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  • 作者:周彧綜合報道 來源: 發布時間:2017-11-8 13:40:5
    澳大利亞:向科學生產要效益

     
    澳大利亞是世界上最重要的煤炭資源國、生產國和最大的出口國,其煤炭產業在國際同類行業中占有重要地位。
     
    澳大利亞煤炭資源豐富,2015年已探明的有經濟開采價值的黑煤儲量為760億噸,占世界探明儲量的8.6%;褐煤探明儲量為490億噸,約占世界探明儲量的19%。
     
    澳大利亞擁有21個主要的黑煤盆地和5個褐煤盆地。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。
     
    作為傳統煤炭大國,澳大利亞的煤炭開發利用始于1799年新南威爾士州的新城堡地區,至1889年,各州相繼進入煤炭的商業性開發階段。20世紀20年代中期,澳大利亞煤炭產量已達到1300萬噸,每年出口煤炭約100萬噸。
     
    20世紀50年代,由于石油燃料的競爭,澳大利亞煤炭丟失了一定的國際市場份額,但之后不久,隨著日本經濟的快速增長和對煤炭需求的快速增加,澳大利亞對日本的煤炭出口連年大幅增加。到1970年,澳大利亞對日本的出口已達到每年約200萬噸。
     
    20世紀70年代晚期,由于國際市場煤炭價格的大幅上升,澳大利亞煤炭行業利潤快速增長并刺激了煤炭產業的進一步發展。自20世紀80年代開始,長臂采礦技術的采用,使澳大利亞煤炭行業坑采礦山的勞動生產率大大提高,同時也使煤炭產量得到大幅提升。1988年,澳大利亞煤炭出口達到創紀錄的8800萬噸,成為世界第一大煤炭出口國并一直保持至今。
     
    新技術提高競爭力
     
    澳大利亞煤田構造簡單,斷層少,煤層埋藏淺,傾角幾近于水平,主要采用房柱式和長壁式的采煤方法,開采裝備先進,綜合機械化程度高。
     
    澳大利亞的第一批邊幫開采系統由澳大利亞采礦技術公司(MTA)擁有,并在昆士蘭州的穆拉煤礦中使用。當傾角超過60°,該系統不適用于大部分穆拉礦煤層時,必和必拓集團公司、采礦技術公司和久益采礦公司一同設計和生產了能夠在傾斜煤層中工作的急傾斜Addington系統。
     
    從1996年開始,穆拉礦開始商業生產煤層氣,并銷往昆士蘭煤氣市場。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用——發電。同時,該煤層氣還可作為合成氨的原料。
     
    其它新技術包括索斗鏟萬能挖掘與排放(UDD),其中,采礦技術與設備合作中心(CMTE)在這方面處于領先地位。UDD基于重新確定懸掛和控制系統,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,從而使生產效率提高了25%。
     
    隨著智能化開采技術的發展,澳大利亞Landmark公司利用Rockwell的Ethernet/IP工業以太網對綜采工作面采煤機、支架及相關設備的聯動控制及水平導航控制進行了有益的嘗試。澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)通過采用軍用高精度光纖陀螺儀和定制的定位導航算法開發了LASC技術:實現工作面的支架自動調直,與采煤機實現自動跟機移架。目前,該技術已應用于澳大利亞2/3的礦井。
     
    得益于不斷的試驗與接受新技術,澳大利亞煤炭工業的勞動生產率一直在世界主要產煤國中處于上等水平,煤炭工業相應成為了具有國際競爭力的產業。
     
    綠色先行 安全生產
     
    煤炭生產,無論是露天開采還是井下開采,都會對環境產生不利影響,尤其在澳大利亞生態環境處于相對比較脆弱的特殊背景下。
     
    因此,澳大利亞煤礦開發和運行的環境控制極為廣泛,其煤炭企業每年必須在規定時間向主管部門提交年度環境執行報告書;履行獎懲機制,復墾工作做的最好的企業只需繳納25%的復墾保證金,而其他企業則需繳納100%;如果發現礦山環境未治理好,口頭要求整改,如問題嚴重可向上級反映,勒令礦業公司停止工作,并可罰款、收回礦權。
     
    以新南威爾士州的獵人谷礦區為例。該礦區傳統上支持當地活動,諸如飼養奶牛,有了煤礦后這些活動仍在繼續。該地區目前有煤礦22座、電廠3座、葡萄園50個、國家公園4個,還有旅游景點、娛樂場所和商業活動場所。
     
    北阿色山露天礦位于獵人谷的上部地區,距馬瑟爾布魯克3公里以內,是開發和環保并舉的典范。目前,所有新南威爾士州政府的開發建議,都要受到環境規則和評估法以及1992年采礦法的影響,甚至新的煤炭開發可能同時引發聯邦立法問題。
     
    北阿色山礦的開發屬于“指定開發”類型,因此要求準備環境評估文件。該礦環境管理計劃包括煤炭和復蓋層運輸距離最佳化,減少噪聲和粉塵影響;具體設計的覆蓋層放回和恢復計劃使居民區看不到采礦工作;移動式的采礦設備以及先進設備的安裝減輕了煤礦噪聲;采用中心運輸可為運輸卡車提供架空線支持系統等。該系統允許卡車使用固定架空線的電力,卡車的引擎以空轉速度運行以降低采礦活動對周圍地區產生的噪聲水平。與此相似,尾礦將進行機械脫水,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年設立的《礦產資源法》是煤炭工業全面環境規劃和立法的一個主要步驟。該法要求采礦租賃申請人確定采礦時必須采用環保方法,詳細到煤礦如何取得工程進展以及如何進行土地復原。1991年,此綜合環境管理方法發展成環境管理審查戰略(EMOS),成為昆士蘭采礦業環境管理政策的一個重要部分。
     
    多年來,在煤炭生產安全方面,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,有的礦煤炭自然發火也比較嚴重。由于加強了防治,總的來說,澳大利亞煤礦的生產安全狀況是較好的。2000~2007年澳大利亞煤礦死亡人數共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。
     
    結構優化 產業集中度高
     
    澳大利亞煤炭工業產業結構歷經幾次調整,對煤炭行業整體生產率的提升起到了積極的推動作用。
     
    一方面,煤礦數量迅速減少,礦井規模不斷加大;而另一方面,產業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家企業生產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的產量占74.5%。
     
    可見,產業集中度高即以經營規模大、經濟實力強和科技含量高的大型企業為主,市場資源得以合理配置和利用,現代化機械設備和先進技術也能得到大規模使用,這無疑促進了煤炭資源的安全、高效開發。
     
    盡管目前似乎全世界掀起了一股反對煤炭的浪潮,但是根據美國能源情報署最新的前景展望報告,在2015~2040年期間,預計全球煤炭產量仍將增加3%,達到94億短噸(1短噸約合0.91噸)。對澳大利亞而言,未來在煤炭的生產和利用等方面或許存在著巨大的挑戰,然而作為世界最大的煤炭出口國之一,煤炭在其能源結構中的作用仍不可小覷。■
     
    《科學新聞》 (科學新聞2017年10月刊 視野)
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