2020年“西部煤炭绿色开发”中国工程科技论坛征稿启事

煤炭是我国能源安全保障的基石。西部(晋陕蒙宁甘新)是我国煤炭的主产区,储量和产量均占全国的80%以上。西部地区水资源短缺,地表生态脆弱,如何在西部大规模、高效率开采情况下实现水资源和地表生态的保护,是煤炭行业面临的重大课题。近年来,我国在煤炭绿色开发领域开展了大量的基础理论研究、关键技术开发和工程示范应用,技术创新已成为助推煤炭行业生态文明建设的重要动力。     

大柳塔煤矿绿色开采的研究思路

煤矿高强度采动影响地表生态环境,是西部生态脆弱地区资源开发面临的紧迫问题。从煤炭开采对水资源和地表生态的影响规律研究出发,提出水资源保护和环境生态修复实现煤炭绿色开采是亟待解决的课题。     

关于建立煤炭行业生态补偿机制的探讨

煤炭是我国的主要能源，随着开发强度和范围的加大，造成的生态问题也日趋严重。在深入分析目前我国煤炭行业生态补偿现状及存在问题的基础上，提出了建立国家、地方和企业三个层次生态补偿机制的观点。     

原平市煤炭开采引起的生态治理工程研究

分析了原平市煤炭开采造成的地表塌陷、水资源、土地资源、植被等生态破坏情况,提出了原平煤炭资源整合后的水资源治理、地质灾害、植被恢复、生态检测技术等生态环境治理方案.     

生态文明下的煤炭能源困境及建议

为了促进我国煤炭资源开发与生态文明建设相协调,本文总结了煤炭资源开发对水资源的破坏和影响,对空气环境的影响以及对水文、地质的影响,在分析煤炭资源不合理开发对我国生态环境造成了不可逆性危害的基础上,从以下诸方面提出了推进我国煤炭工业生态文明建设的建议,如：完善矿区生态环境恢复补偿制度、推进煤炭绿色开采技术、大力发展煤炭循环经济、统筹规划煤炭工业发展布局等。     

我国煤炭能源困境分析及建议

为了促进我国煤炭资源开发与生态文明建设相协调,本文总结了煤炭资源开发对水资源的破坏和影响,对空气环境的影响以及对水文、地质的影响,在分析煤炭资源不合理开发对我国生态环境造成了不可逆性危害的基础上,从以下诸方面提出了推进我国煤炭工业生态文明建设的建议,如:完善矿区生态环境恢复补偿制度、推进煤炭绿色开采技术、大力发展煤炭循环经济、统筹规划煤炭工业发展布局等。     

西部生态脆弱区煤炭减损开采地质保障科学问题及技术展望

我国能源禀赋特点决定了煤炭主体能源地位短期难以改变,其中,西部煤炭资源担负着我国基础能源自主供给的核心角色。但西部煤炭多处于干旱-半干旱带的沙漠-黄土覆盖生态脆弱区,易因开采扰动引起地下水及生态环境产生显著影响。因此,减损开采成为西部生态脆弱区煤炭资源安全高效开发与环境保护协调发展的必然选择。立足西部煤炭资源开发现实情况,提出了西部生态脆弱区煤炭减损开采面临的四大关键科学问题,即：① 煤-水空间发育组合特征;② 采动过程地质条件变化规律;③ 保水开采分区及地质判据;④ 西部煤炭减损开采技术体系构建思路。同时,详细阐述了煤炭减损开采技术发展状况及存在的现实难题。在此基础上,尝试构建西部生态脆弱区煤炭减损开采技术体系,并展望了西部煤炭减损开采技术未来发展方向。相关研究以期为西部生态脆弱区煤炭绿色减损开采提供借鉴。     

