能源“金三角”煤炭现代开采水资源及地表生态保护技术.
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采矿工程中绿色开采技术的应用发布时间:2022-09-09T08:20:23.972Z 来源:《科技新时代》2022年第2月4期作者:李金泽[导读] 在现阶段我国各个采矿工程运行发展中,面临着越来越高的要求,除了需要不断提升采矿李金泽宏大爆破工程集团有限责任公司广东省广州市 510000摘要:在现阶段我国各个采矿工程运行发展中,面临着越来越高的要求,除了需要不断提升采矿效率,往往还需要高度关注采矿过程中各类污染问题的有效防控,以此创设理想的绿色发展条件。
这也就需要重点围绕着各类绿色开采技术的应用予以高度关注,重点围绕当前采矿工程中绿色开采技术的有效应用进行了探讨。
基于此,文章结合当下采矿工程对环境造成的影响,对采矿工程中绿色开采技术的应用进行了详细的探讨,以期实现资源合理开发,减少对环境污染基础上,提高采矿工程综合效益。
关键词:采矿工程;绿色开采技术;应用引言矿产是大自然馈赠给人类的主要天然资源之一。
近年来,我国的采矿工程不断发展壮大,与之相关的生态环境问题也逐渐显露出来。
绿色开采技术是工作人员针对我国生态环境保护现状探讨出的新型采矿技术,将绿色采矿技术有效地应用于采矿工程可以减少因采矿工作而导致的环境污染等问题。
工作人员应该不断探索绿色采矿技术的相关应用,使其向多元化的方向发展。
1采矿工程对环境造成的影响1.1对水环境的影响采矿工程对水环境的影响主要体现在两个方面:一是地下水环境影响。
矿山资源开发以地下作业为主,在进行资源开发的过程中,会对地下水造成污染或破坏,进而打破了地下水环境的平衡,导致地下水质量下降。
二是地表水环境影响。
矿山资源开发的过程中,由于开采工艺及设备的影响,导致诸多污染物的产生,如果没有做好污染物的及时处理,会导致污染物侵入地表水环境内,导致地表水环境遭到破坏。
1.2对土壤环境的影响采矿工程对于土壤环境影响较大,其主要是由于矿山资源作业主要在地下,在资源开采的过程中,会对地质结构造成破坏,进而导致矿山周边的土壤环境发生转变,不仅破坏了周边生态环境,还可能导致地质灾害的发生,增加了矿山资源开发的风险性。
蒙陕甘宁“能源金三角”地域广阔,共涉及四省(区)九地市,规划核心区包括宁夏宁东能源化工基地、内蒙古鄂尔多斯市、陕西榆林市、甘肃陇东地区,区域面积13.38万平方公里。
依托区包括宁夏沿黄城市带、内蒙古河套地区及陕西延安市,面积34.65万平方公里。
区域内煤炭、石油和天然气等化石能源储量丰富,太阳能、风能等可再生资源充裕,早已具备成为国家最为重要的能源资源富集区的条件。
“能源金三角”煤炭预测储藏量14748.3亿吨,已探明可采储量3487.18亿吨,2012年煤炭总产量达9.82亿吨。
其中榆林地区煤炭资源预测储量2714亿吨,探明储量1447.74亿吨,占陕西全省已探明储量的85%,占全国已探明储量的12%,居全国第3 位,是我国重要的能源化工基地和产煤大市。
榆林市煤田主要有陕北侏罗纪煤田、陕北石炭二叠纪煤田、陕北三叠纪煤田三大煤田,分布面积占全市国土面积的54%。
陕北侏罗纪煤田规划了神府、榆神、榆横3个开发矿区,陕北石炭二叠纪煤田规划有府谷和吴堡2个开发矿区,2012年榆林产煤3.2亿吨。
鄂尔多斯自然资源富集,煤炭预测总储量7630亿吨,已探明储量1496亿吨,占全国的六分之一,2012年,鄂尔多斯市全年煤炭产量为5.967亿吨。
其中,本地电厂及工厂消耗量约为0.3亿吨,铁路外运量为2.3亿吨(占比为38%),汽运出区量为3.4亿吨(56%)。
宁东煤田探明储量占全区探明储量的88.6%,含煤面积3500平方公里,远景储量达1394.3亿吨,探明地质储量273.14亿吨,是国内少有的整装煤田,被列入国家规划的13个亿吨级大型煤炭基地。
宁东煤田位于宁夏首府银川市以东,包括碎石井(灵武矿区)、鸳鸯湖、横城、马家滩、积家井、萌城、韦州和石沟驿等8个勘探区,南北长130公里,东西宽50公里,含煤面积约3500平方公里,远景预测储量1394.3亿吨,探明储量273亿吨,占全区探明储量88%。
其中,灵武、鸳鸯湖、马家滩、积家井、萌城矿区及石沟驿所采煤层煤质特性为低~中低灰、中水、低硫、特低磷、中热值、中高挥发分、化学活性好的“香砟子”(长焰不粘结煤)是宁东煤田的特产,它以特低灰、特低硫、特低磷和较高发热量的“三低一高”而享誉全国。
