准格尔露天矿区煤炭资源安全高效绿色开采实践

准格尔露天矿区煤炭资源丰富,有黑岱沟和哈尔乌素2大露天煤矿,开采条件好,但生态环境脆弱。通过打造"安全型"、"高效型"、"生态园林型"、"环境友好型"、"综合利用型"露天煤矿,做到了安全、高效、绿色开采,实现该地区经济、环境、社会的协调发展。     

新疆大型露天矿绿色安全高效开采存在问题及对策

新疆矿产资源丰富,但生态环境脆弱,随着开采规模不断增大,大型露天矿开采与生态环境保护之间的矛盾日益突出.通过收集整理相关资料,总结了新疆地区矿产资源赋存特征、大型露天矿分布情况及生态环境特征.揭示了新疆大型露天矿开采存在的问题,并分别针对处于规划设计阶段与生产运营阶段的两类矿山,提出各自相应的露天矿绿色安全高效开采思路,建立了全流程环节的理论框架及具体实施方案.分析总结了适用于新疆大型露天矿绿色安全高效开采的关键技术及有益效果,继而提出了"大型露天煤矿宜采用陡帮开采跟踪内排的绿色模式,大型露天金属矿宜采用露天-地下联合开采的绿色模式"的观点,并以乌拉根锌矿为例进行了工程案例分析.     

印度露天煤矿发展研究

为借鉴露天煤炭开采大国的发展经验和做法，推进我国露天煤矿高质量发展，研究分析了印度近50年露天煤矿的发展历程，采用定量研究和定性分析相结合的方法，研究分析了印度露天煤炭资源分布、露天煤矿生产现状和生产结构、开采技术和装备应用、生态环境保护等方面的规律、特点和经验做法。研究表明，印度充分利用煤炭资源的赋存优势和露天开采的规模优势，经过50余年的发展，煤炭总产量和露天煤矿产量持续增长，对国内能源需求做出了较大贡献；2021年印度露天煤炭开采产量占到煤炭总产量的95%以上，是国外第一大露天煤炭生产国，仅次于我国的露天煤炭产量；20世纪80年代以来，印度依靠国际合作和国外采购，成为亚洲最大的吊斗铲倒堆工艺应用国，现阶段印度在露天煤矿开采环境保护法律法规制定与实施、环境管理计划的落实和税收约束等方面的工作也取得了一定成效。     

实施绿色开采 促进露天煤矿可持续发展

目前,我国400余座露天煤矿煤炭产量达7.1亿t,占煤炭总产量的20.8%。针对露天煤矿开采对固体环境、水体环境、大气环境和生态环境带来的综合性影响,提出,采用绿色开采技术是解决露天煤矿生态环境问题的根本途径,对露天煤矿绿色开采的概念和内涵进行了界定。根据我国露天煤矿现状,认为,应加强露天煤矿绿色开采理论研究,实施绿色开采一体化技术,对露天煤矿破坏生态环境的机理开展研究,建议露天煤矿应采取闭坑治理等系列绿色开采技术,提出露天煤矿5项绿色开采原则,建议用“土地置换原则”及“土地扰动系数”破解露天煤矿土地征地困局,建立露天煤矿“绿色度”评价指标体系和评价模型。     

基于6S的智慧化露天煤矿体系构建

在煤炭资源绿色开采与清洁低碳的大格局下,智慧化、生态化是露天行业新时期寻求高质量可持续发展的必经之路。根据国内露天行业智能化发展现状提出露天煤矿6S理论,从稳固可靠（Stabilization）安全（Safety）感知（Sensory）体系（System）服务（Service）与智慧生态（Smartecotype）6个方面阐述了智慧化露天煤矿建设理念与标准,涵盖了顶层设计、安全预测预警、专业内外部服务等多系统融合技术的分析与应用。     

澳大利亚露天煤矿发展研究

为借鉴先进产煤国家经验，推进我国露天煤矿高质量发展，通过研究分析澳大利亚60年来露天煤矿的发展历程，采用定量研究和定性分析相结合的方法，研究分析了澳大利亚露天煤炭资源分布、露天煤矿生产现状和生产结构、开采技术和装备应用、生态环境保护等方面的规律、特点和经验。研究表明，澳大利亚充分发挥了露天开采生产规模大、劳动效率高、煤炭供应有保证等优势，优先发展露天开采，开采工艺以无运输倒堆工艺和间断式开采工艺为主，开采装备向大型化和智能化发展；露天煤矿向大型化和集约化发展，大型露天煤矿智能化发展进入规模化应用阶段；生态环境保护的原则是恢复到扰动之前的状态。基于此，中国可借鉴澳大利亚在煤炭资源条件适宜的地区持续扩大露天煤矿生产规模的做法，进一步扩大露天煤矿产量和开采集中度，重点发展半连续开采工艺，将生态环境保护要求贯穿于露天煤炭开采的全过程，实现露天煤矿开采的良性循环。     

