運(yùn)輸距離最佳化,減少噪聲和粉塵影響;具體設(shè)計(jì)的覆蓋層放回和恢復(fù)計(jì)劃使居民區(qū)看不到采礦工作;移動(dòng)式的采礦設(shè)備以及先進(jìn)設(shè)備的安裝減輕了煤礦噪聲;采用中心運(yùn)輸可為運(yùn)輸卡車提供架空線支持系統(tǒng)等。該系統(tǒng)允許卡車使用固定架空線的電力,卡車的引擎以空轉(zhuǎn)速度運(yùn)行以降低采礦活動(dòng)對(duì)周圍地區(qū)產(chǎn)生的噪聲水平。與此相似,尾礦將進(jìn)行機(jī)械脫水,使其能排放到覆蓋層上,每年可回收110萬噸水。
 
在昆士蘭州,1989年設(shè)立的《礦產(chǎn)資源法》是煤炭工業(yè)全面環(huán)境規(guī)劃和立法的一個(gè)主要步驟。該法要求采礦租賃申請(qǐng)人確定采礦時(shí)必須采用環(huán)保方法,詳細(xì)到煤礦如何取得工程進(jìn)展以及如何進(jìn)行土地復(fù)原。1991年,此綜合環(huán)境管理方法發(fā)展成環(huán)境管理審查戰(zhàn)略(EMOS),成為昆士蘭采礦業(yè)環(huán)境管理政策的一個(gè)重要部分。
 
多年來,在煤炭生產(chǎn)安全方面,澳大利亞一直保持著世界最好水平。
 
澳大利亞采深較大的煤礦煤層的瓦斯含量較高,大致分布在2.8~17.8立方米/噸之間,許多煤礦都存在煤與瓦斯突出問題,有的礦煤炭自然發(fā)火也比較嚴(yán)重。由于加強(qiáng)了防治,總的來說,澳大利亞煤礦的生產(chǎn)安全狀況是較好的。2000~2007年澳大利亞煤礦死亡人數(shù)共18人;而2014~2015年間,百萬噸死亡率僅為0.005,處于世界最好水平。
 
結(jié)構(gòu)優(yōu)化 產(chǎn)業(yè)集中度高
 
澳大利亞煤炭工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)歷經(jīng)幾次調(diào)整,對(duì)煤炭行業(yè)整體生產(chǎn)率的提升起到了積極的推動(dòng)作用。
 
一方面,煤礦數(shù)量迅速減少,礦井規(guī)模不斷加大;而另一方面,產(chǎn)業(yè)集中度得到不斷提升。2015年,以嘉能可斯特拉塔、必和必拓、日本三菱公司、博迪能源為代表的4家企業(yè)生產(chǎn)的商品煤總量占澳大利亞商品煤總量的48.7%,澳大利亞前十大煤炭企業(yè)的產(chǎn)量占74.5%。
 
可見,產(chǎn)業(yè)集中度高即以經(jīng)營(yíng)規(guī)模大、經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)和科技含量高的大型企業(yè)為主,市場(chǎng)資源得以合理配置和利用,現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備和先進(jìn)技術(shù)也能得到大規(guī)模使用,這無疑促進(jìn)了煤炭資源的安全、高效開發(fā)。
 
盡管目前似乎全世界掀起了一股反對(duì)煤炭的浪潮,但是根據(jù)美國(guó)能源情報(bào)署最新的前景展望報(bào)告,在2015~2040年期間,預(yù)計(jì)全球煤炭產(chǎn)量仍將增加3%,達(dá)到94億短噸(1短噸約合0.91噸)。對(duì)澳大利亞而言,未來在煤炭的生產(chǎn)和利用等方面或許存在著巨大的挑戰(zhàn),然而作為世界最大的煤炭出口國(guó)之一,煤炭在其能源結(jié)構(gòu)中的作用仍不可小覷!
 
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2017年10月刊 視野)
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