对我国煤炭主体能源地位与绿色开采的思考

针对我国存在的缺油、少气、相对富煤的能源资源国情,指出我国在相当长的时期内,虽然煤炭的比重将逐步降低,但煤炭主体能源地位短期内难以改变。同时指出,生态环境对煤炭开采和加工利用约束日益增大,绿色开采、清洁高效利用与开发西部煤炭是支撑煤炭主体地位、保障国家能源安全的重大需求。从生态环境脆弱、采动损害严重等方面分析出西部煤炭开发和环境保护矛盾尖锐,通过对地表生态与地下水埋深关系、植被适生水位、采动隔水性变化与隔水岩组的深入分析,揭示了维系地表生态系统的地质条件与采动损害机理,对支撑西部煤炭高质量发展的绿色开采技术进行了具体阐述。     

我国西部生态脆弱矿区煤-水共采问题分析

煤炭在我国能源结构中占有主导地位,是我国能源战略安全的重要组成部分。我国煤炭能源时空赋存特征及国内外政治经济环境决定了当前以西部生态脆弱矿区煤炭资源开发为主的格局,该区域已成为我国煤炭能源供给的重要战略基地。根据已有的研究成果可知,大规模高强度开发已超过该区域部分矿区的生态环境承载能力,极有可能造成生态环境的不可逆破坏。我国能源的赋存特征又决定了必须科学有序开发该区域煤炭资源,兼顾考虑国家能源战略安全与生态环境长期稳定与恢复是当前亟待解决的关键科学问题。其中,保水开采与采空区储水(地下水库)技术的推广应用在一定程度上缓解了煤炭开采与生态环境保护的矛盾。但是,从长远来看,该矛盾将伴随着煤炭开采全生命周期及其后煤炭开采时期。分析认为,应建立国家西部生态脆弱矿区煤炭资源开发与环境保护协调中心,由国家发改委能源局主导协调多部门参与,以煤炭开采与生态环境保护为主线,制定考虑生态环境承载能力的煤炭开采中长期规划,建立开采前充分论证评价,开采中与开采后连续监测的全周期煤炭开采技术体系;同时,应加大该区域煤炭开发的科技投入,采矿、生态环境保护与监测、人工智能等多学科交叉融合解决煤炭开采与生态环境保护矛...     

保水采煤及地质环境综合研究取得成果

原煤炭部“九五”重点科研项目《我国西部侏罗纪煤田（榆神府矿区）保水采煤及地质环境综合研究》于１９９９－０４－０９在北京通过国家煤炭工业局鉴定．该项目是首次在我国西部鄂尔多斯盆地侏罗纪煤田（榆神府矿区）大型煤炭基地,对煤炭开发、保护利用水资源和保护生态...     

西部干旱半干旱露天煤矿生态重构技术难点及发展方向

露天煤矿开采对生态环境最严重和直接的影响是对水资源破坏与土地资源的挖损占压,以及对生态系统的物种破坏。西部干旱半干旱露天矿区生态重构的关键是水资源保护与利用、排土场土层结构重构、表土改良和植被优化组合。西部干旱半干旱露天矿区生态重构核心技术是研发露天矿区岩层结构与含水量探测技术,监测地下水存在的范围与边界。以水资源量为约束,构建排土场近地表合理的土层结构,实现重构土层保水涵水动态协调供给。提出干旱半干旱露天矿排土场近地表高效低成本的表土生态层-涵水层-隔水层的3层土层重构结构模型,研发物探检测成套技术与装备,监测矿坑水来源、排土场土层结构与含水率,保证生态工程水资源有效利用。结合土地的生态承载力,对排土场重构生态进行功能分区与景观设计。开发新型微生物菌剂培养配方,揭示微生物改良土壤及抗逆境机理,形成较好的有机生物立体生态重构模式,可产生较好的经济、生态和社会效益,促进矿区绿色可持续发展。通过对西部干旱半干旱露天矿区及其周边环境动态观测,在生态条件差的地区,人工干预能有效地打破原始生态禁锢,刺激生态正向发展,获得西部干旱半干旱露天矿区自然与人工生态协调发育规律。解豁了科技界担心大规模的煤炭开发使西部干旱半干旱地区的生态环境进一步恶化,造成"雪上加霜"效应的难题。同时针对西部干旱半干旱区露天矿排土场重构土壤的结构差、肥力低、植物种类单一,重构生态难的现状,采用微生物-植物联合修复技术,研发多型号生物修复菌剂和基质,有效地促进了植物根系发育,增强了植物抗土壤压实、养分贫瘠、干旱缺水及易盐碱化等逆境的生理生化反应,人工干预重构后的生态环境比原生态效应提高10倍以上。实践了西部露天煤矿区开发金山银山,再造绿水青山的生态理念。     