俄罗斯露天煤矿发展研究

对俄罗斯露天煤矿的资源、生产等情况进行了深入分析,总结了俄罗斯露天煤矿开采技术的发展历程以及在典型地区的技术应用,梳理了俄罗斯露天煤矿装备特点、主要装备应用情况以及俄罗斯露天煤矿主要的生态保护措施。研究得出：俄罗斯适合露天开采的煤炭资源丰富,其探明储量占比达到俄罗斯煤炭资源总量的72%以上,露天煤矿产量占俄罗斯煤炭产量75%以上,露天煤矿是俄罗斯煤炭产业发展的重点。俄罗斯露天煤矿的开采工艺主要采用轮斗连续开采工艺,同时无运输倒堆工艺使用也较多,挖掘机、自卸卡车、吊斗铲等与开采工艺相对应的装备近些年取得了新的发展。在煤炭开发利用的同时,俄罗斯高度重视煤炭工业环境安全问题,在机构设置、法律法规、生态修复技术等方面积极探索并取得诸多进展,减少了露天煤矿开发对环境的负面影响。     

世界露天煤矿发展综述

采用定性和定量相结合的方法比较分析了世界主要露天采煤国家在露天煤炭资源分布、生产现状、开采技术、装备发展和环境保护等方面的特点及其经验。结果表明，国外优先发展露天开采，露天煤矿向大型化、集约化、高效化发展，露天煤炭开采工艺呈现连续化、综合化特征，开采装备向大型化、智能化、电动化和节能环保方向发展，在资源开发同时，坚持以“恢复原有生态功能”为原则进行采后土地生态功能的恢复。我国露天煤炭产量已超过世界其他任何一个国家的煤炭总产量，且露天煤矿生态环境保护经历了跟跑、追赶和超越3个阶段。展望未来，我国露天煤矿应进一步扩大产量规模和开采集中度，重点发展自移式半连续开采工艺，提高国产设备使用规模，推进露天开采与生态重建一体化，提高生态建设效果和质量。     

露天煤矿开采现状及生态环境影响分析

分析我国露天煤矿开采规模、地区分布特点,煤炭露天开采对矿区生态环境影响,提出了露天开采与生态环境一体化技术。建立露天矿绿色开采理论体系,引入"绿色因子"建立露天开采目标函数,以达到强制实现生态环境保护的目标。     

中国适宜露天开采的煤炭资源分布及其评价研究

简要介绍了我国煤炭资源现状,分析研究了适合于露天开采的资源分布情况及占我国煤炭资源的比例,阐述了我国露天煤炭资源开发现状及主要开发主体,分析总结了大型露天煤矿的资源情况,并且对主要开发企业的主产区和可采储量进行了统计分析,总体评价了适合于露天开采的资源状况、煤质情况、赋存条件、勘探程度、剥采比和外部条件,指出了我国最适合于露天开采的矿区和未来发展方向,对于研究我国露天煤炭资源开采具有一定的意义。     

我国煤矿绿色充填开采技术应用与展望

常规井工煤矿开采会造成地面沉（塌）陷、生态环境破坏、建（构）筑物损害等问题，煤矿绿色充填开采实践表明：实施绿色充填开采，能够有效减小地表沉（塌）陷，保护地表和井下水系，消除地面矸石山对矿区生态环境的破坏，避免建（构）筑物的损害，降低采空区瓦斯的积聚，减少采空区积水，降低遗弃煤炭自燃的几率等，社会、经济和生态效益显著。分析了制约我国煤矿绿色充填开采应用的主要因素是国家政策支持力度不够，煤矿绿色充填开采技术初期建设投资大、充填成本高、建设周期长，煤企对生态环保的认识不足等。提出了要在“采、选、充、留”一体化精准充填开采技术和新型绿色充填材料的研发上加大力度，以发挥出我国煤矿绿色充填开采技术的更大作用。     

