美国有哪些煤矿
美国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,1800米深度以浅的地质资源总量约为3.6万亿吨,1993年探明储量4300亿吨。在探明储量中,烟煤占51.0%,次烟煤占38%,褐煤占9.47%,无烟煤占1.6%,适于露天开采的占32.7%。煤炭资源赋存广泛,地区分布比较均衡。全美50个州中,有38个州赋存煤炭,含煤面积达11810平方千米,占国土面积的13%。1996年可采储量为2405.6亿吨,居世界第一位。
美国最重要的阿巴拉契亚煤田,生成于2.2-3.2亿年前,属二叠纪宾夕法尼亚统;中西部各煤田,成煤年代约在3300万-1.4亿年前,属白垩纪和第三纪;阿拉斯加州煤田则属侏罗纪,成煤年代距今在1.35-1.75亿年间。
美国按地理位置将煤炭资源分为三大地区,即东部阿巴拉契亚地区,中部地区和西部地区。以上3个地区在探明储量中所占百分比分别为22.6%、28.1%和49.3%。
美国适于炼焦的煤炭资源较为丰富,约占探明储量的35%;但低挥发分烟煤储量有限,只占探明储量的1.1%。炼焦煤的主要产地是阿巴拉契亚煤田,西部也有一些重要的烟煤产区。
无烟煤资源有限,主要集中于宾夕法尼亚,阿拉斯加、新墨西哥、犹他州、弗吉尼亚也有少部分储量。
从地理分布上看,虽然在50个州中有38个发现了煤炭,但煤炭储量集中在科罗拉多、伊利诺依、蒙大拿、宾夕法尼亚、俄亥俄、西弗吉尼亚、怀俄明和肯塔基州8个州,这8个州的煤炭储量占全美的84%;其中蒙大拿拥有全国25.4%的探明储量,怀俄明州列第二,占14.8%,伊昨诺依居第三,占14.3%。
若以密西西比河为界划分,西部较东部资源丰富,占全国储量的55%,且适于露天开采的储量为东部的3倍。东部多优质炼焦煤、动力煤和无烟煤,热值较高(288.42MJ/KG),灰分低,不过含硫量高(2%-3%);西部煤质相对较差,多为次烟煤和褐煤,热值低(255.72MJ/KG),但含硫量较低(1%左右)。
美国的主要煤田有阿巴拉契煤田、伊利诺依煤田、中西部煤田、尤宁堡煤田、波德河煤田、尤塔固煤田、格林河煤田、圣胡安煤田和科尔维尔高煤田,开发强度和储量最大的2个煤田是东部的阿巴拉契亚煤田和醅的波德河煤田。
1) 阿巴拉契亚煤田
阿巴拉契亚煤田是美国发现最早、开采时间最长、在美国煤炭工业发展史上最重要的煤田,煤田位于美国东部,沿阿巴拉契亚山脉从北向南纵贯9个州,成煤年代在2.2亿前的二叠纪,1991年总资源量为3107亿吨,其中探明储量938亿吨,可采储量约499亿吨。该煤田煤种齐全,以烟煤为主,占储量的90%。煤田北部宾夕法尼亚州有大量的无烟煤赋存,为美国唯一的无烟煤产地;南部亚拉巴马州有少量的褐煤赋存。
阿拉巴契亚煤田野美国传统的炼焦煤和动力煤主要产地,从美国建国后到本世纪中期,有力地支持了美国的工业发展。
阿拉巴契亚煤田的可采煤层多达30多个,且赋存稳定,断层构造少,顶底板为砂岩或砂页岩,整体性强,含水少,一般煤厚0.7-2.5米,平均1.7米煤种许多是优质焦煤和动力煤。探明储量中可露天开采储量997亿吨,占15%;其余85%为井工开采储量。一般埋藏在距地表300米以内,可以方便地用露天、平硐或斜井开采。该煤田产量在1970年以前一直占美国煤炭总产量的70%以上,20世纪70、80年代仍占60%-50%以上。1997年,煤田总产量为421.5MT,占美国总产量的42.7%。
2) 波德河煤田
波德河煤田是美国、也是世界上已开发的控明储量最大的煤田。该煤田位于美国西北部的怀俄明州和蒙大拿州境内,成煤年代为330万年前的第三纪和白垩纪,含煤面积3.1万平方千米,总资源量7000亿吨,探明储量934亿吨,其中132亿吨适于露天开采。煤种为低灰(10%以下)、低硫(平均约0.4%)、中等发热量(平均约217.36MJ/KG)优质次烟煤。
波秆河煤田的可采煤层达20层以上,赋存稳定平整,总计煤层厚度达60-110米,最上面的怀俄达克煤层厚度8-53米,平均30.5米,离地表一般在60米以内,露天剥采比在3以下,是波秆河矿区和全美目前产煤最多的煤层(1993年产煤160MT,占矿区总产量的90%以上)。1969年开始开发,20世纪80年代以来迅速发展。1995年产量为240.4MT,其中怀俄明州占82%,25个大型露天矿产量占90%。1994年怀俄明州产煤227.3MT,煤矿职工人数仅3035人,露天矿平均效率达243.5T/工。
