能源公司防治煤与瓦斯突出实施办法和电化学技术在新能源中的利用

PAGE11-新疆龙煤能源有限责任公司防治煤与瓦斯突出实施细则第一章总则第1条为确保矿井安全生产，有效地执行好国家安全监察总局第19号令《防治煤与瓦斯突出规定》、安监总煤装〔2011〕163号《煤矿瓦斯抽采达标暂行规定》、新疆维吾尔自治区新政办发〔2013〕143号《贯彻落实国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作意见的实施意见》、龙控发【2012】3号文《黑龙江龙煤矿业控股有限责任公司关于印发防治煤与瓦斯突出管理办法补充规定的通知》，结合我公司煤矿具体情况，特制定新疆龙煤能源有限责任公司防治煤与瓦斯突出实施细则。第2条本细则适用于新疆龙煤能源公司所属煤矿防治煤与瓦斯突出与管理工作。第二章组织机构与责任制度第3条新疆龙煤能源有限责任公司(以下简称公司)和所属突出矿井都必须成立防突领导小组，全面负责防突技术与管理工作。第4条公司防突领导小组组长总经理副组长总工程师、安全副总经理、生产副总经理、机电副总经理成员通风技术部、地质测量部、生产技术部、安全监察部、机电装备部、发展规划部、财务部；防突领导小组下设防突办公室，防突办公室设在通风技术部，通风技术部内设防突科。第5条富城矿业和煤矿防突领导小组组长总经理（矿长）副组长总工程师、安全副矿长、生产副矿长、机电副矿长、通风副总、机电副总、地测副总；成员地质测量科、生产科、安检科、机电科、通风科、防突科、采区、材料科、财务科、工资科、调度室；矿防突科设置防突科长1名、副科长兼主任工程师1名、技术员2人、防突预测工4名。第6条公司防突领导小组职责：1、组织领导公司各矿的防治煤与瓦斯突出工作；2、组织与指导煤矿编制年度防突计划；3、组织突出矿井新水平、新采区移交生产前的验收工作。4、组织审批矿井区域、局部综合防突设计，监督检查设计和措施的落实；5、每季度对煤矿进行一次防突设计和措施落实专项审查；6、组织开展防突科研工作，解决防突工作中所需要的人员、资金、设备等；第7条公司防突领导小组成员单位职责1、通风技术部（公司防突办）（1）防突办是分公司具体落实本实施细则的执行部门，负责煤矿防突的业务指导和监督检查工作。（2）当煤矿发生瓦斯异常涌出、瓦斯动力现象、煤与瓦斯突出等现象时，第一时间到达现场指导和参与应急处置,并提出针对性治理措施。对瓦斯异常涌出进行鉴定和形成公司级别的鉴定报告。（3）指导煤矿煤与瓦斯突出资料的收集和整理，建立公司与煤矿两级突出技术资料档案。（4）组织编制煤矿年度、季度煤层突出危险性鉴定和煤层瓦斯参数测定计划，并监督实施。（5）组织各矿井编制年度防突计划，对煤矿季度、月度防突计划进行审查，做到防突工作有序进行。（6）指导煤矿编制防突设计和综合防突措施。（7）日常工作中加强对矿井区域防突措施、局部防突措施落实情况检查，对出现的问题及时提出整改意见，并及时将检查结果向公司有关领导汇报。（8）指导和了解非突出矿井新水平、新采区掘进揭煤前对煤层瓦斯参数测定情况。对本矿井煤层与临近矿井突出煤层对照与鉴定。（9）参与矿井新水平设计、采区设计、保护层开采的编制与审批，审查防突设计内容。（10）组织开展防突科研工作，研究煤与瓦斯突出规律，总结分析矿井煤与瓦斯突出的机理，借鉴国内外科研成果和成熟经验，提出新的课题。2、地质测量部（1）检查指导各矿井瓦斯地质资料的收集和整理情况。组织煤矿补充、完善煤层瓦斯参数和地质资料。基础资料要符合《防治煤与瓦斯突出规定》第八条要求。（2）配合公司防突办公室编制矿井防突计划，负责地质工程部分的年度、季度、月度防突措施的制定，并监督检查其落实情况。（3）检查指导矿井区域防突措施和局部防突措施中的地质保障措施的编制及落实情况。（4）分析研究矿井地质构造、瓦斯动力现象与瓦斯涌出的关系，组织各矿编制瓦斯地质图。3、生产技术部（1）指导开拓设计中矿井区域、局部防突措施的编制。指导工作面超前地质钻孔的设计，并监督检查其落实情况。（2）指导采掘工作面局部综合防突措施的编制，并监督检查其落实情况。4、安全监察部（1）指导矿井区域、局部综合防突措施的编制，参与设计和措施的审批。（2）监督检查区域、局部综合防突措施的执行。5、机电装备部负责检查机电设备的防爆情况，机电设备的安装、使用符合有关规定的要求。6、发展规划部（1）组织编制矿井、水平设计时完善防突相关部分的设计内容。（2）指导矿井年度防治突出项目计划的编制。7、财务经营部负责防治突出项目计划资金的落实。第8条煤矿防突领导小组职责：1、全面负责矿井煤与瓦斯突出的防治工作,解决防突工作中所需人员、资金、设备、仪器仪表等。2、组织编制年度、季度、月度的防突计划，并报公司通风技术部。3、编制突出矿井新水平、新采区、采掘工作面防突专项设计，并组织落实。每月至少组织一次防突措施落实情况的检查，及时解决施工中遇到的问题。4、石门揭突出煤层前对煤层进行突出危险性预测工作,并对防突措施的效果进行检验。把石门揭煤作为防突的重点，组织和指挥好石门揭穿突出煤层工作，及时总结防突经验及教训，制定出适合本矿实际情况的防突措施，确保石门揭穿突出煤层和在突出煤层中进行采掘作业的安全。同时要制定防止抽冒顶的专门措施。5、编制突出矿井的防治煤与瓦斯突出事故应急预案。6、对矿井出现的瓦斯动力现象、瓦斯压力大于等于0.74MPa、地质构造带等情况进行突出危险性鉴定。对照本矿煤层与邻居煤矿突出煤层的关系，属于同一煤层的要进行突出危险性鉴定。7、对入井人员的防突安全知识培训和教育，使入井人员熟悉突出预兆等一般常识及自救器的使用方法，增强职工的自我防护意识。第8条煤矿防突领导小组成员职责1、防突科（1）在总工程师的领导下，做好本矿的突出危险性预测预报工作。（2）负责防突仪器仪表的日常使用、保养和管理。（3）在总工程师领导下，组织编制年度、季度、月度防突计划，并监督检查落实情况。（4）编制年度、季度煤层突出危险性鉴定计划，并组织实施。（5）组织区域和局部综合防突措施的制定。（6）在石门揭突出煤层前，对前方煤层及构造位置做出准确预报。石门揭煤前进行突出危险性预测，并将预测结果上报矿总工程师审批。（7）对采掘工作面防突措施的效果进行检验，并将检验结果报矿总工程师审批。（8）在新区开拓前，要收集瓦斯、地质等资料，研究分析瓦斯对该区的影响程度及有无突出危险性，提出有效、合理、安全的防范意见，并进行区域突出危险性预测，预测结果上报矿总工程师审批。