关键词：深部煤炭；地下气化；开发；分析
中图分类号：TQ54文献标识码：A
煤炭地下气化是未来世界煤炭资源开发利用方向之一，对煤层地质条件和煤质的适应性较强，有利于充分利用煤炭资源。改变了传统的建井、采煤、运输的煤炭开采方式，将煤炭开采和气化结合，实现了煤炭开采和利用的一体化，省去了庞大的煤炭开采、运输、洗选工艺和设备，具有开采工艺简单、安全性能好、环境污染较少等优点。
在相关的技术和政策方面，我国也开展了深入研究和制定了发展规划、大纲等。2010年国家发改委、科技部、工信部、国土部等6部委联合《中国资源综合利用技术政策大纲》，要求推进煤炭地下气化技术的产业化，进而达到节能减排、调整能源结构和发展绿色经济。
本次通过对煤地质条件、资源量、煤地下气化的技术成熟度、地下气化的潜力研究来分析我市深部煤炭资源开展地下气化可行性。
1.天津煤炭资源地质条件
1.1埋藏深度
在天津11916km2国土上，石炭系、二叠系隐伏含煤地层为5500km2，主要分布在武清一静海，宁河～大港地区；其次，下仓～岳龙庄一带。以宝坻断裂为界，将煤系地层分为南、北两部分，北部埋藏深度100m～1000m，即使是开采条件最好的地区其主要可采煤层的埋深最浅为412.36m，最深达1143.33m。南部埋藏深度一般超过1000m，最深可达8000m，预测2000m以浅的煤炭资源量达到839亿吨，见表1。
1.2煤层构造
天津的煤炭资源由于种种原因，致使构造较复杂。如大杨各庄井田，由于岩浆岩侵入到煤层，将其切割、穿插、吞食，从而改变了煤层的原貌，使煤层结构复杂，稳定性降低。
而地下气化对煤层构造条件有较大适应性，地下气化炉型可以较小，并可根据实际情况调整尺寸，建炉地点比较机动，从而可以避开结构复杂的段块或断层，以充分地利用煤炭资源。
1.3煤层厚度
煤地下气化对煤层厚度的适应性较大。对厚煤层气化并无限制，对薄煤层不宜小于1m的厚度。薄煤层的煤消耗较快，气化扩展到顶、底板时，热量散失而影响煤气质量。但是，由于在薄煤层的析空区顶板塌落的碎岩块填充后，形成两个气流途径，使气化沿煤层横向扩展，则有效地气化了薄煤层。此外，也可以在薄煤层中采用相关的新技术，既可以保持煤气质量稳定，又可以加大气炉型，降低成本。
1.4其他地质条件
煤层的围岩主要由顶板和底板组成，当顶板、底板的岩性不一时，其力学强度各异。分析研究大杨各庄的主要可采煤层，如12煤层和14煤层的顶、底板主要成分是粉砂岩或厚层泥岩，岩性较稳定，抗压强度大。9煤层顶板岩性和岩相变化较大，其直接顶板为火山碎屑，力学强度较低，伪顶是炭质泥岩。煤地下气化是一种热加工方式，由于受热和在地压的作用下，气化析空区的顶板可能会垮塌，碎岩块落到底部，使气流阻力加大，但不会完全堵塞气流通道，仍使气化继续进行。
煤的地下气化对煤种适应性较大，变质程度浅的煤，活性较大，易于气化，而变质程度深的煤虽然活性差也能够气化。天津市煤炭以中灰为主，一般含灰量不超过40%的煤均可地下气化，气化后的灰渣留在地下。
2.地下气化的技术条件
2.1煤炭地质勘查与资料
天津市已对本市的煤炭资源进行了较为广泛、深入的勘查工作，包括资源潜力评价、普查、详查和勘探，取得较充实的资料。在寻找地热、天然气，石油资源时，曾进行很多的电法、重力、人工地震、航磁等物探工作及钻探工作，发现南部深埋区丰富的煤炭资源。