中美草原区露天煤矿土地复垦技术对比案例研究

中国露天煤矿多处于生态环境脆弱区,煤炭开采不可避免导致矿区生态环境的进一步恶化,草原区露天煤矿土地复垦已成为焦点。以美国的北安特洛浦/罗切尔矿区和中国内蒙古某露天煤矿为代表,系统对比两国草原区露天煤矿土地复垦在地貌重塑、土壤重构、植被重建等过程中的主要技术措施。研究发现,中国较美国在露天煤矿土地复垦技术上存在一定差异,美国比较注重近似原始地形的地貌重塑、本土植物的调查与保护、土地复垦后期的监测管护。研究认为,中国在草原区露天煤矿土地复垦过程中应该注重地貌重塑的区域协调性、提倡本土植物的利用和种植、减少抚育管理工作量、强化土地复垦后期监管,以保障矿区土地可持续利用。     

基于“绿色矿山”的矿区生态环境成本核算——以华北平原某矿区为例

随着矿区生态文明建设水平不断提高，以营建“绿色矿山”为目标的可持续发展理念日趋成为业内发展共识，特别是涉及矿区生态环境成本的相关领域业已成为行业研究前沿。通过系统梳理矿区生态环境成本相关理论，逐步完成矿区生态环境成本构成、账户设计与成本归集，合理界定矿区生态环境成本的确认原则、计量方法；以华北平原某矿区为例，综合借助资源损耗成本计量模型、生态服务价值方法、工程量法分别对“矿区自然（煤炭）资源损耗成本”、“生态环境破坏成本”、“绿色矿山建设成本”以及“矿山环境管护成本”进行核算，计算结果能够基本反映出所选矿区生态环境成本的现实情况。因此，建议设置与“环境成本”相关的会计科目，从成本管控的角度提高矿山企业的环保意识，进而为有效落实生态文明的发展理念、积极推进“绿色矿山”的建设提供切实可行的路径。     

绿色开采定量分析与深部仿生绿色开采模式

绿色开采是煤炭规模化开采向现代生态文明开采的技术跨越，绿色开采水平的科学评价则是建立适用绿色开采模式与实践效果检验的重要方法。研究基于前人成果分析，试图从生态学视角将传统的采矿系统与生态系统相融合构建采矿生态系统，采用物理模型构建、数学模型分析和实例验证方法，分析开采扰动时系统受损状态和生态损伤程度，构建生态损伤和绿色开采分析模型，定量评价绿色开采水平和效果，参考西部深部开采环境特点和采动生态响应特征，建立适用的绿色开采模式，为西部矿区探索适用的绿色开采解决方案提供有效途径。研究基于采矿生态系统，提出描述开采“激励”作用下生态损伤的4个因子和16个主要参数，系统内3类要素组(采动覆岩、地下水系统、地表生态)的4种耦合关系(应力耦合、水-岩耦合、水-土耦合、辐射耦合)和生态损伤的系统外传导效应，提出描述生态系统原态与受损状态相对变化关系的“生态损伤系数”;绿色开采本质是通过控制开采激励的生态响应水平实现“减损”和近零排放的先进开采方式，参照生态系统原态提出开采“绿度”指标度量开采扰动下自然稳定的生态系统原态保持水平，基于生态损伤系数建立了绿度定量分析模型和绿色开采水平比较模型;建立了绿色开采模型，分析了开采工艺参数、地下水系统保护和地表生态修复方法的绿度贡献水平，发现控制导水裂隙带高度、矿井水涌出量和含水层保护、近零排放等途径对开采绿度贡献相对较大;采用“递进式”优化的绿色开采方法与安全高效开采模式对比，地下水系统减损对提升绿色开采水平相对贡献更大;处于西部生态脆弱区的神东矿区分析显示，大柳塔矿、上湾矿、榆家梁矿等优于全区平均绿色开采水平，地下水系统减损是提升绿色开采水平的瓶颈;按照“源头减损与过程控制”思路，着力“降高、减失、快治、零排”，建立以“仿生”开采工艺为核心、非连续开采充填、含水层渗流隔离、煤矿地下水库储水、地表生态分区治理技术协同且精准控制开采过程的深部仿生绿色开采模式。     