（9）分析研究地质构造与瓦斯动力现象、瓦斯涌出的关系，配合地质测量科绘制瓦斯地质图。建立防突和瓦斯技术档案（矿井瓦斯鉴定资料、采掘工作面瓦斯鉴定资料、采掘工作面瓦斯涌出情况），积累资料，每年及时对积累的资料进行整理研究和分析，分研究瓦斯涌出规律和煤与瓦斯突出的规律。（10）当井下发生瓦斯喷出、煤与瓦斯突出或瓦斯涌出异常时，防突小组人员要尽快赶到现场进行调查，做好详细记录及绘制有关手图，数据要准确。按要求填写有关记录卡片，并将所有资料存档。协助公司做好煤层突出危险性鉴定工作，形成书面报告连同记录卡片、附图等资料上报公司通风技术部。（11）认真开展瓦斯研究工作，填写瓦斯研究基础表，每月末对本月积累的资料进行整理、研究和分析，并绘出所观测区域的瓦斯涌出曲线图。2、安检科（1）参加审批矿井区域和局部综合防突措施。（2）监督检查区域和局部综合防突措施的落实。3、生产科（1）合理进行开拓队组部署、采掘布置，为防突工作创造条件。（2）参加区域和局部综合防突措施的编制和审批。（3）把防突工程纳入到生产计划中，巷道工程布置满足防突需要，为防突工作创造条件。（4）审查采掘工作面作业规程、安全技术措施，并对有关防突内容严格把关。4、机电科（1）指导并监督检查矿井电气设备防爆性能的完好情况。（2）严格按设计要求配置“一通三防”设备。（3）在检查验收机电达标的同时，检查验收相关业务范围内的防突设备质量达标工作。（4）负责定期对矿井（采区）、防突采掘工作面所有电气设备的防爆检查，矿井主要通风机维护与管理，局部通风机“两闭锁”功能作用的正常。5、地测科（1）地测科是地质保障措施的具体实施部门。（2）提供有关防突方面的瓦斯地质资料。全面掌握矿井地质规律，及时为防突工作提供可靠的科学依据。（3）防突工作面在巷道贯通前按规定下发贯通通知单，并督促有关单位按贯通措施严格执行。（4）提供防突所需的基础图纸、资料，抓好矿井瓦斯地质工作。（5）按规定要求编制和提供地质测量图纸资料，与防突科共同编制瓦斯地质图、防突预测图。（6）编制瓦斯地质图，提交采掘地质说明书，进行采掘工作面地质构造预测预报。6、材料科保质保量及时提供防治突出所需的设备、材料、仪器、仪表等。7、采掘区队防突工作职责（1）采掘区（队）按照防治突出措施的规定组织生产。负责所管辖区域内的防突措施落实、防护措施实施，对作业人员贯彻措施。（2）负责安全防护设施的安设与维护。（3）协助防突部门做好工作面防突预测和钻孔的施工。（4）积极配合防突部门和安监部门对工作面进行防突检查，对查出的隐患及时整改。8、通风科（1）负责监督检查各项防突措施的落实。（2）参与防突措施的制定和审批。（3）负责通风设施的维护与管理，确保通风系统稳定。9、工资科负责保证防突科人员的配备和工资的合理分配。第三章地质保障措施第9条高瓦斯和突出矿井执行“逢掘必探、先探后掘”地质保障措施。为防止误揭露煤层和构造，掘进工作面施工超前地质钻孔，长短钻孔相结合进行地质勘探。确保掘进工作面前方超前20米，两帮5米范围内煤层、构造清楚。第10条地质测量科对掘进施工地点提供地质资料，超前做出地质分析，提供地质说明书，并对掘进施工全过程进行地质资料补充和对地质说明书修正。第11条采区主任工程师和技术员要在掌握施工掘进巷道地点的地质情况。做好地质素描和记录，记录施工中所见的煤层、煤线、岩性及地质构造等情况，并及时反馈地测科进行图纸添绘和地质资料修正。第12条总工程师组织地质、防突和生产部门工程技术人员研究制定地质保障超前钻探设计。测地质测量科进行地质分析并且提出超前地质探孔的布置方案，防突科负责制定掘进工作面超前地质勘探钻孔施工设计和安全措施，总工程师审批后执行。第13条钻孔施工中由钻机机长负责填写钻孔施工小班纪录，记录钻孔施工长度、岩性、见煤层、见构造和瓦斯情况。当班瓦检员负责随时检查钻孔瓦斯浓度，防突科负责对钻孔施工小班记录汇总，并形成台账。当钻孔见煤、见构造、有瓦斯涌出和瓦斯动力现象时，钻机施工人员和瓦斯检查员向矿调度汇报。地质、防突和生产采区技术负责人到现场鉴定。第14条钻孔见煤、瓦斯异常涌出或有动力现象时，由防突科负责测定瓦斯压力。第15条建立钻孔鉴定制度。钻孔见煤、遇构造、有瓦斯动力现象和有涌水情况，由总工程师或地测副总工程师组织防突科、地测科、生产科、安检科联合对以上情况进行鉴定，并形成鉴定报告，鉴定报告报矿总工程师确认。第16条建立钻孔施工验收制度。矿由通风副总工程师组织地测科、安检科、生产科、防突科、通风科联合验收。验收结束后向公司提报验收申请报告，公司由通风部牵头按照《新疆龙煤能源公司超前地质勘探钻孔验收管理办法》组织竣工验收。第17条建立地质保障安全有效距离控制制度。矿地测科依据超前地质勘探钻孔验收结果出具地质保障说明，并经过矿总工程师审核。防突科负责将地质保障说明绘制成牌板，在施工现场揭示。地质保障牌板应绘制有平剖面图，并在防突有效控制距离之内更新，特殊情况随时进行更换。地质保障说明内容包括：eq\o\ac(○,1)平面图和剖面图上标明施工巷道、钻孔、煤层、构造等情况；eq\o\ac(○,2)文字说明内容，施工安全距离、预揭煤层情况、断层构造情况、临区临层情况、巷道顶底板岩性、有无积水隐患情况、是否有火层岩侵入情况、煤层瓦斯含量等。第18条煤矿各煤层瓦斯地质图和采区、采掘工作面瓦斯地质图由各煤矿地测科负责，相关部门参加分别每半年、每季度和每月初修编一次。各矿地测科负责瓦斯地质资料的汇总工作，各煤矿地测科和通风科、防突科、生产科、采掘区等各负责相关瓦斯地质图基础资料的观测和提报，基础资料经各系统技术负责人审核后汇总。第19条煤矿每季度初根据修编后的煤矿瓦斯地质图提报瓦斯地质预报，由公司安全监察部、通风技术部和地质测量部等联合审查。第20采区和条采、掘工作面的地质预报每月由地测科提出，经矿地质副总工程师审核签批后送施工单位和相关部门，同时更新井下现场地质预报牌板。第21条岩巷掘进预计揭突出煤层的，采取条带预抽瓦斯消突措施，只有经过效果检验无突出危险后，制定局部综合防突措施揭煤。第22条石门（岩巷）工作面在揭穿突出煤层前必须制定工作面防治煤与瓦斯突出专项措施，报公司审批。第23条矿总工程师每月召集生产、地测、通风、防突、安检等部门审查月份预计揭煤计划。