西部生态脆弱区现代煤-水仿生共采理念与关键技术

针对西部生态脆弱矿区富煤贫水特征和原生态保护要求,建立集开采和生态保护为一体的"现代开采生态系统";基于采前地下水及地表生态的稳定性关系或生态"原态"约束,提出煤水资源开发中的"煤-水仿生共采"理念、煤炭开采与水资源开发及地表生态保护同步的"煤-水仿生共采"模式;按照"隔离-导流-控制"的仿生共采新思路、提出"隔离层控制"原理和开采"地下水漏斗聚集"调控效应;构建了集分区设计、隔离重构、仿生控制为核心的煤-水仿生共采保护控制关键技术体系;开发了"压裂-开采-注浆"开采隔离保护工艺、地下水汇集调控关键技术。     

生态哲学视域下煤炭区域生态修复效能浅析

处理好资源开发与环境保护之间的关系是生态哲学视域下煤炭区域生态修复效能关键影响因素。我国在煤炭开发的过程中采用的方式并不适合环境保护,长期忽视生态建设,违背生态规律。因此,造成了严重的环境问题。针对这种情况对传统煤炭开发进行反思,建立生态化煤炭开发新模式,不断创新煤炭开发新技术。对生态哲学视域下煤炭区域生态恢复效能进行分析,在理论实践过程中不断地提升煤炭开发的生态化发展效果。     

碳中和目标下煤炭行业绿色发展的路径选择

我国碳排放量约占全球的三分之一,其中由煤炭消费产生的碳排放量占70%以上,随着碳中和成为国家的重大战略目标,那么煤炭行业的减排措施必然是重中之重。我国相关机构和学者预测,即使实现碳中和之后,煤炭的需求仍将达到12亿～15亿t/a,所以煤炭行业必须探索出一条绿色发展的道路。本文依据我国煤炭分布区域与生态地质特征的关系,提出减排应贯穿煤炭的全生命周期,即从煤炭勘查、开采、煤电与煤化工、生态修复、布局新能源、融入碳市场、创新政府监管模式等一系列措施实施减排或增加碳汇,以实现碳中和目标。     

新疆煤炭资源与水资源配比关系研究及开发建议

水资源在我国西部尤其是新疆地区关系到煤炭的命运。煤炭开采需要用水,煤炭清洁利用和提质升级也需要水,若有煤无水则煤炭沦落与土无疑。新疆地区是我国第十四个大型煤炭基地,是西部大开发的着足点,也是一带一路国家战略布局的支撑点,若能解决好煤炭与水的问题,则就解决了能源安全问题,也解决了民族问题。本文立足新疆煤炭地质条件与水资源条件综合分析,研究了煤炭资源与水资源的配比关系,总结了煤炭资源分布与水资源分布之间存在的问题,提出了解决问题的战略性建议。可为研究西部煤炭资源利用问题提供参考,具有一定的现实意义。     

我国洗选煤现状及节能对策

煤炭目前是我国重要的能源之一,在推动社会进步和经济发展过程中起着举足轻重的作用。煤炭资源的绿色合理开发作为一种与生态相协调的资源开发模式,是当前煤炭行业摆脱困境实现可持续发展的必由之路。对洗选煤工艺、煤泥水的处理和洗选煤机械的应用现状与存在的问题进行了分析,提出了相应的节能减排对策,为企业的稳步发展与创新、生态环境的保护与水资源的可持续利用提出了建议,可为实现洗煤技术现代化、节约型社会建设和煤炭的可持续发展提供科学的技术支持。     

