澳大利亚：向科学生产要效益

　　澳大利亚是世界上最重要的煤炭资源国、生产国和最大的出口国，其煤炭产业在国际同类行业中占有重要地位。

　　澳大利亚煤炭资源丰富，2015年已探明的有经济开采价值的黑煤储量为760亿吨，占世界探明储量的8.6%；褐煤探明储量为490亿吨，约占世界探明储量的19%。

　　澳大利亚拥有21个主要的黑煤盆地和5个褐煤盆地。煤炭在澳大利亚各州均有分布，但95%以上集中于新南威尔士州和昆士兰州。

　　作为传统煤炭大国，澳大利亚的煤炭开发利用始于1799年新南威尔士州的新城堡地区，至1889年，各州相继进入煤炭的商业性开发阶段。20世纪20年代中期，澳大利亚煤炭产量已达到1300万吨，每年出口煤炭约100万吨。

　　20世纪50年代，由于石油燃料的竞争，澳大利亚煤炭丢失了一定的国际市场份额，但之后不久，随着日本经济的快速增长和对煤炭需求的快速增加，澳大利亚对日本的煤炭出口连年大幅增加。到1970年，澳大利亚对日本的出口已达到每年约200万吨。

　　20世纪70年代晚期，由于国际市场煤炭价格的大幅上升，澳大利亚煤炭行业利润快速增长并刺激了煤炭产业的进一步发展。自20世纪80年始，长臂采矿技术的采用，使澳大利亚煤炭行业坑采矿山的劳动生产率大大提高，同时也使煤炭产量得到大幅提升。1988年，澳大利亚煤炭出口达到创纪录的8800万吨，成为世界第一大煤炭出口国并一直保持至今。

　　澳大利亚煤田构造简单，断层少，煤层埋藏浅，倾角几近于水平，主要采用房柱式和长壁式的采煤方法，开采装备先进，综合机械化程度高。

　　澳大利亚的第一批边帮开采系统由澳大利亚采矿技术公司（MTA）拥有，并在昆士兰州的穆拉煤矿中使用。当倾角超过60，该系统不适用于大部分穆拉矿煤层时，必和必拓集团公司、采矿技术公司和久益采矿公司一同设计和生产了能够在倾斜煤层中工作的急倾斜Addington系统。

　　从1996年开始，穆拉矿开始商业生产煤层气，并销往昆士兰煤气市场。向煤层打1000米深的中等直径钻孔，然后通过钻孔抽气。煤层气在7公里长的低压管线中被收集，输送到穆拉矿以北的煤层气处理厂。在该厂中，煤层气被过滤和加压并脱水，除去剩余水分。然后，煤层气被泵入21公里长的高压管线，该管线将穆拉矿与杜克昆士兰煤气管路公司和昆士兰市场连接在一起。该煤层气含98%~99%的甲烷，有着与天然气相同的应用发电。同时，该煤层气还可作为合成氨的原料。

　　新技术包括索斗铲万能挖掘与排放（UDD），其中，采矿技术与设备合作中心（CMTE）在这方面处于领先地位。UDD基于重新确定悬挂和控制系统，使操作工能精确控制铲斗的角度，因而能够挖掘大臂下的任何地方。由于悬臂重量减少，从而使生产效率提高了25%。

　　随着智能化开采技术的发展，澳大利亚Landmark公司利用Rockwell的Ethernet/IP工业以太网对综采工作面采煤机、支架及相关设备的联动控制及水平导航控制进行了有益的尝试。澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）通过采用军用高精度光纤陀螺仪和定制的定位导航算法开发了LASC技术：实现工作面的支架自动调直，与采煤机实现自动跟机移架。目前，该技术已应用于澳大利亚2/3的矿井。