第24条开拓工作面揭煤计划表、超前地质勘探钻孔旬报表PAGE13-内容填写必须真实可靠,并经矿、区（科）负责人签字，每月9日、19日、29日前上报公司通风技术部。第四章区域抽采和消突第25条煤与瓦斯突出矿井建立防突实验室，防突实验室设在防突科，不另外配备专职实验操作员。实验室应具备测定瓦斯含量、瓦斯放散初速度、煤的坚固性系数、吸附常数等功能；测定的煤层瓦斯基础参数与煤层突出危险性鉴定的结果，经主管科长审核，报矿通风副总和总工程师审批。每次测定与鉴定结果永久存档。第26条矿每年编制采掘计划的同时，编制瓦斯抽采计划，实现“一矿一策、一面一策”。抽采计划内容包括瓦斯组织机构、责任制度、抽采量、抽采率、抽采巷道、抽采钻孔、区域消突、预抽和工作面抽采等。抽采计划由通风副总工程师组织防突科和生产采区编制，经总工程师审批，并报公司审查执行。第27条防突科根据防突实验室提供的煤层原始瓦斯含量等基层参数，结合矿井开采计划，编制区域瓦斯抽采消突设计，经矿审批后执行。第28条抽采、防突测压钻孔测定煤层瓦斯压力按煤炭行业标准AQ/T1047-2007《煤矿井下煤层瓦斯压力的直接测定方法》的规定执行，安设压力表同时，安设在线式压力传感器，使用瓦斯监测监控系统，实现数据存储并查询。第29条矿井每年初制定本矿瓦斯抽采达标评判细则。第30条突出煤层的采掘工作面开工前，必须对煤层瓦斯参数进行测定和抽采达标情况进行评判，由防突科提报评判报告，报矿总工程师审批。第31条矿井开拓设计中应包括如下内容：地质构造、煤层赋存条件说明；确定煤层和构造位置的方法，预计揭煤位置，煤层突出危险性预测和防突措施；防突措施效果检验和安全防护措施等内容。第32条外来施工队纳入到煤矿统一防突管理，严格执行公司和煤矿的防突规定，防突措施由矿总工程师组织审批。第五章附则第31条本办法自下发之日起执行，解释全属新疆龙煤能源公司通风技术部。附件：一、煤矿各级管理人员防突岗位责任制。二、石门（岩巷）掘进揭穿突出煤层防突措施内容。三、煤矿瓦斯抽采达标评判细则编制内容。四、超前地质勘探钻孔验收申请单五、超前地质勘探钻孔评估鉴定报告六、地质保障牌板七、开拓工作面揭煤计划表八、超前地质勘探钻孔旬报表PAGE36-附件一、煤矿各级管理人员防突岗位责任制1、矿长防突岗位责任制（1）对全矿防突管理工作负全面责任，是防突安全第一责任者。（2）负责全矿年度防突工程计划的审定，并负责组织落实。（3）负责平衡全矿防突工作，解决防突所需的人力、物力、财力，确保防突措施计划的实施。（4）每月至少组织一次防突工作和措施落实情况检查，确保防突工作和措施的落实。（5）每月召开一次防突例会，研究、检查、部署防突工作。（6）发生突出事故时，启动应急救援预案，是处理事故的第一指挥者，组织制定营救遇险人员和处理事故的作战计划。2、矿总工程师防突岗位责任制（1）对全矿防突工作负技术领导责任。（2）负责组织编制、审批、检查防突规划、计划和措施。（3）每月至少组织一次全矿防突措施落实情况检查，及时协调解决存在的技术问题。（4）负责矿井突出区域预测和局部预测预报审查。（5）组织编制矿井年度、季度、月份防突计划，保证抽、掘、采平衡。（6）组织瓦斯地质和瓦斯异常涌出事例资料的收集、整理和总结、分析。（7）是矿长处理突出事故的第一助手，在矿长领导下组织制定应急措施和作战计划。3、矿通风副总工程师防突岗位责任制（1）协助总工程师对全矿防突工作负技术责任。（2）协助总工程师组织编制、审批、贯彻执行全矿防治突出规划、计划和措施。（3）负责全矿防突工作的日常监督、检查。（4）组织矿井区域预测和局部预测预报审查。（5）每周至少组织一次全矿防突措施落实情况检查，及时协调解决存在的技术问题。（6）组织对矿井作业人员防治突出知识的培训。（7）协助总工程师组织瓦斯异常涌出事例资料的收集、整理、总结和分析。（8）组织防突措施的编制、修改和落实。（9）组织编制矿井的突出事故应急救援预案。4、机电副矿长防突岗位责任制（1）在矿长的领导下，分管全矿机电安全管理工作，并对矿长负责。（2）负责定期对矿井（采区）、防突采掘工作面所有电气设备的防爆检查。（3）负责制定主通风机的运行和管理制度，并监督落实。（4）负责监督检查局部通风机供电系统、双风机双电源自动切换系统和闭锁装置的管理和维护。（5）按防突要求修订有关规章制度，并严格执行。（6）完成矿长交办的其它防突安全生产工作。5、安全副矿长防突岗位责任制（1）认真贯彻执行安全生产方针、政策、法律和上级有关安全的规定，命令和通知、决定等，对矿井防突工作负监督检查责任。（2）负责矿井防突措施和计划的审查、监督落实。（3）定期检查防突综合措施的执行情况，并协助解决存在的问题。（4）参加与瓦斯异常涌出事件应急处置、调查、分析、责任追究。6、地质副总工程师防突岗位责任制（1）负责分管范围内矿井瓦斯地质安全技术工作，对防突地质保障负技术管理责任。（2）组织研究分析矿井瓦斯地质情况、编制矿井瓦斯地质图、突出煤层掘进工作面防突预测图。（3）参与编制、审查和落实石门揭煤、过地质构造等瓦斯综合治理措施，组织编制地质保障说明。7、防突科长岗位责任制（1）全面负责防突队日常技术与管理工作，领导防突科人员做好防突工作。（2）对矿井防突安全工作负全面责任，对业务范围内安全技术措施落实负监督检查责任。（3）建立健全防突各工种岗位责任制，并对执行情况进行监督检查。（4）负责全矿突出预测、防突措施执行情况的监督检查。负责监督检查采掘工作面防突反向风门、压风自救系统和避难硐室等安全防护装置使用和维护。（5）、组织对突出煤层采掘工作面做突出危险性预测和防突措施效果检验的实施。（6）负责防突安全仪器仪表进行维修、更换和计量检定。（8）负责编写矿井防突工作年度计划和总结。8、防突科主任工程师岗位责任制（1）协助总工程师和防突科长对全矿的防突工作负技术责任。（2）负责编制全矿年、季、月防治突出的工作计划，并组织防突计划的实施和基础技术资料收集、管理。（3）负责编制矿井的突出事故应急救援预案。（4）负责全矿采掘面防突措施的审查、审批。（5）负责矿井作业人员防突基本知识培训、考试和上岗资格审核。（6）负责编制石门揭煤、突出采掘工作面的防突安全技术组织措施，并监督落实。（7）参加瓦斯异常涌出应急处置，参与应急措施的制定。9、防突技术员岗位责任制（1）在科长和主任工程师的领导下，负责本矿的防突技术工作，是防突采掘工作面防突技术管理第一责任者。（2）负责突出区域和局部危险预测预报的操作。