煤炭生态地质勘查基本构架与科学问题

基于煤盆地矿产资源与生态环境地质特征,以实现煤盆地多资源协同勘查开发与资源开发中生态环境和谐为目标,提出了煤炭生态地质勘查的理念与基本构架。煤炭生态地质勘查是指以煤炭地质基础理论和生态学理论为指导,针对煤盆地呈固、液、气、元素"四态"赋存的矿产资源、地表及地下空间关键层位、生态环境与其他自然资源,采用空、天、地一体化的多种勘查技术,涵盖资源勘查、开发地质保障、资源开发与环境保护、资源综合利用、生态修复与生态系统重构并贯穿于煤炭资源勘查开发到矿山闭坑全过程的相关地质与生态勘查工作。煤炭生态地质勘查是今后煤炭地质勘查工作的重要发展方向,核心理念是生态保护优先。基于煤炭生态地质勘查理念,以煤系矿产资源和水资源、地质关键层以及生态环境保护、监测、修复相关的主要地理要素、地质信息为对象,建立了煤炭生态地质勘查基本架构,分析了煤炭地质勘查工作向资源保障和环境保护与生态建设相结合的生态地质勘查方向转变的紧迫性。研究认为:煤炭生态地质勘查要统筹好资源保障与生态环境的关系,超前规划布局,优选遥感、快速精准钻探、高精度地球物理勘探等绿色勘查技术"空天地一体化"协同应用。根据煤盆地资源赋存特征选用煤与多种矿产资源的双目标、三目标、四目标、多目标协同勘查模式,同时在资源勘查、资源开采、采后修复全过程中注重地质关键层和生态环境信息的变化,实施环境保护与生态修复措施,并通过地质大数据分析技术,集成多维数据展示勘查成果,实现对煤系多种矿产资源、生态环境地质信息、开发地质条件的透明化、数字化。     

我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展

水资源短缺是全球性问题,我国是全球最缺水的国家之一。煤炭资源与水资源的逆向分布使得我国煤炭开采水资源保护利用成为煤炭绿色开发的重大技术难题。我国西部已成为煤炭的主产区,但该地区生态环境脆弱,水资源蒸发量大,矿井水外排后蒸发损失是我国目前煤炭开采年损失60亿t矿井水的主要原因。系统分析了煤炭开采水资源保护利用的技术进展及工程应用特点;介绍了神华集团经过近20年的技术探索和工程实践,突破传统理念,首次提出采空区储用矿井水的技术构想,攻克了水源预测、水库选址、库容计算、坝体构筑、安全控制和水质保障等技术难题,构建了煤矿地下水库技术体系。该技术已在神东矿区全面实施,并将在西部其他矿区推广应用,为煤炭开采水资源保护利用开辟了有效的技术途径。     

刊首语

十八大报告提出"大力推进生态文明建设",并指出"建设生态文明是关系人民福祉,关乎民族未来的长远大计",要求我们"努力建设美丽中国,实现中华民族永续发展"。作为国家基础能源的煤炭行业由于煤炭资源大量开发,产生了大量的固体废物,排放了大量的矿井水和矿井瓦斯,造成了大量的土地沉陷,并引发了水土流失,造成地下水位下降、流失,引起地表干旱和植被退化,以及矸石粉尘,自燃烟尘和SO2、CO2的排放等,对煤炭矿区及其周边地区造成了严重的生态环境影响。因此,推进生态文明建设,建设美丽中国,对我们煤炭这一特殊产业而言,将承担着艰巨的任务,负有极其重要的责任。     

西部煤炭绿色开发地质保障技术研究现状与发展趋势

西部地区是我国绿色煤炭资源的主要分布区域和国家大型煤炭生产基地聚集区,也是我国生态环境脆弱区。在煤炭作为我国主体能源短期内难以改变的情况下,安全绿色开采、清洁高效利用西部煤炭资源已成为保障国家能源安全的重大需求。从煤系矿产资源协同勘查、生态脆弱区采煤保水及生态环境保护、矿井地质灾害精细预测预报、"互联网+煤炭地质"和煤炭清洁利用5方面分析了西部煤炭绿色开发地质保障技术的研究现状,展望了未来西部煤炭绿色开发地质保障技术发展的3大方向:提高绿色煤炭资源的勘查精度,创建采煤保水技术体系,提升煤炭清洁利用地质保障程度。