　　得益于不断的试验与接受新技术，澳大利亚煤炭工业的劳动生产率一直在世界主要产煤国中处于上等水平，煤炭工业相应成为了具有国际竞争力的产业。

　　煤炭生产，无论是露天开采还是井下开采，都会对环境产生不利影响，尤其在澳大利亚生态环境处于相对比较脆弱的特殊背景下。

　　因此，澳大利亚煤矿开发和运行的环境控制极为广泛，其煤炭企业每年必须在规定时间向主管部门提交年度环境执行报告书；履行奖惩机制，复垦工作做的最好的企业只需缴纳25%的复垦保证金，而其他企业则需缴纳100%；如果发现矿山环境未治理好，口头要求整改，如问题严重可向上级反映，勒令矿业公司停止工作，并可罚款、收回矿权。

　　以新南威尔士州的猎人谷矿区为例。该矿区传统上支持当地活动，诸如饲养奶牛，有了煤矿后这些活动仍在继续。该地区目前有煤矿22座、电厂3座、葡萄园50个、国家公园4个，还有旅游景点、娱乐场所和商业活动场所。

　　北阿色山露天矿位于猎人谷的上部地区，距马瑟尔布鲁克3公里以内，是开发和环保并举的典范。目前，所有新南威尔士州政府的开发建议，都要受到环境规则和评估法以及1992年采矿法的影响，甚至新的煤炭开发可能同时引发联邦立法问题。

　　北阿色山矿的开发属于“指定开发”类型，因此要求准备环境评估文件。该矿环境管理计划包括煤炭和复盖层运输距离最佳化，减少噪声和粉尘影响；具体设计的覆盖层放回和恢复计划使居民区看不到采矿工作；移动式的采矿设备以及先进设备的安装减轻了煤矿噪声；采用中心运输可为运输卡车提供架空线支持系统等。该系统允许卡车使用固定架空线的电力，卡车的引擎以空转速度运行以降低采矿活动对周围地区产生的噪声水平。与此相似，尾矿将进行机械脱水，使其能排放到覆盖层上，每年可回收110万吨水。

　　在昆士兰州，1989年设立的《矿产资源法》是煤炭工业全面环境规划和立法的一个主要步骤。该法要求采矿租赁申请人确定采矿时必须采用环保方法，详细到煤矿如何取得工程进展以及如何进行土地复原。1991年，此综合环境管理方法发展成环境管理审查战略（EMOS），成为昆士兰采矿业环境管理政策的一个重要部分。

　　澳大利亚采深较大的煤矿煤层的瓦斯含量较高，大致分布在2.8～17.8立方米/吨之间，许多煤矿都存在煤与瓦斯突出问题，有的矿煤炭自然发火也比较严重。由于加强了防治，总的来说，澳大利亚煤矿的生产安全状况是较好的。2000~2007年澳大利亚煤矿死亡人数共18人；而2014~2015年间，百万吨死亡率仅为0.005，处于世界最好水平。

　　一方面，煤矿数量迅速减少，矿井规模不断加大；而另一方面，产业集中度得到不断提升。2015年，以嘉能可斯特拉塔、必和必拓、日本三菱公司、博迪能源为代表的4家企业生产的商品煤总量占澳大利亚商品煤总量的48.7%，澳大利亚前十大煤炭企业的产量占74.5%。

　　可见，产业集中度高即以经营规模大、经济实力强和科技含量高的大型企业为主，市场资源得以合理配置和利用，现代化机械设备和先进技术也能得到大规模使用，这无疑促进了煤炭资源的安全、高效开发。

　　尽管目前似乎全世界掀起了一股反对煤炭的浪潮，但是根据美国能源情报署最新的前景展望报告，在2015~2040年期间，预计全球煤炭产量仍将增加3%，达到94亿短吨（1短吨约合0.91吨）。对澳大利亚而言，未来在煤炭的生产和利用等方面或许存在着巨大的挑战，然而作为世界最大的煤炭出口国之一，煤炭在其能源结构中的作用仍不可小觑。■