2.2煤炭地下气化开发技术
近些年，煤炭地吸取气化技术在俄罗斯等过已经实现商业化，美国、欧洲等发达国家也掌握了该领域的一些关键技术，尤其是欧洲地下气化公司在1991～1997年在西班牙开展了深度500m～700m煤地下煤气化试验并取得成果。我国先后在徐州、唐山、新汶、肥城、昔阳等矿井进行了煤炭地下气化的工业性试验和产业化探索。1990年，煤炭地下气化半工业性试验被列入国家“八五”科技攻关项目，据统计，我国先后在徐州、唐山、新汶、费城、昔阳等矿井进行了煤炭地下气化试验研究并建立商业性地下气化站。山东新汶矿至今已持续10年生产煤气，内蒙古乌兰察布无井式、甘肃华亭等煤炭地下气化项目目前也在生产煤气和发电。
3.天津煤炭地下气化的潜力
3.1可用于地下气化煤炭储量初步估算
如果用于地下气化的方法开发利用天津市丰富的煤炭资源，初步估计可用于地下气化的储量为86.68亿吨（表2）。若按每吨煤可产生热值为4.187兆焦/m3（1000大卡/m3）的煤气3000m3，则气化这些煤所产生的煤气总量可达260040亿m3。
3.2用地下气化煤发电
根据前苏联的经验数据，煤3m3热值为4.187兆焦/m3的煤气可发1度电，则上述煤气的总计发电量为86680亿度。
3.3生产高热值煤气
当以纯氧和水蒸汽作为气化剂生产的地下煤气在地上进一步甲烷化，可以生产热值为35.91兆焦/m3（8576大卡/m3）的高热值煤气，作为待用天然气可用于民用和工业。按照每吨煤产高热值煤气367m3计，总计可生产81812亿m3的代用天然气。
4.结论与建议
（1）在天津市的能源矿产资源中，煤炭资源很丰富，但因存在诸多实际问题，至今尚未开发。用煤炭地下气化的方法开发利用埋藏深构造条件较复杂，难以用井工法开采的煤炭资源在技术上和经济上是可行的，并具有巨大潜力。
（2）开展煤炭地下气化的现场试验，有计划、有目的、有步骤，分阶段解决地下气化相应的技术问题。本着“先易后难，先浅后深”的原则，建议首选工作程度高的地区进行试验，取得成功经验后，继续进行半工业试验和工业试验。
（3）埋藏深度在2000m以浅的地区，无论构造简单或复杂，含煤面积较大或小，赋存条件好或差，有必要选择典型地区提高地质勘查工作程度，再进一步查明该地区地质构造情况，可以考虑采用地下气化方法开发，以合理利用资源。
参考文献
[1]马晓飞，王永兵.地下煤气化技术的发展与应用[J].中国化工装备，2013，15（2）：27-30.
[2]何维智.关于宁夏煤炭地下气化技术研究的思考[J].西北煤炭，2005，3（1）：39-41.
[3]袁宏志.浅论辽宁盘锦深部煤炭地下气化开发[J].中国矿业，2010，19（10）：22-23.
[4]王信茂.积极推进煤炭地下气化技术的试验研究和示范应用[J].中国能源，2011，33（2）：12-16.
[5]朱铭，徐道一，孙文鹏，王作棠，等.国外煤炭地下气化技术发展历史与现状[J].煤炭科学技术，2013，41（5）：4-9.
[6]刘宁宁，邱亮亮，敬毅，等.国内外煤炭地下气化技术发展现状[J].煤炭技术，2009，28（6）：5-7.
[7]辛林，王作棠，黄温钢，李兴泉，等.华亭煤炭地下气化产气与发电试验研究[J].煤炭科学技术，2013，41（5）：28-34.