（3）负责矿井采、掘工作面防突措施的制定、修改和检查。（4）经常深入现场调查研究，认真分析影响因素，监督检查制度落实情况。（5）组织实施全矿采、掘进工作面防突技术措施的贯彻。（6）组织指导全科职工进行防突业务知识学习及考核，提高职工队伍素质。（7）负责突出预测通知单和突出预测结果卡片的审批、上报和存档。10、瓦斯地质技术员岗位责任制（1）在科长和主任工程师的领导下，负责业务范围内的防突安全技术工作。（2）负责协助科长监督检查防突安全技术措施的落实情况。（3）负责收集地质资料、突出资料的积累、总结、分析，填写突出卡片存档。（4）经常深入井下现场，及时了解出现的各种地质构造情况，并提出处理意见。（5）负责对采掘工作面地质构造、煤层变化等进行隐患排查和分析，并进行现场地质素描。（6）掌握矿井煤层赋存情况，分析变化规律，经常修正地质图件，提供可靠地质资料，为采掘安全生产提供依据。11、防突预测工岗位责任制（1）准时参加班前会，明确当班工作任务。（2）熟练掌握突出预测仪器操作方法和技术要领。（3）工作时严格按照仪器操作规程进行测定，并认真做好测定结果的记录工作。（4）及时汇报预测结果，及时填写突出预测结果记录卡片，并提报预测结果通知书。（5）负责突出预测仪器的保管和维护。（6）预测时认真观察喷孔、夹钻、响煤炮等瓦斯动力现象，并做好观察记录。（7）当预测超标时，及时通知采掘施工单位，停止当班作业，并通知防突科安排执行防突措施。（8）预测人员严格按照防突措施设计要求给出预测钻孔开孔位置和钻孔参数，认真监督进行施工和测定。12、石门揭煤施工队队长岗位责任制（1）负责组织本单位施工巷道防突技术措施的贯彻执行。（2）负责本单位施工人员严格按照揭煤措施要求进行预测钻孔施工。（3）严格按照突出预测通知书要求安排工作，严禁随意施工巷道。（4）负责组织本单位职工参加防突知识的学习、培训、考试。（5）负责本单位责任范围内的机电设备防爆检查，及时处理机电方面出现的问题，杜绝机电设备的失爆。（6）保证避难峒室或压风自救等防突设施正常投用。13、石门揭煤施工队技术员岗位责任制（1）负责本单位施工巷道防突技术措施的具体贯彻落实。（2）负责本单位职工防突基本知识的学习、培训、考试。（3）负责编制石门揭煤防突安全措施，并报上级部门审批。（4）负责本单位作业地点施工预测钻孔及施工人员严格按照预测人员要求进行施工。（5）负责每班实际进尺情况的监督和检查。（6）负责设计本单位施工巷道避难峒室或压风自救实施的维护和维修，并保证各种防突设施正常使用。（7）负责本单位责任范围内机电设备防爆检查，及时处理机电方面出现的问题，杜绝机电设备的失爆。（8）负责施工巷道内出现的动力现象的收集工作，并做好记录。14、突出煤层掘进队队长岗位责任制（1）负责组织本单位施工巷道防突技术措施的贯彻执行。（2）负责本单位施工人员严格按照预测人员要求进行预测钻孔施工。（3）严格按照突出预测通知书要求安排进行掘进作业，严禁超掘。（4）负责组织本单位职工参加防突知识的学习、培训、考试。（5）负责本单位责任范围内的机电设备防爆检查，及时处理机电方面出现的问题，杜绝机电设备的失爆。(6)保证避难峒室或压风自救等防突设施正常投用。15、突出煤层掘进队技术员岗位责任制（1）负责本单位施工巷道防突技术措施的具体贯彻落实。（2）负责本单位职工防突基本知识的学习、培训、考试。（3）负责编制煤巷掘进防突安全措施，并报上级部门审批。（4）负责本单位作业地点施工预测钻孔及施工人员严格按照预测人员要求进行施工。（5）严格按照突出预测通知书安排掘进作业，严禁超掘。（6）负责每班实际进尺情况的监督和检查。（7）负责设计本单位施工巷道避难峒室或压风自救实施的维护和维修，并保证各种防突设施正常使用。（8）负责本单位责任范围内机电设备防爆检查，及时处理机电方面出现的问题，杜绝机电设备的失爆。（9）负责施工巷道内出现的动力现象的收集工作，并做好记录。16、突出煤层采煤队队长岗位责任制（1）负责组织本单位施工采面防突技术措施的贯彻执行。（2）负责组织施工采面突出预测钻孔及其施工人员严格按照预测人员要求进行施工。（3）严格按照突出预测通知书要求安排进行采煤作业，严禁超能力开采。（4）负责组织本单位职工参加防突知识的学习、培训、考试。(5)负责本单位责任范围内的机电设备防爆检查，及时处理机电方面出现的问题，杜绝机电设备的失爆。(6)保证避难峒室或压风自救等防突设施正常投用。17、突出煤层采煤队技术员岗位责任制（1）负责本单位施工采面防突技术措施的具体贯彻落实。（2）负责本单位职工防突基本知识的学习、培训、考试。（3）负责编制采煤工作面防突安全措施，并报上级部门审批。（4）负责本单位作业地点施工预测钻孔人员严格按照预测人员要求进行施工。（5）严格按照突出预测通知书安排采煤作业，严禁超采。（6）负责每班实际进尺情况的监督和检查。（7）负责本单位施工采面避难峒室或压风自救实施的维护和维修，并保证各种防突设施正常使用。（8）负责本单位责任范围内机电设备防爆检查，及时处理机电方面出现的问题，杜绝机电设备的失爆。（9）负责施工采面内出现的动力现象的收集工作，并做好记录。附件二、石门（岩巷）掘进揭穿突出煤层防突措施内容1、必须对煤层进行突出危险性的区域预测和工作面预测，确定出本矿的突出危险区域和突出危险工作面，有针对性的做好防突工作。2、准确掌握煤层赋存条件，地测部门要定期验证提供的地质资料，发现有问题时，要及时进行修改或补充，并跟踪验证。3、开拓掘进工作面在地质构造、煤层赋存状况不清楚情况下,为防止误揭露煤层，施工时必须采取超前钻孔探煤探瓦斯测压措施，钻孔深度不小于120米,且超前钻孔要始终保持超前工作面20m。并编制施工超前探煤探瓦斯钻孔设计,报矿总工程师审批。4、揭煤前，加强石门工作面20m范围内的支护强度，要采取护帮、护顶、缩小棚距、超前支护等防止顶板抽冒漏的措施，防止在石门揭煤时发生冒顶。5、在石门揭突出煤层时，要采取适当的揭煤方式，根据突出煤层的突出类型，制定出适合本矿情况的石门揭煤方式，确保石门揭煤时的安全。6、石门揭突出煤层的工作面，必须设业务素质高，掌握突出预兆和防突知识及责任心强的专职瓦检员，做到经常检查瓦斯，严格执行“一炮三检”和“三人放炮制”，并严格监督各项措施的执行和落实情况。当工作面发现有突出预兆时，要立即组织人员按避灾路线撤至安全地点。