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在开采源头实现绿色高效

时间:2022-12-27 来源:中国煤炭报 分享:

党的二十大报告指出,深入推进能源革命,加强煤炭清洁高效利用,加大油气资源勘探开发和增储上产力度,加快规划建设新型能源体系,统筹水电开发和生态保护,加强能源产供储销体系建设,确保能源安全。

生态环境保护是国家战略定位。2020年,我国颁布了修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,并将黄河流域生态保护和高质量发展定位成重大国家战略,凸显出生态环境保护的重要性。而矿山开采带来的地表塌陷、固体废弃物排放等问题,一直制约着矿山资源开发与生态环境保护的协调发展,能源和矿产资源需求与生态环境保护之间的矛盾是矿山资源开发目前面临的重要问题之一。

煤炭绿色高效开发是我国矿业科技的发展特色与主题。笔者认为,要在煤炭开采源头实现科技创新,确保绿色高效。

我国在保水采煤、充填采煤、地下气化采煤技术等研究领域处于国际领先地位。以保水采煤为例,煤层赋存于地下数十米到上千米的地层中。在西部矿区,很多地区的煤层赋存稳定,厚度大,近水平赋存。地下水资源一般赋存于煤层之上或之下的含水层中。煤层开采后,地应力状态被打破,煤层顶板或底板一定范围内会发生岩石破裂、断裂,甚至冒落。这些岩石中发育的裂隙被称为导水裂隙,导水裂隙带发育到含水层后,就造成了地下水损伤。顶板的地下水,会渗漏到矿井中,使地下水位下降。底板的地下水,也会涌入矿井,造成底板承压水的水头压力降低,水位下降。水位下降后,原来的泉眼就会衰减或断流,由此影响河流流量,影响生态环境。

针对煤炭开采诱发的水资源流失与生态环境损害问题,在矿区规划、设计、开采阶段采用科学的采矿方法,在尽可能多采煤的同时,保护地下水资源的含水结构不受损害,地下水位不下降或下降幅度小,不足以引起生态环境的变异和泉流量的衰减,促进矿区水资源供需平衡,达到资源开发与水环境保护协调统一。

今年8月,自然资源部公布了《矿产资源节约和综合利用先进技术目录(2022版)》,其中综合保水采煤技术入选,主要包括:采煤对含水层扰动评价技术,导水裂隙带发育高度预测技术,保水采煤地质条件分区技术,限高分层保水采煤技术,壁式条带充填保水采煤技术,连采连充保水采煤技术,注浆保水采煤技术,固体充填保水采煤技术。这些保水采煤技术在我国各大型煤炭基地,尤其是榆神等西北矿区都得到了较好的应用。

此外,煤炭资源开发利用过程中不但易造成矿区水资源流失,同时会产生大量矸石、粉煤灰等煤基固废和二氧化碳。如果能就地将矿区的煤基固废和二氧化碳充填在采空区里实现岩层移动控制,将会促进矿区水资源保护,推动煤炭资源绿色低碳开发。

以笔者所在的中国矿业大学为例,该校正在创新二氧化碳矿化煤基固废理论,突破低碳充填保水开采技术,驱动矿业科技发展,形成一批煤炭资源绿色低碳开发示范区。未来,要深入推进以低碳充填保水开采为典型代表的煤炭绿色高效开发技术,带动行业有序开展产业绿色高效升级和低碳技术创新。

(作者系中国矿业大学矿业工程学院副院长)

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