【关键词】煤炭；地质勘查；能源产业
一、煤炭地质勘测技术发展状况
我国的煤炭地质勘探工作起步的比较晚。煤炭地质勘探工作和技术的发展历史也不过150年。150年前德国人李希霍芬就针对我国煤炭资源有过考察和开发。在这之后，我国的煤田地质工作者克服各种困难、共同努力，走出了一条自己的道路，不断积累经验，增进对煤田地质的认识。
（一）煤田地质勘察的走向
我国煤炭地质勘查工作不断加强，聚煤盆地的综合研究工作不断得到深化。在华北、华东、鄂尔多斯盆地等多地域展开了盆地聚煤规律的研究，从盆地整体的高度上把握我国煤炭资源的聚集形式和规律。盆地地形中煤炭资源的研究让煤炭勘察工作更有保障。其中，《中国聚煤作用系统分析》建立了聚煤作用系统和系统分析方法，为我国开展聚煤盆地煤炭资源开发指明了方向。另外，东部煤田的勘探工作也取得了很大进展，《中国东部煤田构造和找煤研究》为实地的煤炭开采奠定了基础，东部地区煤炭开发翻开了新的一页。
（二）煤炭资源综合勘查技术
每个国家的地理位置和自然环境条件都是不一样的，所以煤田的地质特点也会有差别。这就意味着我国煤炭勘查一定要结合自己的实际情况，根据我国煤田地质特点，建立独具特色的煤炭综合勘察技术体系。煤田地质勘察最重要的就是提高勘察的准确率和精度。围绕这一目标，就需要不断加强对煤田地震技术研究，提高对煤炭勘查的准确性。三维地震技术在勘探工作中的应用就是一个最好的例子，这种技术成功的减小可误差，提高了勘探精度。这种技术把查明地质构造的准确率提高到了60%以上，同时突破了各种地形地质条件的限制，对煤炭勘探范围大幅度扩大。
煤炭开采的钻孔技术业发展迅速，钻探装备不断更新，钻探工艺也进一步改进。各种新型装备和技术的应用大大提高了钻探的速度和质量，也使我国煤炭钻探水平达到了国际水平。
（三）煤炭和煤气层资源评价
要正确进行煤炭工业的宏观决策，建设大型煤炭基地，就需要对我国的煤炭和煤气层的资源有合理评价。我国完成的三次全国煤炭资源预测和《全国煤层气资源评价》，在我国煤炭工业规划和国民经济宏观决策中都产生了重大影响。
（四）煤炭地质勘查信息化及“3S”技术
随着科学技术的发展，工业生产的信息化水平不断加快。在煤炭勘探和开发中，信息技术的应用是发展趋势。从煤炭地质勘查到野外数据采集都要实现信息化和数字化，建立电子版地质报告，以GIS系统为平台，建立《全国煤炭地质工作程度数据库》、《全国煤炭矿产地数据库》，并初步形成《全国煤炭资源信息系统》框架。
重视对煤炭遥感技术的应用。利用遥感技术对地质地形进行测量，绘制高精度地质地图。航测和地理信息技术也得到迅速发展，我国水利行业建成的“塔里木河流域水量调度管理系统”就是一个成功的尝试。这个系统采用了全数字摄影测量系统进行数字成图，充分利用地理信息技术。为了提高煤炭勘探的准确性，在煤炭勘探中建立类似的系统是很有必要的。
二、煤炭地质科技面临的挑战
我国的煤炭消耗水平在世界范围内是最高的，而且现阶段里对煤炭的依赖程度很高。工业生产基本能源原料都是煤炭，这就预示着在将来的发展中煤炭的供应量会紧密关系到经济建设的发展。可以预见的是我国对煤炭资源的消耗在将来工业生产中还会增加，煤炭资源的缺口也会越来越大。目前来看，我国的煤炭勘探和开发工作还相对滞后，地质勘探程度明显不足，如果这种现状得不到改善必定会影响国民经济建设。面对日益突出的能源问题我们必须要解决好下面的问题。第一，怎么样解决东部地区深层采煤问题；第二，解决中部地区由于盲目开发引起的环境污染和水资源破坏问题；第三，如何对西部地区的煤炭资源提高勘查的准确度和对聚煤盆地的认识；第四，如何对煤炭资源的开发管理实施有效的信息化管理提高煤炭资源管理效率。