7、石门工作面爆破工作，必须根据工作面围岩实际情况，在设计中对炮眼布置、炮眼数目、炮眼深度、装药量、爆破先后顺序、放炮地点、放炮器、放炮母线、炸药、雷管、封泥、反向风门位置、避灾路线、警戒范围等要详细说明。防止由于爆破工作出现问题时，而发生冒顶或瓦斯事故。8、石门揭突出煤层前，由分公司通风技术部防突科进行验收，并形成书面报告，否则不准揭煤。9、石门揭煤工作面要保持独立的通风系统，要尽可能地减少对相邻系统的安全威胁，回风系统必须顺畅，开采突出煤层的采煤工作面回风系统内不得设置通风控制设施，回风系统中因防火或瓦斯管理等特殊需要，必须在回风系统中设置控制设施时，应制定专门的技术措施并报矿总工程师批准后执行。10、远距离爆破时，通风系统要保持稳定可靠，如因临时发生变化或进行了通风系统调整，要及时补报通风系统及警戒位置示意图，经贯彻后方可进行爆破作业。千米远距离爆破必须由矿（处）专业副总工程师及以上领导带队、跟班、现场指挥。附件三、煤矿瓦斯抽采达标评判细则编制内容一、矿井概况煤矿设计生产能力、核定生产能力，核定通风能力。本年度生产计划。矿井通风方式、通风方法、总入风量、总排风量、有效风量、有效风量率。年度煤矿瓦斯鉴定矿井绝对瓦斯涌出量、相对瓦斯涌出量、目前开采煤层、瓦斯储量、是否具有突出危险性。主要煤层瓦斯含量等。二、煤矿瓦斯抽采基础条件评判细则（一）抽采系统建设及管理必须达到如下标准。1、矿井必须建立地面永久瓦斯抽采系统，备用泵能力不得小于运行泵中最大一台单泵的能力；运行泵的装机能力不得小于瓦斯抽采达标时应抽采瓦斯量对应工况流量的2倍。2、为保证抽采系统正常、连续运行，必须达到以下标准：（1）建立抽采泵开停管理制度、瓦斯抽采泵及管路系统的安装、检修、维护及管控制度、制定瓦斯抽采泵供电、供水措施、瓦斯泵站安全防火措施。（2）瓦斯抽采泵站必须设置瓦斯抽采监控系统，瓦斯抽采监控系统并入矿井安全监测监控系统，对出现瓦斯浓度过低、负压波动较大时自动报警。（3）瓦斯抽采系统的建设必须要有专门的设计。（4）抽采钻孔施工要有专门设计。（二）为确保“抽掘采平衡”，每年必须编制瓦斯抽采达标规划和年度实施计划。抽采达标规划内容包括：抽采达标工程（表）、抽采量（表）、抽采设备设施（表）、资金计划（表）、抽采达标范围可规划产量（表）、采面接替（表）、巷道掘进（表）等。年度实施计划包括：年度瓦斯抽采达标的煤层范围及相对应的年度产量安排（表）、采面接替（表）、巷道掘进（表），年度抽采工程（表）、抽采设备设施（表）、施工队伍、抽采时间、抽采量（表）、抽采指标、资金计划（表）以及其他保障措施。（三）瓦斯抽采工程必须由总工程师组织编制瓦斯抽采达标工艺方案设计和施工设计。（四）瓦斯抽采工程必须严格按设计施工，由总工程师组织通风、抽采、安检、经营等部门进行竣工验收，并建立档案，内容包括瓦斯抽采工程竣工资料（图）除应有与设计对应的内容外，还应包括各工程开工时间、竣工时间以及工程施工过程中的异常现象（如喷孔、顶钻、卡钻等）等内容。（五）建立矿井瓦斯抽采达标自评价工作体系和瓦斯抽采管理制度。成立瓦斯抽采评价领导组织机构，落实相关领导责任。制定瓦斯抽采达标管理制度，规范瓦斯抽采工程检查验收制度、先抽后采例会制度、技术档案管理制度、考核奖惩制度。（六）瓦斯抽采计量必须达到如下标准。地面抽采系统主干、支干管路均要安装瓦斯抽采监控系统及孔板流量计，实时监控地面泵站甲烷浓度、一氧化碳浓度、压力、压差、流量、温度参数及设备的开停状态；预抽钻孔安设测量孔使用瓦斯综合参数测定仪，测量钻孔负压、流量、温度、甲烷浓度。采煤工作面抽采系统支管上安装孔板流量计和测量孔，抽采钻孔安设测量孔，使用瓦斯综合参数测定仪，测量管道及钻孔内的负压、流量、温度、甲烷浓度和一氧化碳浓度。（七）煤层预抽瓦斯前必须进行原始瓦斯参数测定，预抽瓦斯工作结束后，按照“暂行规定”要求布置测试钻孔开展剩余瓦斯含量测定，计算达到的预抽率，考察实现的卸压效果。三、煤矿瓦斯抽采效果评判细则（一）评判瓦斯抽采达标所需提供的图纸及技术资料1、图纸：瓦斯抽采系统图；泵站平面与管网（包括阀门、安全装备、检测仪表、放水器等）布置图；抽采钻场及钻孔布置图；泵站供电系统图；回采及掘进局部防突措施竣工图及效果检验。2、记录：抽采工程和钻孔施工记录；抽采参数测定记录；泵房值班记录；煤与瓦斯突出记录卡片。3、报表：抽采工程年、季、月报表；抽采量年、季、月、旬报表；抽采预测预报报表。4、台帐：抽采设备管理台帐；抽采工程管理台帐；瓦斯抽采系统和抽采参数、抽采量管理台帐。5、报告：矿井和采区抽采工程设计文件及竣工报告；瓦斯抽采总结与分析。（二）矿井瓦斯抽采率的评判矿井瓦斯抽采率满足下表时，判定矿井瓦斯抽采率达标。矿井瓦斯抽采率应达到的指标矿井绝对瓦斯涌出量Q（m3/min）矿井瓦斯抽采率（%）Q＜20≥2520≤Q＜40≥3540≤Q＜80≥4080≤Q＜160≥45160≤Q＜300≥50300≤Q＜500≥55500≤Q≥60（三）工作面瓦斯抽采效果评判1、石门揭煤瓦斯抽采效果评判（1）制定专项抽采卸压瓦斯设计，措施孔有效控制范围是，石门的两侧和上部轮廓线外至少5m，下部至少3m。（2）评判测定点至少布置4个，分别位于揭煤区域煤层的上部、中部和两侧，并且至少有1个测定点位于要求预抽区域内距边缘不大于2m的范围。（3）残余瓦斯压力PC＜0.5MPa且残余瓦斯含量WC＜5m3/t以及检验钻孔施工过程中无喷孔、顶钻等其他异常现象。（4）瓦斯预抽率η≥20%，η＝瓦斯抽采量／瓦斯储量。（5）掘进工作面在采用一台局扇（2*15KW以下对旋风机）供风，且风速不超过2.5m/s的情况下，回风流中瓦斯浓度低于0.5%、工作面风流中瓦斯浓度低于0.4%，炮后瓦斯浓度低于0.6%。（6）石门揭煤前完成预抽消突效果评价，形成评价报告。（效果评价检验报告见附表2石门揭煤瓦斯预抽效果评价检验报告）（7）年度矿井开拓岩巷工作面揭煤预测表连队地点所揭煤层时间次数揭煤标高2、采煤工作面瓦斯预抽效果评判（1）预抽孔孔底间距≤6m，整个预抽区域内钻孔布置均匀，预抽评价单元内钻孔间距基本相同和预抽时间差异系数小于30%。（2）评判测定点沿采煤工作面推进方向每间隔50m布置1个，布置在距工作面100m的位置。测定点应布置在原始瓦斯含量较高、钻孔间距较大、预抽时间较短的位置，并尽可能远离预抽钻孔或与周围预抽钻孔保持等距离，且避开采掘巷道的排放范围和工作面的预抽超前距。