绿色开采技术在采矿工程中的应用发布时间:2022-11-11T07:48:19.909Z 来源:《新型城镇化》2022年21期作者:高利峰[导读] 采矿工程是影响我国环境气候问题的主要因素,为了有效应对复杂的气候变化问题,各煤炭开采基地生态环境厅、环境规划部署中心、环境投资企业等加强了合作研究,提出了碳达峰,碳中和,促进零排放主题,主导采用并推行 5G+智能化开采技术,以此推动能源产业改革的综合进行。
以上战略性思想可以有效解决我国采矿行业的发展困境,推动我国采矿开采技术的现代化发展,最终节约资源、有效利用资源,保护地球生态环境。
高利峰陕西煤业化工集团陕北矿业孙家岔龙华矿业有限公司陕西榆林 719314摘要:采矿工程是影响我国环境气候问题的主要因素,为了有效应对复杂的气候变化问题,各煤炭开采基地生态环境厅、环境规划部署中心、环境投资企业等加强了合作研究,提出了碳达峰,碳中和,促进零排放主题,主导采用并推行 5G+智能化开采技术,以此推动能源产业改革的综合进行。
以上战略性思想可以有效解决我国采矿行业的发展困境,推动我国采矿开采技术的现代化发展,最终节约资源、有效利用资源,保护地球生态环境。
关键词:绿色开采技术;采矿工程;应用1绿色开采技术应用优势分析在将绿色开采技术融入实际矿产资源开采过程后,由于实现了资源的二次利用与资源优化目标,开采环节对于周边环境的影响明显降低,矿产开采所带来的经济效益也同步得同时提升。
此类技术的应用,在考虑到资源开采有效性与完整性的同时,也将同步分析开采过程中对周边土地可能带来的不良影响,为最大限度地降低破坏效果、提升社会效益提供完备条件。
在绿色开采技术的理论指导下,联系实际资源条件后制定了针对现有废弃物资源的二次利用方案,从而实现了赋存瓦斯等一系列附加物质价值充分发挥的目标,达到了绿色开采技术的资源化应用目的。
以煤炭资源开采环节为例,煤层中所包含的大量赋存瓦斯的主要构成物质为煤层气,甲烷占比较高的特点使得其经常会被予以同步消除处理。
*通信作者资助项目:中国科学院战略性先导科技专项(A 类)(XDA 21000000)修改稿收到日期:2022年3月30日专刊:科技支撑“双碳”目标实现S&T Supporting Realization of Carbon Peak and Carbon Neutrality Goals 新技术综合示范Comprehensive Demonstration of New Technologies引用格式:朱汉雄, 王一, 茹加, 等. “双碳”目标下推动能源技术区域综合示范的路径思考. 中国科学院院刊, 2022, 37(4): 559-566.Zhu H X, Wang Y , Ru J, et al. Thoughts on regional path of promoting comprehensive demonstration of low-carbon energy technology under “dualcarbon” goals. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2022, 37(4): 559-566. (in Chinese)“双碳”目标下推动能源技术区域综合示范的路径思考朱汉雄1 王 一1 茹 加2 曹大泉2 任晓光1 何京东2 陈海生2 蔡 睿1 刘中民1*1 中国科学院大连化学物理研究所 大连 1160242 中国科学院 重大科技任务局 北京 100864摘要 在典型区域推动面向碳达峰、碳中和(以下简称“双碳”)目标的能源技术(以下简称“双碳”能源技术)综合示范是中国科学院支撑“双碳”目标行动计划的重要内容。
文章从“技术集成示范”和“典型区域示范”2 个特征论述了开展“双碳”能源技术区域综合示范的意义,并基于中国科学院能源领域已有研究布局,提出了适合中国科学院推进“双碳”能源技术综合示范的多能融合理念及其 4 条主线,分别为化石能源清洁高效利用与耦合替代、非化石能源多能互补与规模应用、工业低碳/零碳流程再造和数字化/智能化集成优化。
“能源金三角”地区煤炭开采水资源保护与利用工程技术顾大钊
【期刊名称】《煤炭工程》
【年(卷),期】2014(046)010
【摘要】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.