三、煤炭地质勘查技术发展方向
煤炭资源勘探在新时期下要提高勘探精度，确保地质勘查质量，为合理使用煤炭资源做保证。在煤炭技术勘查上树立科学发展观，对煤炭开发实行可持续发展，重视煤炭资源综合利用。建立新的地质勘查机制，创新地质勘查技术，培养精干高效的地质队伍，努力把煤炭勘查工作做好。
（一）树立正确的发展思路
在以后的煤炭资源勘查中主要重视两方面的工作。一方面是煤炭勘查，加强煤炭地质基础研究，最大限度的发现新的优质煤炭资源；另一方面要以现代地质理论为指导，依靠高新技术，提高创新能力，从整体上提升煤炭的地质勘探能力和水平。
（二）明确主要任务
1.煤炭资源综合勘探技术。研究不同地形、地质条件下的煤炭勘查技术，确保对沙漠、黄土层、采空区等复杂地区的合理勘查和开发。加大对东部深部煤田地质勘查力度。进一步发展复杂地区条件下的三维地震技术应用，深化地震勘测技术研究，扩大该技术的应用范围。加强多元地质条件下的信息复合技术研究，建立高准确度地质模型，整体提高煤炭地质勘查精度和地质报告研究程度。加强煤炭地质综合勘探技术研究工作，在地震地质条件较好的地区应该仔细到3-5米的小断层，甚至是1-2米的小断点。如果是复杂地区，就应该达到现有简单地区的探测水平。只有这样才能在岩性探测方面取得新的进展，同时也让勘探精度显著提高。
2.展开煤炭资源评价。对全国的煤炭资源潜力和国家煤炭规划区资源都要有合理的评价。在这方面注意应用新的地质理论和评价方法。完成煤炭资源的总体评价才能对煤炭资源总体开发理清思路。清楚了煤炭资源分布优势、储藏状况、开发的难易程度，再在实际的勘探中合理利用，才能做到煤炭资源开发的科学规划。
3.加强洁净煤技术的地质基础研究。在煤炭资源利用中，洁净煤技术应该得到高度重视。就全球来看，各国的洁净煤技术都取得了比较好的发展，提高了对煤炭资源的利用率。这就要求在煤炭资源开发利用中将煤岩学、煤化学等基础理论与洁净煤技术的有机结合，了解煤炭形成的原理和过程。另外还要从地质-地球化学角度了解煤炭中有害元素的赋存状态，揭示煤的物质组成在煤炭资源开发中的迁移、富集、转化等物理化学反应发生的过程，为优化洁净煤技术，改善环境质量提供科学依据。
结语
煤炭在我国分布广泛，同时也很廉价。在当今的资源危机日益紧张的情况下，就必须要大力发展煤炭资源的开发。煤炭地质勘查要依靠不断地科学创新，树立良好发展思路，做好煤炭资源综合勘探，展开煤炭资源评价，加强洁净煤技术的地质基础研究，为煤炭工业的发展做好准备。与此同时，也要加强国际之间交流合作，学习先进技术经验，全面促进煤炭地质勘查水平。
参考文献
[1]刘艳，钟春艳，赵盼.浅谈煤炭勘测技术与煤系地层岩石性质[J].城市建设理论研究，2011（15）
山西省古交市东曲矿科教中心山西古交030200
摘要煤炭资源是我国主要的一次性能源，对我国经济的发展起着举足轻重的作用。随着产业结构的调整及社会对环保节能需求的提升，现有的煤矿企业生产模式已经无法满足社会的需求，通过增大科技投入提高企业生产效率及开展清洁生产是企业发展的必然趋势。
关键词煤矿企业；科技投入；效率
在现代市场经济条件下，企业在激烈的市场竞争中取胜的关键逐渐演变为企业生产技术的先进程度、创新能力及其运用，因而企业加大研究开发投资力度成为企业素质和发展潜力的重要标志。煤炭是我国的主要能源，在一次性能源生产和消费中占70%以上，但使用率比较低，煤炭生产排污过多，生产成本较高，加上我国煤炭资源储存条件复杂，煤炭清洁生产档次低给环境带来的负担，也引起了社会的广泛不满。