在地质构造复杂区域适当增加测定点。（3）实行分单元抽采计量，分单元评价，每50m为一个单元。（4）年度预抽工作面个，瓦斯预抽率指标达到下表标准，判定为预抽达标。（）年度采煤工作面瓦斯预抽计划及评判标准表（5）对瓦斯涌出量主要来自于开采层的采煤工作面，评价范围内煤的可解吸瓦斯量满足下表规定判定为达标。采煤工作面回采前煤的可解吸瓦斯量应达到的指标地点采煤队煤层工作面日产量（t）可解吸瓦斯量Wj（m3/t）（6）采煤工作面投产前完成预抽效果评判，编制评判报告。3、采煤工作面生产期间瓦斯抽采达标评判。（1）采煤工作面投产前矿井对瓦斯治理工程进行验收，并形成验收报告，相关内容执行《龙煤股份公司鹤岗分公司采煤工作面投产前瓦斯治理工程验收办法》。（验收报告见附表3煤矿采煤工作面投产前瓦斯治理工程竣工验收报告）（2）采煤工作面生产期间瓦斯抽采达标评价标准是瓦斯无超限现象，回风流甲烷浓度报警值为0.8%，但正常生产期间浓度不得超过0.5%。矿每月对采煤工作面抽采达标进行一次评价，形成评价报告（报告详见附表4采煤工作面生产期间瓦斯抽采达标评价报告），评价标准见下表。（）年度采煤工作面瓦斯抽采达标评判标准表工作面地点工作面瓦斯绝对量m3/min工作面风速m/s回风流瓦斯浓度%抽采瓦斯纯流量m3/min自我评判抽采率%国标规定抽采率%（四）区域预抽煤层瓦斯效果评判1、预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后，应当对预抽钻孔的有效控制范围进行界定，界定方法如下：年度计划对（）个区域进行穿层钻孔预抽，钻孔有效控制范围取相邻有效边缘孔的见煤点之间的连线所圈定的范围，预抽率需达到下表要求。（）年区域预抽煤层计划及达标评判表2、预抽煤层瓦斯的抽采钻孔施工完毕后，应当对预抽钻孔在有效控制范围内均匀程度进行评价，预抽钻孔间距不得大于15m。3、将钻孔间距基本相同和预抽时间基本一致的区域划为一个评价单元。4、预抽煤层采掘进组作业前要完成瓦斯抽采的预抽评价，并形成评价报告。（评价报告见附表1瓦斯预抽效果评价报告）瓦斯预抽效果评价报告附表1评价煤层计划预抽量（m3/min）计划预抽率%评价煤层参数煤层厚度(m)原始瓦斯含量(m3/t)原始瓦斯压力(MPa)卸压瓦斯预抽措施措施类型布孔方式钻孔数量/钻孔工程量评价范围始抽时间停抽时间预抽评价最短预抽时间（d）残余瓦斯压力(MPa)残余瓦斯含量(m3/t)瓦斯量计算(Q)预抽率(η)抽采量统计：瓦斯储量计算：评价结论评价人员总工程师通风副总防突科生产科通风科安检科审核:制表:年月日

石门揭煤瓦斯预抽效果评价检验报告附表2审核:制表:年月日煤矿采煤工作面投产前瓦斯治理工程竣工验收报告矿工作面地点：年月日附表3项目验收内容评价验收意见瓦斯抽采通风系统防治发火防治煤尘瓦斯监测验收人总工程师安全负责人生产负责人通风负责人安检科生产科验收结论：（填写结论和是否同意申请分公司给予验收）生产采区掘进采区通风科防突科采煤工作面生产期间瓦斯抽采达标评价报告矿年月日附表4评价结论评价人员矿长：总工程师：安全矿长：通风副总：防突科长：通风科长：采掘负责人：

附件四、超前地质勘探钻孔验收申请单超前地质勘探钻孔验收申请单申请说明：矿巷道内号超前地质勘探钻场钻孔已施工完成，经矿审批无误报公司申请验收。提报时间年月日。地点钻场孔号设计长度实际长度设计方位实际方位角度见煤长度施工时间钻孔描述备注总工程师地测副总通风副总防突科通风科地测科附件五、超前地质勘探钻孔评估鉴定报告超前地质勘探钻孔评估鉴定报告PAGE37-附件六、地质保障牌板地质保障牌板附件七、开拓工作面揭煤计划表开拓工作面揭煤计划表年月日矿别场子号施工地点及标高工程量(m)工作面现状、煤岩及煤层号距预揭煤层距离(m)预计揭煤时间预揭煤层编号确定煤层位置措施(探眼、钻孔及超前工作面距离)钻孔探煤孔长、见煤孔长、有无瓦斯动力现象测压情况防突措施制定审批情况设计工程量已施工工程量月计划测压孔(个)压力(MPa)压力传感器数值附件八、超前地质勘探钻孔旬报表超前地质勘探钻孔旬报表矿别：场子号施工地点钻场编号钻孔编号设计孔深实际孔深钻孔描述用途测压数值备注压力表值压力传感器数值

电化学技术在新能源中的利用一.能源的概况1.能源的重要性1.能源的重要性自古以来,人类就为改善生存条件和促进社会经济的发展而不停地进行奋斗.在这一过程中,能源一直扮演着重要的角色.从世界经济发展的历史和现状来看,能源问题已成为社会经济发展中一个具有战略意义的问题,能源的消耗水平已成为衡量一个国家国民经济发展和人民生活水平的重要标志,能源问题对社会经济发展起着决定性的作用.2.能源的种类2.能源的种类大自然赋予人类的能源是多种多样的,一般可分为常规能源和新能源两大类.常规能源包括煤炭,石油,天然气和水能,而新能源有生物质能,核能,风能,地热能,海洋能,太阳能和氢能等.其中煤炭,石油,天然气被成为化石能源,水能,生物质能,风能,太阳能和氢能等是可再生能源.3.化石能源的问题(1)化石能源的短缺化石能源的短缺能源是人类赖以生存和社会发展的重要物质基础,是国民经济发展的命脉,但目前主要使用的化石能源的储量不多.据2002年世界探明的化石能源的储量和使用量统计,世界上煤,石油和天然气的储采比分别为204,40和60年,中国的情况更为严峻,据2002年统计,中国煤,石油和天然气的储采比只有82,15和46年.这表明在人类历史的长河中,只有很短的一段时间能使用化石能源.随着我国经济的持续高速增长,对能源的需求也持续攀升.我国一次能源消费总量从1978年的5.3亿吨标准煤,上升到2002年的14.3亿吨.据估计,我国在2004,2020和2050年的石油消费量达3,4.5和6亿吨,其中进口量分别为1,2.7和4亿吨.4亿吨的进口量相当于目前美国的石油进口量,这不但会制约我国经济的可持续发展,而且对国家的安全也十分不利.(2)化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料造成严重环境污染和气候异常化石燃料的使用引起的环境污染,排放的CO2会造成温室效应,使全球气候变暖.有关机构已向联合国发出警告,如再不对CO2的排放采取严厉措施,在10年内,世界的气候将产生不可逆转的变化.