【总页数】4页(P34-37)
【作者】顾大钊
【作者单位】神华集团有限责任公司,北京100011
【正文语种】中文
【中图分类】TD744
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1.神东矿区煤炭开采水资源保护利用技术与应用 [J], 曹志国;李全生;董斌琦
2.我国煤炭开采水资源保护利用技术研究进展 [J], 顾大钊;张勇;曹志国
3.基于地理加权回归模型的能源“金三角”地区植被时空演变及主导因素分析 [J], 李晶晶;闫庆武;胡苗苗
4.煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室开放基金申请系统开发与应用 [J], 刘樾儒
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中国西部有望形成能源化工“金三角”
佚名
【期刊名称】《现代化工》
【年(卷),期】2010(0)S2
【总页数】1页(P243-243)
【关键词】中国西部;金三角;能源化;鄂尔多斯盆地;区域内;能源储量;宁夏回族自治区;形成;化工项目;煤炭直接液化
【正文语种】中文
【中图分类】F127
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5.中国西部“金三角”地区狗头金形成机理和生物——化学聚金工程 [J], 张焕清因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
浅谈采矿工程中绿色开采技术的相关应用金晓峰发表时间:2019-02-27T09:53:43.183Z 来源:《防护工程》2018年第33期作者:金晓峰[导读] 在煤矿开采过程中,由于会对自然环境带来一定的破坏和污染,针对于这种情况,可以在采矿工程中应用绿色开采技术。
内蒙古煤矿设计研究院有限责任公司内蒙古呼和浩特 010010摘要:随着我国经济的迅猛发展,对于自然界中的矿产资源的采集速度也在迅猛增长,在倡导绿色健康的现代中国,我国的采矿技术虽然有着不间断的进步,但对处理采矿伴生的各种地质破坏问题及环境污染问题的技术却依旧处于落后状态,随着采矿工程范围的逐渐加大,采矿的伴生问题也在逐渐累积,大气环境、水环境及地表环境都受到了一定程度的破坏,到现在已经对居民的生活造成了影响。
关键词:采矿工程;绿色开采技术;环境问题中图分类号:TD82 文献标识码:A引言:在煤矿开采过程中,由于会对自然环境带来一定的破坏和污染,针对于这种情况,可以在采矿工程中应用绿色开采技术,尽量的降低对环境带来的破坏和污染,实现开发和保护的统一,全面提高采矿工程的环境效益、社会效益和经济效益。
1采矿工程中的常见环境问题1.1日益严重的大气污染在采矿作业过程中,会产生大量的有害气体,如甲烷和二氧化硫等,这些气体不仅会污染空气,而且还会引发温室效应。
一直以来采矿工程都存在严重的环境问题,煤炭又作为我国最为重要的能源,因此采矿工程环境问题在短时间内很难彻底改变。
只能在实际工作中不断更新开采理念,重视对绿色开采技术的应用,以此来保证煤炭开采活动能够最大限度的减轻对环境和资源所带来的破坏影响。
1.2受到严重破坏的土地资源在采矿工程中,其对土地资源的破坏形式较为多样,如水土流失、土地沙漠化、压占固体废弃物及地表塌陷等,而且破坏速度和面积还呈现出逐年递增的态势。
采矿工程对于土地资源的严重破坏,使本来就紧缺的土地资源面临更为严竣的形势。
1.3受到破坏的水资源在采矿工程中,会对地下含水层的原始径流造成一定程度的破坏,不仅会导致区域含水层水位下降,地下水形成降落漏斗,同时还会对当地地质水文条件带来较大的影响。