1我国煤炭企业技术研发的现状
首先国家为了扶持和鼓励企业技术创新，于2008年颁发了《企业研究开发费用税前扣除管理办法》，对照2007年颁发的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》及2008年颁发的《高新技术企业认定管理办法》，在满足条件的企业和法人单位实施技术创新减免税。从政策和产业导向上，引导企业进行技术创新，提升企业现代化水平，提高企业竞争力。
其次，在煤矿生产建设方面，三维地震仪、3D可视技术、电磁波勘探技术、煤矿一次综掘成巷技术、锚网支护技术、高效成套综采设备的研发及煤矿配套辅助先进设备的研发，都为煤炭产业技术升级奠定了雄厚的基础。
最后，我国还在低损害绿色开采与生态复垦、煤矿信息化建设、安全高效开采、煤与煤层气协调开发、煤岩动力灾害预测及防治、煤炭加工提质、节能减排以及资源综合利用等方面均取得了巨大的成果，极大的推动了我国煤炭行业的发展。
2煤矿企业科技投入效率
效率是产出与投入的比，当二者之间的比值达到最大时，效率为最高。对于煤矿企业而言，企业对科技活动的投入力度，是提高企业市场竞争力，拉动企业经济效益提升的重要保障。
3煤矿企业科技投入效率评价方法选择
煤矿企业科技投入效率评价涉及人力、财力使用的合理性、管理的有效性等多方面的内容，因此在选择评级方法上，应进行慎重选择，以获得可靠、科学的评价结果。就目前而言，用于科技投入效率评价的方法主要有单因素指数法、柯布———道格拉斯生产函数法以及数据包络分析法。
4构建煤矿企业科技投入效率评价体系
煤矿企业科技投入效率评价应从横向和纵向两个角度进行，从而准确发现煤矿企业科技投入效率的规律。在构建评价体系时，应根据以下原则进行指标确定：数据可获得性、全面性以及可操作性。在以上原则的指导下，制定如下的评价体系指标，如表1所示。
5煤矿企业科技投入效率评价
以山西省西山煤电集团部分部分煤矿企业为例进行研究，其具体投入产出数据如表2所示。
对比表2中数据，可得以下几点规律：
第一，煤炭产出量的多少不能直接反应技术投入效率高低。如（1）和于数据中，（2）的煤炭总量仅为320万吨，相对于（1）的395万吨而言，产量较低，但其净利润却高达12.5千万元，远远高于（1）。
第二，整体来说，当科技活动总人数中技术人员和工程师占据比重较大时，企业的净利润较高。由（2）、（3）、（5）数据可证明。第三，科技投入效率高低不同，但对于企业的发展具有不同程度的拉动作用。（1）-（5）可证明。
6社会环境方面
努力创设有助于科技投入可研发的社会环境，营造重视科技，尊重过科技人才的学术氛围；建立有效的技术转移市场机制，加快科学技术应用的步伐。
7企业方面
加大技术研发投入是企业技术升级及提高企业现代化水平的唯一渠道。企业应充分利用国家的技术投入减免税政策，努力提升自己的技术水平，充分认识技术投入的积极性。加强与行业及科研单位的合作，积极培养提高本企业的科研水平，形成良好的科研体制。
8总结
煤炭是我国主要的能源，而当前的生产状况无法满足市场需求，煤炭企业成本高、能耗大，加重了环境负担，如何提高煤炭资源的质量，减少污染物的排放，也是煤矿企业面临的问题。这些问题的解决，只能依靠科学技术的进步。因此，煤矿企业大力加快科学技术研究及应用速度，提高科技投入的效率，是解决企业发展面临困境的有效途径。
参考文献
[1]牛苗苗.中国煤炭产业的生态效率研究[D].中国地质大学，2012.