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      總局為煤礦綠色安全發展注入強勁科技動能

      發布時間:2022-09-16 22:05:22瀏覽:538

      關鍵核心技術是國之重器、企業命脈,企業要實現綠色可持續高質量發展,提高核心技術創新能力是關鍵。經過兩年的科研攻關,由中煤地質總局勘研總院牽頭完成的“礦井水深井回灌技術研究及工程應用”和“采動覆巖離層區注漿控制地面沉陷及防災、處廢一體化關鍵技術與應用”,于近日通過中國煤炭工業協會科技成果鑒定,分別達到國際領先和國際先進水平,為煤礦綠色安全發展注入了強勁科技動能。


      “變廢為寶”,礦井水變身“綠色之水”

      煤炭是我國重要的基礎能源,在開采過程中會產生大量的礦井水,由于礦井水的賦存條件特殊,容易受到煤粉、巖粉和有害物質等的污染,是一種典型的礦井廢水。

      我國噸煤開采約產生2噸礦井水,若不加以重視,大量礦井水將造成地表水資源的污染和土壤環境惡化等嚴重問題。

      在煤礦水資源極為匱乏的條件下,礦井水直接排放也是水資源的極大浪費。因此,礦井水的處理與回收利用對于改善當地生態環境、解決礦井用水具有重要意義,有助于達到社會、環境和經濟效益的統一。

      “現階段礦井水的綠色無害化處理,成為制約煤礦安全環保低碳發展的技術瓶頸之一?!笨毖锌傇旱刭|封存技術研究所主任工程師趙岳告訴記者,“我們創新提出了系統的深井回灌技術方法、理論體系和標準規范,解決了水害防控與礦井綠色開采、礦區生態環保、礦山可持續發展之間相互矛盾與沖突的難題?!?/p>

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      礦井水深井回灌現場


      “使用礦井水深井回灌技術不僅可避免和減少對礦區生態環境的破壞,有效實現礦井水‘零排放’,經濟回報也非??捎^?!倍鯛柖嗨鼓趁旱V負責人給記者算了一筆賬,利用這項技術,礦井噸水處理成本可控制在10元以下,年回灌總量超過130萬立方米,相比原有礦井水處理方式節省了近2000萬元。

      “礦井水深井回灌技術是‘煤-水雙資源開發利用’的良好示范’,充分體現了礦井水‘控制、處理、利用、回灌、生態環境保護’五位一體治理理念?!痹谥袊禾抗I協會組織的專家評審會上,鑒定專家委員會主任、中國工程院院士武強頗為贊賞地說。


      “壓下托上”,為采煤沉陷打“預防針”

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      采動覆巖離層區注漿技術原理圖


      隨著煤礦開采強度的不斷增大,因采煤形成的沉陷土地已成為發展“難點”、民生“痛點”。如何有效減少采煤沉陷的發生,并對已形成的采煤沉陷區進行高效治理,是擺在煤炭行業科技工作者面前的難題。

      勘研總院研發的采動覆巖離層區注漿控制地面沉陷及防災、處廢一體化關鍵技術,“不但讓建筑物下、水體下和鐵路下“三下”壓煤的“老大難”不再難,而且可有效緩解煤礦生產接續壓力,破解制約企業發展的瓶頸,保障安全生產持續穩定?!笨毖锌傇翰煽账莸刭|災害防治研究所主任工程師趙明說。

      該技術之所以優于其他傳統地表減沉技術,并能更加有效地保護生態環境,關鍵是第一時間通過地面鉆孔給采動覆巖離層區打“預防針”——通過高壓注漿充填產生“壓下托上”的作用,提前預防煤炭開采后地層的下沉運動,改善礦區生態環境,利于生態文明建設。

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      注漿站施工現場


      “硬核科技”不僅使礦山“含綠量”大幅提升,也讓煤礦企業嘗到了甜頭。通過應用采動覆巖離層區注漿技術,山西潞安化工集團某煤礦采區回采率從50%提高到90%以上,釋放“三下”煤炭資源95萬噸,有效延長了礦山服務年限,同時處理粉煤灰固廢60萬噸,消耗礦井水超過100萬噸;鄂爾多斯某煤礦利用該技術,釋放了“三下”煤炭資源146萬噸。

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      自動化注漿控制系統


      我國“三下”煤炭資源量巨大,僅山西省就超過300億噸。據不完全統計,全國“三下”煤炭資源僅開采出10多億噸,大量“三下”煤炭資源沒有被采出。由此可見,采動覆巖離層區注漿技術在“三下”煤炭資源開采領域的經濟效益不可估量。


      “點石成金”,煤矸石的“華麗蛻變”

      我國是一個煤炭消費大國,而煤礦最大產出的固體廢物就是煤矸石,其中的有害成分可以進入大氣、土壤和地下水,不但制約煤礦的可持續發展,而且對生態環境造成嚴重危害,威脅人體健康。因此,如何減少污染,利用好煤矸石,對可持續發展戰略具有重要意義。

      勘研總院從2019年開始在鄂爾多斯某煤礦實施固廢處理及地面減沉一體化項目,在釋放“三下”煤炭資源的同時,建成了以煤矸石等大塊度、大粒徑固廢為原材料的離層注漿生產系統,使昔日的廢棄物華麗蛻變為新型環保注漿材料,并形成示范性工程,推廣應用前景廣闊。

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      鄂爾多斯某煤礦地面煤矸石注漿站


      “以前露天堆存煤矸石,不僅成本高,還污染環境?!倍鯛柖嗨鼓趁旱V負責人說,“如今,我們通過項目的實施實現了固廢資源再利用,有效消除了煤矸石堆放造成的環境污染和安全隱患,找到了可持續發展的道路?!苯刂?022年上半年,該煤礦共處置煤矸石近100萬噸,累計節省處置費用近1200萬元,減少煤矸石占地150余畝,取得了良好的經濟效益、生態效益和社會綜合效益。

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      注漿站施工現場


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      煤矸石制漿生產系統


      在“雙碳”目標指引下,勘研總院經過一系列技術研發和大量的工程應用實踐,形成的以“礦井水深井回灌技術”和“采動空間注漿技術”為核心的新型一體化綠色開采技術體系,已成為總局科研發展戰略的成功典范。2022年,依靠兩項技術,勘研總院在山西某煤礦一期良好成果的基礎上,繼續實施了二期注漿減沉項目;聯合水文局成功承攬山西某煤礦覆巖離層注漿減沉項目;聯合中煤地生態公司成功承攬鄂爾多斯某礦區礦井水深井回灌工程,促進科創勢能轉化為經濟動能,助推企業實現高質量發展。

      未來,中煤地質總局將繼續踐行“綠水青山就是金山銀山”理念,堅持“地質立本,科技賦能”,自覺做綠水青山的守護者、金山銀山的創造者、生態文明的建設者,為我國生態文明事業的發展貢獻地質人的智慧和力量。



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