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。     

水资源保护从规划开始

将煤炭工业矿区总体规划中区域水资源的分析论证作为露天煤炭开采水资源保护的前提。收集、分析某地区规划煤炭工业矿区中煤矿开采对水资源保护的材料,根据已开采煤矿的实际案例,进一步明确煤炭开采水资源保护作为环评改革"三线一单"中的重点内容,提出水资源保护应从矿区规划环境影响评价开始。     

神东矿区煤炭开采水资源保护利用技术与应用

针对神东矿区矿井水外排蒸发损失的问题,分析了以往保水采煤方法的不足,系统研究了矿区水文地质条件,提出了矿区三类水(近地表土壤水、第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水)概念。在此基础上,神东矿区通过开展一系列水资源保护和利用技术研究,掌握了矿区煤炭现代开采地下水的运移规律,相继研发了采空区储水设施、煤矿地下水库和煤矿分布式地下水库的水资源保护和利用技术,形成了以煤矿地下水库为核心的矿区水资源保护和利用技术,并通过技术提升,建成了大柳塔矿分布式地下水库示范工程,实现了矿井水井下循环利用。现场工程应用表明,神东矿区煤矿地下水库安全稳定运行,提供了矿区95%以上用水,有效保障了矿区的可持续发展,为我国西部地区煤炭开采水资源保护利用技开辟了新的技术途径。     

干旱矿区水资源迁移与“保水采煤”思路探讨

为了解干旱矿区水资源迁移情况,本文以位于陕北地区的神南矿区为例,选择"十二五"末期为时间点,开展了潜水漏失程度评价分区,采后水资源量预测,采空区水质分析对比等工作。结果显示:煤炭开采使得矿区内水资源含蓄总量增加,采空区水是增长的主体。继而提出以水资源含蓄总量作为干旱矿区煤炭开采"保水采煤"效果的评价标准:如果采前矿区内可利用水资源总量(V采前)大于采后(V采后),表明水资源量整体是流失的,相反,则认为煤炭开采相对提高了区域水资源含蓄能力,煤炭开采有利于保护水资源。以此标准,神南矿区开采后水资源环境得到了改善。     

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。     

济宁市煤矿开采诱发的水环境问题探讨

在对济宁市煤炭开采现状和水资源调查基础上,探讨了煤炭开采对地表水、地下水水量及水质的影响原因,并且基于数据说明了济宁市煤炭开采对水资源影响的严重性,提出了缓解影响的相关对策,希望可以为矿区水环境的治理和保护提供有利资料。     

煤炭开采与保水开采技术

煤炭开发与地下水资源保护之间的矛盾日益突出,煤炭开发在促进社会经济发展的同时也给当地生态环境带来了较大破坏,尤其对地下水资源的影响更为显著。如何实现煤炭开发与水资源保护间的相互协调是当前煤矿开采面临的巨大难题。通过分析煤矿开采对水资源尤其是对顶底板含水层的影响,进一步阐述了煤炭开采与水资源保护技术的技术进展情况及当前可实现保水开采的2种基本技术途径:以“堵截法”和“疏导法”为理念的保水开采技术的适用性和面临的技术难题,提出矿井要在不断探索实践中科学合理地选择适用于矿井自身的保水开采技术,对解决当前煤矿开发与水资源保护之间面临的双重难题,对矿井可持续发展具有一定的指导作用和借鉴意义。     

煤炭开发利用水资源需求及应对策略研究

针对水资源对煤炭开采、煤炭洗选、燃煤发电和煤制油化工等煤炭开发利用产业发展的制约,提出了充分利用矿井水和城市中水满足煤炭开发利用水资源需求的总体思路,分析了矿井水和城市中水利用的主要技术路径和研发方向。通过神华集团的案例,证明利用矿井水和城市中水是煤炭开发利用与水资源协调发展的有效技术途径。     

黄河中游榆神府矿区采动含水层失水模式及保护技术

“煤-水”矛盾已成为制约榆神府矿区煤炭安全高效绿色开采的主要因素。为缓解区内煤炭开采与水资源保护之间矛盾,切实保护水资源和生态环境,以榆神府矿区内典型煤矿为例,研究揭示了煤水赋存特点,构建了采动含水层失水模式,初步探讨了水资源保护整体思路和技术。研究成果表明:榆神府矿区内存在地表水和地下水2大类水资源。地表水以海子、地表径流以及泉的形式赋存,地下水则有萨拉乌苏组潜水、烧变岩水和风化基岩水3种重要类型。按照含水层与导水裂隙带的位置关系,将其分为低位含水层和高位含水层2类。低位含水层失水模式为导通漏失型,高位含水层存在非导通垂向渗失和渗流溢出蒸发散失型2种失水模式,前者发生于高位承压含水层中,后者则主要是高位潜水含水层的失水模式。低位含水层可通过导水裂隙带发育高度控制技术、采后顶板注浆加固技术实现水资源保护,高位含水层可通过人工隔水层再造、离层注浆以及协调开采技术实现水资源保护。对于无法实施原位保护流入采空区的水则可通过地下水库存储、净化循环利用和深部回灌等矿井水综合利用技术处理间接实现水资源保护。     

采煤新技术保护水资源

由国家深部岩土力学与地下工程重点实验室主任、中国矿业大学副校长缪协兴教授主持的“水资源保护性采煤技术研究与应用”日前通过了成果鉴定。 鉴定专家组认为,该研究成果对我国西部干旱、半干旱地区煤炭开采中的水资源保护与生态环境保护具有重要的学术价值和广泛的应用前景,有助于煤炭企业的可持续发展和西部能源经济的发展,研究成果整体上达到了国际领先水平。     