美国煤炭开采条件优越。在小煤矿占全国90%的阿巴拉契亚矿区,煤层浅而平缓,厚度适中,顶板稳固,许多地方的煤层在山坡或谷边有露头。因此很容易开采。矿井只要在山坡下打个平峒就能出煤,通常采用房柱式采煤法。设备主要是连续采煤机、自行矿车、锚杆机等。生产效率很高,有一个日产500吨的小矿,只有16个人。还有很多小露天矿,采用挖掘机、推土机和卡车开采和运输。
美国的小煤矿通过地产公司租用埋藏煤炭资源的土地,地产公司从煤矿收益中提取利润。采煤越多,利润越大。这就促使小煤矿尽可能从租用的储量中多采煤,有些小煤矿的回采率高达70%~80%。
汽车运输和设备租赁业发达也是经营小矿的有利条件。许多小矿是家庭经营的,设备从专业公司租赁。还有专门从事设备翻修的公司,收购小矿用过的接近报废的设备,整旧如新,以不到原价一半的价格出售。
上述因素使得开办中小煤矿投资少、风险小、效益高。20世纪60年代,小煤矿迅速发展。1961年,全国年产10万吨以下的小矿共有6986个,占煤矿总数的91.4%,产煤9324万吨,占总产量的23.1%;其中年产1万吨以下的小矿4383个,占煤矿总数的57.3%,产量1724万吨,占总产量的4.3%,每矿平均年产量仅3932吨。
随着技术的进步,竞争的加剧,开采条件的恶化以及安全和环境法规逐渐严峻,20世纪70年代以来,美国煤炭生产的集中化程度不断提高,中小型煤矿逐渐减少。美国煤矿总数从1980年的3872个减少到2003年的1400个,每矿平均年产量则由19.4万吨增至69.3万吨 (表6.1)。
美国煤矿的死亡事故主要发生在小矿,10人以下小矿的事故死亡率为50人以上矿井的5倍。通过严格的监督管理,以及强制性安全培训等措施,小矿的事故死亡率在20世纪90年代就已降至0.1人/100万吨以下。2003年,美国生产商品煤970亿吨 (原煤约1113亿吨),事故死亡30人,事故死亡率0.0031人/100万吨。
表6.1 美国1960~2003年煤炭工业主要指标表
1) 阿巴拉契亚煤田 阿巴拉契亚煤田是美国发现最早、开采时间最长、在美国煤炭工业发展史上最重要的煤田,煤田位于美国东部,沿阿巴拉契亚山脉从北向南纵贯9个州,成煤年代在2.2亿前的二叠纪,1991年总资源量为3107亿吨,其中探明储量938亿吨,可采储量约499亿吨。该煤田煤种齐全,以烟煤为主,占储量的90%。煤田北部宾夕法尼亚州有大量的无烟煤赋存,为美国唯一的无烟煤产地;南部亚拉巴马州有少量的褐煤赋存。 阿拉巴契亚煤田野美国传统的炼焦煤和动力煤主要产地,从美国建国后到本世纪中期,有力地支持了美国的工业发展。 阿拉巴契亚煤田的可采煤层多达30多个,且赋存稳定,断层构造少,顶底板为砂岩或砂页岩,整体性强,含水少,一般煤厚0.7-2.5米,平均1.7米煤种许多是优质焦煤和动力煤。探明储量中可露天开采储量997亿吨,占15%;其余85%为井工开采储量。一般埋藏在距地表300米以内,可以方便地用露天、平硐或斜井开采。该煤田产量在1970年以前一直占美国煤炭总产量的70%以上,20世纪70、80年代仍占60%-50%以上。1997年,煤田总产量为421.5MT,占美国总产量的42.7%。
2) 波德河煤田 波德河煤田是美国、也是世界上已开发的控明储量最大的煤田。该煤田位于美国西北部的怀俄明州和蒙大拿州境内,成煤年代为330万年前的第三纪和白垩纪,含煤面积3.1万平方千米,总资源量7000亿吨,探明储量934亿吨,其中132亿吨适于露天开采。煤种为低灰(10%以下)、低硫(平均约0.4%)、中等发热量(平均约217.36MJ/KG)优质次烟煤。 波秆河煤田的可采煤层达20层以上,赋存稳定平整,总计煤层厚度达60-110米,最上面的怀俄达克煤层厚度8-53米,平均30.5米,离地表一般在60米以内,露天剥采比在3以下,是波秆河矿区和全美目前产煤最多的煤层(1993年产煤160MT,占矿区总产量的90%以上)。1969年开始开发,20世纪80年代以来迅速发展。1995年产量为240.4MT,其中怀俄明州占82%,25个大型露天矿产量占90%。1994年怀俄明州产煤227.3MT,煤矿职工人数仅3035人,露天矿平均效率达243.5T/工。
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