我国的环境污染问题更是日趋严重,目前,我国CO2排放量占世界总排放量的14%,在美国之后位居第二,估计到2025年,将位居第一.在本世纪初联合国关于环境污染的调查中,发现在世界上十个环境污染最严重的城市中,七个在中国.它们是太原,北京,乌鲁木齐,兰州,重庆,济南和石家庄.4.21世纪世界能源发展趋势世纪世界能源发展趋势(1)节能技术将备受重视节能技术将备受重视节能就是提高能源利用率,减少能源的浪费.目前节能技术水平已是一个国家能源利用情况的综合性指标,也是一个国家总体科学技术水平的重要标志.许多研究报告指出,依靠节能可以将能源需求量降低2530%.我国在能源利用方面的效率很低,我国的能耗很高,是世界平均水平的2倍,发达国家的5-10倍,因此更应重视节能技术,我国应该充分重视化石能源的高效利用.(2)世界能源系统将发生重大变革世界能源系统将发生重大变革据预测,20世纪形成的以化石燃料为主的世界能源系统将在21世纪转换成以可再生能源为主的新的世界能源系统.在20世纪末,化石燃料的使用量占了世界一次能源用量的89.5%.据世界能源委员会(WEC)和国际应用分析系统研究所的研究报告认为,在20世纪上半叶,化石燃料仍将是世界一次能源的主体,但到21世纪下半叶,太阳能,生物质能,风能等新能源将占世界能源的50%左右.(3)煤炭将作为过渡能源而受到重视煤炭将作为过渡能源而受到重视由于石油和天然气的储量较少,而煤炭储量相对较多,因此煤炭将作为一种过渡能源而在21世纪上半叶受到重视.主要发展的技术是洁净煤技术,煤液化和汽化技术.(4)新化石能源的开发将得到强化新化石能源的开发将得到强化近年来发现,在海洋300米深处有甲烷水合物存在.目前,甲烷水合物的开发已经受到特别的关注.据估计,世界甲烷水合物的储量可能超过石油,天然气和煤炭储量的总和.因此,甲烷水合物作为储量巨大的未开发能源开始受到世界各国的高度重视.(5)核能的利用将进一步得到重视核能的利用将进一步得到重视据国际原子能机构统计,在20世纪末,全世界运行的核电站有436座,总发电量为3.5亿千瓦.这些电站主要分布在美,法,日,英,俄等31个国家,近年来,由于担心核电站运转的安全性,核废料对环境的影响和核技术扩散对世界安全性的影响,核能的发展在发达国家已有下降趋势,但在亚洲地区仍有强劲的增加趋势,我国准备在今后几年内建造4座核电站.受控核聚变是一直受人们关心的技术,因为在海水中大约有23.4亿万吨氘,如受控核聚变技术在21世纪能得到应用,在21世纪末,核能可望占世界一次能源的30%左右.(6)可再生能源的开发将越来越受到重视可再生能源的开发将越来越受到重视鉴于化石燃料的短缺及化石燃料的使用引起严重的环境污染和气候异常,人们对新能源的开发越来越重视.其中水力能,地热能,海洋能和风能的可利用资源有限,因此,太阳能,生物质能和氢能的利用将倍受关注.二.生物质能的利用1.生物质能的优点.(1)生物质来源丰富地球上每年生长的生物质总量约14001800亿吨,相当于目前世界总能耗的10倍,我国的生物质能也极为丰富,可作为能源开发的生物质能总量可达4.5亿吨标准煤.加上生物质能可再生.因此,生物质能的高效,规模化利用可有效缓解世界能源供需矛盾.(2)生物质能可多途径利用(a)直接燃烧.其热能和蒸汽可发电,技术成熟,但效率低.(b)生物转化.包括制沼气和水解发酵制取醇类.生物质制甲醇和乙醇技术基本成熟,但生产成本较高.生物质制沼气技术相当成熟.2002年全国已建1300多万个沼气池.(c)光热转化.通过气化,裂解,光催化等技术,获得气,液体燃料来发电.(d)生物柴油.从油料植物提取植物油,经甲酯化得生物柴油.它有含氧高,含硫低,分解性能好,燃烧效率高等优点.(3)生物质能利用的环境污染少由于生物质利用过程中释放的CO2是其生长过程通过光合作用从环境吸收的,所以生物质能的利用过程不排放额外的CO2,而对环境污染少.生物质能的利用还能降低污染.如可利用生物质热解汽化技术处理生活垃圾等,可得到以甲烷为主的燃气,实现垃圾的减量化,无害化,资源化.2.生物质能利用的问题2.生物质能利用的问题生物质能利用的缺点主要是生物质分布广,大面积收集成本高,经济的收集半径在50公里以内,只适合建立小型,分散的生物质能利用系统.而小型转换系统的效率低,不提高生物质能的利用效率就不能获得好的经济效益,这是生物质能至今未能实现规模化应用的关键问题之一.因此,如何在小型,分散体系实现能量的高效,清洁及规模化利用是迫切需要解决的问题.三.太阳能的利用1.太阳能的优点太阳能的优点(1)太阳能来源丰富太阳能来源丰富太阳能来源丰富是众所周知的,这似乎是一种用之不绝,取之不尽的能源.太阳内部不停地进行热核反应,释放出巨大的能量,辐射到地球上的能量只占起辐射总能量的极小部分,约1/22亿,但地球每年接收的太阳能至少有6×1017千瓦小时,相当于74万吨标准煤的能量.其中被植物吸收的仅占0.015%.可见,开发太阳能利用的潜力很大.(2)太阳能的使用没有污染问题太阳能的使用没有污染问题这也是众所周知的,太阳能的使用基本上没有污染问题.(3)太阳能可多途径利用太阳能可多途径利用(a)太阳能的热利用.如太阳能热水器,太阳灶,太阳能蓄热池发电等.(b)太阳能发电.如太阳能电池和光电池.(c)光催化和光电催化制氢.主要用这两种技术从水或生物质中制得氢气.2.太阳能利用的概况太阳能利用的概况近年来,太阳能的利用发展很快,据1997年的数据,全球太阳能发电量已达800兆瓦.到2000年,日本已有7万个住宅用上太阳能电池,美国和欧盟计划在2010年前安装100万套太阳能电池.特别是把太阳能电池与屋顶瓦结合成光电发电系统,目前欧洲已有300套,年发电量为1亿千瓦.这种系统不但可供应清洁能源,而且美观耐用,寿命可达25年.太阳能的热利用发展更快.特别在我国,太阳能热水器的年产值已达60多亿元,居世界首位.3.太阳能利用的问题太阳能利用的问题开发太阳能利用的主要问题是如何提高太阳能的转换效率,其次是降低成本,这对我国特别重要,目前我国生产太阳能电池的能力已达几百兆瓦,但由于价格高,基本上都销往国外.第三,一些技术,如光催化和光电催化制氢技术还没成熟,没有达到实用化的阶段,应该抓紧这方面的研究和发展.四.氢能的利用1.氢能的优点氢能的优点(1)氢是自然界储量最丰富的元素.(2)氢是除核燃料外发热量最大的燃料.(3)氢燃烧生成水,是世界上最清洁的燃料.