自然资源知识:生态与能源技术创新随着科技的不断发展,人类在利用自然资源上也逐渐向着可持续化的方向迈进。
生态与能源技术创新在这个过程中起到了至关重要的作用。
本文将从以下几个方面来讨论生态与能源技术创新的意义及其发展趋势。
一、生态技术创新生态技术创新是指以生态学为基础,通过新兴技术和方法来解决环境问题的过程。
生态技术创新的核心思想在于“生态平衡”,旨在实现人与环境的和谐共存。
常见的生态技术创新包括生态工程、生物多样性保护和自然资源管理等。
生态工程是指借助自然或人工手段来改善和重建生态系统的技术。
其中包括植物修复、生态水文学和湿地保护等。
随着城市化的加速,生态工程的需求也越来越大,例如在城市中种植绿化、利用雨水进行灌溉等。
生物多样性保护是指保护不同物种的生态系统,以确保生物多样性能够得到维护。
生物多样性是生态平衡的重要组成部分,它不仅拥有价值的物种,也能够保护全球氧气的生产。
地球上有大量的物种面临灭绝的危险,而采取科学有效的保护措施将对我们人类和整个生态系统带来重大的正面影响。
自然资源管理是指在尽可能的满足人类需求的同时,最大程度的保护自然资源。
通过管理和规划,可以使人类和环境和谐共生,实现生态平衡。
如何通过能源管理来最大限度的保护环境和开发自然资源已成为关注的焦点话题。
二、能源技术创新能源技术创新是指以提高能源利用效率和减少对环境的影响为目标的技术创新。
当前,全球大部分国家仍然需要依靠矿物燃料来提供能源,这种方式不仅会导致环境问题,还会带来能源安全的隐患。
因此,发展新兴的能源技术是非常必要的。
在这方面已经有了一些进展:1.可再生能源:可再生能源是指在使用后可以自我更新的能源,如太阳能、风能、水能、地热能等等。
这些能源的供应是无限的,而且具有环保、安全、经济等优点。
目前,一些国家已经开始大力发展可再生能源的利用,使其成为主要的能源来源。
2.能源储存技术:由于可再生能源的天然特性,其性能不仅会发生变化,而且每天的供给情况也会受到天气影响的影响,而储能技术的发展可以有效解决这一问题。
能源“金三角”煤炭现代开采水资源及地表生态保护技术顾大钊(神华集团有限责任公司,北京100011)[摘要]晋陕蒙宁甘地区是我国的能源“金三角”。
该地区煤炭储量和产量均占我国的三分之二左右,已成为我国煤炭开发的主战场,但该地区水资源仅占全国的3.9%。
针对该地区煤炭现代开采与水资源短缺和生态脆弱的矛盾,以神东矿区现代煤炭开采为工程依托,创新研究方法,揭示了该地区现代开采水资源的运移规律和地表生态“自修复”规律,首次开发了煤矿分布式地下水库技术和应用“自修复”规律的地表生态主动性减损及修复技术,建立了示范工程,为煤炭开采水资源和地表生态保护探索了一条新的技术途径。
[关键词]能源“金三角”;煤炭现代开采;水资源及地表生态;保护技术[中图分类号]TD82[文献标识码]A [文章编号]1009-1742(2013)04-0102-061前言煤炭是我国的主体能源,一直占我国一次能源生产和消费的70%左右。
我国“富煤、贫油、少气”的能源赋存结构,决定了在未来相当长时期内,煤炭能源的主体地位不会有大的变化。
我国晋陕蒙宁甘地区是能源资源富集区,被称为能源“金三角”。
据国土资源部2010年储量通报,能源“金三角”煤炭储量达8.4×1011t ,占全国的62.7%。
能源“金三角”聚集了我国煤炭资源赋存条件好、储量集中的大型整装煤田,包括神府东胜煤田、准格尔煤田、宁东煤田等。
其煤层埋藏浅,赋存稳定,地质结构相对简单,具备规模化、集约化现代开发的条件。
2011年该地区产量达到2.382×109t ,占全国总产量的67.7%。
能源“金三角”地处干旱和半干旱的沙漠化地区,水资源短缺,生态环境脆弱。