中国矿业大学两项“973”计划项目研究成果通过技术鉴定

由缪协兴教授主持的“神东矿区水资源保护性采煤技术研究与应用”和教育部科学技术研究基金重点项目“干旱半干旱地区煤炭开采中的水资源保护与利用研究”两个项目,于2008年3月9日和3月25日分别通过煤炭工业协会和教育部科技发展中心组织的成果鉴定．     

“能源金三角”地区煤炭开采水资源保护与利用工程技术

针对制约我国煤炭开发战略西移面临的水资源短缺问题,避免矿井水外排地表蒸发损失和造成土壤盐碱化,开辟节省土地资源和节约建设运行费用的矿井水储用的新途径,保护和利用西部矿区宝贵的矿井水资源,提出了矿井水井下储存利用的新理念,即利用煤炭开采形成的采空区作为储水空间,用人工坝体将不连续的煤柱坝体连接构成复合坝体,建设煤矿地下水库。开发了水库水量预测、水库选址、库容计算、坝体建设、安全运行和水质保障等关键技术,建立了煤矿地下水库技术体系,在神东矿区建设了示范工程。目前已建成32座煤矿地下水库,储水量达3100万m3,供应了矿区用水量的95%以上,为矿区发展提供水资源保障,为我国煤炭开采水资源保护利用提供了新的技术途径。     

矿井水的污染及防治

随着煤炭的大量开发和利用,对水资源的破坏日益增大,对国家经济的科学发展产生了不利影响。结合我国煤矿各种水源污染现象,从源头上控制煤炭开采对水资源的破坏和污染,充分利用各种特殊开采技术和污水处理技术进行针对性的处理,以有效地降低煤炭开采对水资源的破坏程度。     

大同矿区水环境问题分析及水资源保护对策探讨

在对大同矿区煤炭开采现状调查的基础上,探讨煤炭开采对大同矿区水环境及水资源的影响,分别从水量变化和水质污染方面进行分析论述,指出由此引发的相关问题,并提出相应的水环境现状治理和水资源保护对策。     

水神之笔绘就煤炭绿色开采宏伟蓝图——记中国工程院院士、神华集团科技发展部总经理顾大钊

正水资源短缺是一个全球性问题,而中国的水资源人均占有量仅为世界的四分之一。水是生命之源。没有水,就没有生态;没有水,就没有生命!但是对于煤炭开采而言,水却是危害矿井安全、危及矿工生命的重大隐患,与瓦斯、顶板、煤尘、火并称为“煤矿五大自然灾害”。长久以来,排水一直煤炭生产的前提条件。目前,我国煤炭开采每年产生矿井水约80亿吨,有60亿吨外排后未能利用而损失。可是有这样一个人,二十余载聚焦能源生态文明重大课题,彻底颠覆了传统的矿井水理念,在采煤生产过程中,不仅能不再向地面排水,还把水库建在了矿井下,仅在世界最大的神东矿区每年就为矿区生产、生活和生态提供了6000多万吨水资源,使我国的煤炭开采水资源保护利用技术领先全球,让这个曾经的重大安     

山西省大同矿区水环境分析及水资源保护

在对山西省大同矿区(以下简称大同矿区)煤炭开采现状调查的基础上,探讨煤炭开采对大同矿区水环境及水资源的影响,分别从水量变化和水质污染方面进行分析论述,指出由此引发的相关问题,并提出相应的水环境现状治理和水资源保护对策。     

山西省煤炭开采总量的环境制约模型研究

随着煤炭资源开采对环境造成影响日趋严重,煤炭开采环境问题受到广泛关注,在这方面的研究不断增多,新的研究方法和研究思路不断出现,但研究范围主要集中于环境影响分析和生态承载力评价, 从环境制约角度合理地确定煤炭开采总量,目前尚属空白.本文定量分析了资源环境对煤炭开采的承受能力, 从水资源和土地资源两个因素建立综合评价模型,估算了山西省煤炭开采的总量.     

合盛煤矿开采对郭庄泉域地下水环境影响研究

为了保护郭庄泉城岩溶水资源,在对合盛矿井水文地质条件分析的基础上,分析了郭庄泉域水资源环境条件,评价了合盛矿井煤炭开采对郭庄泉域水环境的影响,并提出了煤矿开采过程中应采取的防治水措施,可为兼并重组矿井评价煤炭开采对地下水资源影响提供借鉴意义。     

我国西北煤炭开采中的水资源保护基础理论研究进展

围绕西北煤炭开采中水资源保护基础理论研究中的关键科学问题,介绍了西北煤田地层结构特征、采动覆岩结构与隔水层稳定性时空演变规律和水资源保护性采煤机理与控制理论等方面的研究进展情况。构建了西北矿区不同生态地质环境类型生态-水-煤系地层空间赋存结构模型,分析了浅表层水分布特征与水循环运移规律;提出了覆岩裂隙表述和重构方法,构建了上位隔水层-中位阻隔层-下位基本顶结构协同变化模型和渐序变化模型;构建了该区初/复采煤层保水开采技术适用性分类方法体系,探索了新式短壁保水采煤方法,为构建基于水资源保护的西北煤炭科学开采方法体系奠定基础。     

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。