(4)燃烧性能好,可燃范围大,燃烧速度快.(5)氢可用多种方法大规模生产.(6)氢的利用形式多,可通过燃烧发电,通过燃料电池发电等.2.对氢能利用的重视2002年加拿大举办了以"氢行星"为主题的第14届世界氢能源大会.2003年在华盛顿召开15个国家和地区参加的"国际氢能经济合作伙伴"会议.冰岛计划用40年时间将冰岛建成"氢社会".布什将投资120亿美元来促进氢能源的发展.过去5年,工业化国家在氢能开发领域的投入年均递增20.5%.氢将取代天然气,油和煤而成为未来世界的主要能源,进入氢能时代已成为近年来的热门话题,21世纪将是氢能世纪.布什举着使用氢燃料的照相机我国对发展氢能经济也开始重视,参加了2003年在华盛顿召开的有15国家参加的"国际氢能经济合作伙伴"会议.2004和2005举办了两次关于氢能经济的中美双边会议.今年一月,中国科学院院士局召开了关于"石油替代能源"的研讨会,主要讨论石油资源可持续性分析,石油的替代能源,氢能燃料和我国的石油替代能源.并要组织人员进行软课题研究.3.氢能的问题3.氢能的问题(1)氢的价格氢的制备,储存和运输中的价格问题,是影响走进氢能时代的很关键的问题.要降低其价格,必须形成氢的制备,储存和运输的网络.(2)廉价清洁的制氢技术问题(2)廉价清洁的制氢技术问题目前制氢效率很低,氢的制取要消耗大量的能量,因此寻求大规模的廉价清洁的制氢技术是各国科学家共同关心的问题.(a)化石燃料制氢:目前,96%氢从化石燃料制备,技术成熟,但要造成环境污染.(b)电解水制氢:技术成熟,但耗能多,价格高.一般每生产1立方米的氢气,需要消耗4.2-6度的电能,其能量转化率不到32%.(c)生物质制氢:有可再生,产量大,可储存,碳循环等优点,从中长期看是最有前途的制氢方式.目前生物质制氢效率低.(d)生物制氢:国内外在选育高效产氢菌株工作进展不快,制氢效率低.(e)风能制氢:用风能发电来电解水产生氢,技术上没有问题,降低成本和风能发电量少是主要的问题.(f)太阳能制氢:该法还处在基础研究阶段,离商业化还有较远的距离.(3)氢的储运问题(3)氢的储运问题氢的储运技术主要解决储运的安全性和成本,现在由于储运技术不过关,因此浪费了许多氢.许多工业过程,如炼油,炼焦,氯碱,合成氨,合成甲醇及煤气制造等多有大量的副产品氢气,只是由于储运技术的问题而不能被利用.我国每年放空和烧掉的氢气至少在1010标立方米以上.因此解决氢的储运问题也是走进氢能时代的一个很关键的问题.目前氢的储运还有很大问题.(a)高压储氢:储氢量少,只有1%左右,还有不安全的问题.(b)液氢储氢:很不方便,储氢设备大,蒸发损失大.(c)吸附储氢:这是目前的研究热点,但储氢容量还较低,一般不超过2%.镁合金储氢在3%,但储放不可逆.热门一时的纳米碳管储氢也已没有了希望,最终的储氢量也只有1%左右.(e)化合物储氢:放氢不容易.(4)燃料电池还没有商品化用氢作燃料的燃料电池的出现是促进氢能利用的重要原因.近年来,由于化石燃料资源短缺和环境污染日趋严重,各国对燃料电池的研究十分重视.美国《时代周刊》把燃料电池列为21世纪十大高新科技之首,燃料电池已被认为是21世纪极具应用前景的一种新型能源系统.虽然燃料电池有很诱人的优点,而且燃料电池的发展已有100多年的历史,但至今还没有一种燃料电池已经真正商品化,因此,燃料电池何时才能商品化是一个与氢能利用密切相关的问题.4.反对氢能的意见4.反对氢能的意见(a)氢以化合物形式存在,制氢要消耗能源.它不是一种能源,而是能源的流通手段.(b)氢的泄漏会改变气候.氢不可避免泄漏,泄漏量可达15%.泄漏的氢会在大气形成水雾,它会象二氧化碳一样,使天气变暖.(c)现在一般用高压氢作燃料电池燃料,氢的泄漏会产生很大的不安全性,手机等的火花就会使泄漏的氢发生爆炸.(d)冰岛能做的,其他国家不一定能做,冰岛的氢都是电解水制得的,因该国70%的电是由地热和水电站产生的.(5)氢的清洁生产要用风能和太阳能.据估计,如用风能发电制氢,当风能发电量达到美国6%的用电量,风能发电机要占的面积要有半个加州那么大.(6)布什承诺投资120亿美元用于氢能的研究是一个微不足道的投资.美国去年用于核能和矿物质燃料方面的研究经费大于氢燃料的研究经费.美国推行"健康婚姻"的预算就有150亿美元.美国用于伊拉克战争的经费每月390亿美元.(7)氢燃料电池价格昂贵.目前内燃机成本为每千瓦50美元,而氢燃料电池为800美元.估计大量使用后,也要300美元.另外所有的加油站改成加氢站也要花费大量的资金.五.燃料电池加速氢能利用1.燃料电池的优点.(1)燃料电池是一种高效清洁的能量转换系统,可降低环境污染和气候异常.(2)燃料电池能高效利用生物质转化产生的气,液物质和氢作燃料,因此,能促进氢能的利用.(3)燃料电池的发电效率不受体系规模限制,小型燃料电池同样能够实现高效发电,适合于生物质分散性的特点.2.燃料电池定义燃料电池是一种不经燃烧直接以电化学反应的方式将燃料的化学能转变成电能的装置,只要连续供应燃料,燃料电池就能连续发电.3.原理阳极反应:H2=2H++2e阴极反应:1/2O2+2H++2e=H2O总的反应:H2+1/2O2=H2O4.燃料电池分类碱性燃料电池(AFC)(1)碱性燃料电池(AFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Ag,氧化剂:氧电解液:30%KOH隔膜:石棉膜工作温度:60-80oC用途:航天器和潜艇的动力源优点:比能量和比功率高缺点:对CO2敏感,不宜地面使用(2)磷酸燃料电池(PAFC)磷酸燃料电池(PAFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:98%磷酸工作温度:200oC用途:家庭住宅能源和汽车动力源优点:稳定性好,已有商品生产缺点:用贵金属作催化剂,价格高.(3)质子交换膜燃料电池(PEMFC)质子交换膜燃料电池(PEMFC)阳极:催化剂:Pt,燃料:氢阴极:催化剂:Pt,氧化剂:氧电解液:含水的质子交换膜工作温度:60-80oC用途:汽车和潜艇等的动力源优点:比能量和比功率高,寿命长,应用范围广缺点:对CO敏感,价格高,800美元/千瓦,而内燃机50美元/千瓦.氢源问题.(4)直接甲醇燃料电池(DMFC)直接甲醇燃料电池(DMFC)