冀中能源低碳生态矿山建设的研究与实践

基于煤矿开采对生态环境的扰动影响,提出了低碳生态矿山的概念,探讨了低碳生态矿山建设模式及评价指标体系。依靠技术创新,实现了充填采煤、保水开采、瓦斯抽采与利用、地热源利用和循环经济等绿色开采与低碳生态矿山建设的目的。提高了矿井安全保障和集约高效程度,而且提高了资源回收与“三废”开发利用率,达到减少能源消耗和保护生态环境的目的。为低碳生态矿山建设与实现提供了有效技术途径。     

煤炭资源生态开采关键技术研究及应用

 为进一步提高翟镇煤矿绿色开采技术水平,本文基于翟镇煤矿的煤炭资源绿色开采实践,阐述了翟镇煤矿煤炭资源生态开采的关键技术及应用效果,论证了实现矿井矸石不升井、资源不浪费、矿井不产尘、污水不外排、煤炭不落地、地表不下沉的方法,提出了一条煤炭企业建设安全高效集约型、生态友好型、绿色循环型矿区的发展之路,具有很高的推广价值。     

煤矿井下抽水蓄能发电新技术:原理、现状及展望

煤炭开采引发矿山灾害、地表沉陷、水土流失及生态环境损害等问题,但同时在地下形成了巨大的可供利用空间。全面阐述了煤矿井下抽水蓄能发电的概念与技术,对比分析了落差型、活塞抬举型、海洋浮力型和高压风储库蓄能4种非常规蓄能发电技术,指出利用废旧煤矿的开采空间（巷道及采空区）的煤矿井下抽水蓄能发电新技术具有得天独厚的优势,对我国废旧矿井重复利用、可再生能源开发和电力调蓄、矿区生态保护等提供了新思路。估算了我国废弃煤矿和现有煤矿的蓄水储能发电总量。进一步提出了煤矿地下水库、矿井水循环利用与抽水蓄能发电一体化技术构想,充分利用煤炭开采过程中形成的巨大的地下空间,实现储水、蓄能发电、矿井水循环利用和新能源开发等多重目标,并有助于控制地表沉陷、维护生态平衡,对我国可再生能源产业发展以及水资源严重短缺的西部地区煤炭开发提供重要的技术保障,并对未来现代化、生态化矿井开拓布局、节能减排、绿色开发产生深远影响。     

煤矸石充填技术在明水一号矿的应用与探索

煤矸石作为煤矿开采废弃物,既占用土地资源,又污染生态环境,对煤矸石的综合治理成为矿山企业急需解决的问题。明水一号煤矿积极探索煤矸石充填技术,将采煤过程中产生的矸石在井下直接充填至采空区,一方面减少了煤矿产矸量,提升企业经济效益;另一方面,采空区内通过充填矸石,减少岩层变形空间,在一定程度上防止了顶板垮落或变形,从而控制了煤炭开采后地表原岩的位移和沉降,消除对地质地貌的影响,保护了矿山地质环境,全面实现"节能减排、绿色开采"。     

榆神府矿区含水层富水特征及保水采煤途径

榆神府矿区地处毛乌素沙漠与黄土高原的接壤地带,生态环境脆弱,水资源匮乏,区内各主要含水层分布与富水性不均,含水层富水性及矿井涌水对煤矿生产影响差异较大,因此矿井水资源的综合利用与含水层的有效保护对煤矿生产与地区生态建设意义重大。通过分析萨拉乌苏组、烧变岩、风化基岩层等各主要含水层的形成、分布及富水特征,结合矿井首采煤层上覆基岩厚度与矿井目前涌水量情况,将区内生产矿井及待规划区域从"水资源保护与矿井水利用"角度划分为水量贫乏型、水量较丰富型、水量丰富型及地表水体型4种类型,并根据不同类型的分布特征进行了分区。在此基础上,针对不同的水资源保护与矿井水利用类型,分别提出了采空区存储净化、工业利用、农业灌溉、湿地建设和人工湖泊等具体的水资源保护与矿井水利用途径和措施。讨论了"保水采煤"的科学内涵,认为"保水采煤"的基本措施应当包括保护浅部主要含水层和矿井水资源利用两部分,即将"保水"与"用水"相结合,拓展了"保水采煤"的科学含义;建议在矿井规划时,应综合考虑开采损害影响与环境自身修复能力,在满足能源开采经济利益的同时,保证生态环境不发生质的破坏;提出了利用经济效益"反哺"当地生态和"绿色经济"建设的一点猜想,为矿区未来的规划建设提供了一定的参考意义。