该地区水资源总量为1.212×1011m 3,仅占全国的3.9%;同时该地区常年蒸发量远大于降水量,如榆神府矿区,多年平均降水量约400mm ,而平均蒸发量约2400mm 。
煤炭开采造成煤岩层、地下含水层及隔水层的变形、破断和运动,因此产生大量裂隙和地表沉陷,对地下水资源系统和生态环境产生影响,导致地下水沿煤岩层裂隙渗流和流失。
据统计,2010年我国矿井水流失总量为4.96×109t ,而流失的主要形式是矿井水外排地表而蒸发,并造成土地盐碱化。
上述问题在能源“金三角”尤为突出。
因此,研究能源“金三角”煤炭现代开采对水资源和生态的影响规律,开发水资源和地表生态保护技术,实现煤炭资源与环境的协调开发具有战略意义。
本文以神东矿区煤炭现代开采为例,系统分析了煤炭现代开采对水资源和生态的影响规律,介绍了水资源和生态环境保护关键技术、示范工程及取得的成效。
2现代煤炭开采对水资源和地表生态的影响研究2.1研究方法创新首次开发了以高效率、高回收率为特征的煤炭现代开采技术下地下水赋存环境和地表生态四维多属性探测技术。
以神东矿区补连塔煤矿、乌兰木伦煤矿为研究对象,针对采动煤岩(即地下水赋存环境)的全周期变化过程:a.集成了现代高精度全过[收稿日期]2013-01-31[作者简介]顾大钊(1958—),男,江苏滨海县人,博士,教授,主要从事煤炭开发水资源保护等的研究与开发工作;E-mail :zgcao2008@程(采前—采中—采后—稳定期)地球物理探测(地质雷达GPR、四维地震、高精度电法、瞬变电磁法等)、全球定位系统(GPS)动态测量及钻探等技术,获得了以高精度地震数据为核心的四维多属性数据体;b.开发了基于四维多属性数据体的裂隙带结构信息提取、近地表结构及属性信息的提取方法,获得了地下水赋存环境及近地表生态环境系统在开采前、开采中、开采后和稳定期的裂隙发育度、含水性、渗透性等信息;c.基于四维多属性数据体建立了现代开采技术下地下水赋存环境的四维多属性变化过程模型;d.采用钻探测井技术获得了覆岩及地下水的定量变化规律。
2.2现代开采对水资源的影响规律采用现场观测、物理模拟和数值模拟,研究了开采前后研究区主采煤层上覆岩层结构、含水层分布及其富水性,采动岩体裂隙的时空演化及渗流演化规律。
2.2.1采动覆岩结构变化规律以神东矿区补连塔煤矿为研究对象,采用四维地震勘探技术,通过观测煤层开采前、开采中、开采后及其沉降稳定期煤系岩层变化所引起的地震响应变化,研究开采过程中煤系地层的演变规律[1]。
1)煤层未被采动时,煤层与其顶板砂岩形成良好的波阻抗界面,获得了原生状态的本底调查参数。
2)煤层经过开采后,开采前煤层与其顶板砂岩形成的波阻抗界面被破坏,地震波同相轴出现凌乱或缺失,地震波能量急剧减弱,表明煤层上覆岩层出现断裂和沉降现象。
3)煤层开采后经过一定时间的沉降,压实后的煤系地层地震反射波能量有所增强,表明地层经过沉降和压实后,采动破坏的地层呈现层状“自修复”状态,并处于平衡状态。
2.2.2地下水赋存环境变化规律1)煤炭开采对地表沙层的含水性分布有一定影响,采动使采动区附近砂土变形并发育裂隙,从而使原始干燥板结的砂土有所松动,砂土层含水性在采后基本上恢复采前状态。
2)测区普遍下伏地下含水层,局部含水性好,含水层厚度较大,局部区域含水性不均匀,在采动影响带(约200m)表现出局部地下水渗漏流失,采动带附近地表含水层含水性变弱。
3)开采前煤层基本呈干燥不含水状态,由于开采引起的采动裂隙使煤层呈现弱含水和局部充水现象,且煤层底板下伏岩层的含水性明显增强。
4)能源“金三角”由于煤层埋藏浅、煤层厚,要实现高效率、高回收率开采,现有开采技术难以保护含水层免遭破坏,采动裂隙必将破坏含水层和隔水层,使地下水沿采动裂隙或构造裂隙流入采煤工作面和采空区,形成矿井水。
2.3现代开采对地表生态的影响规律2.3.1动态裂缝的发育规律与生命周期通过补连塔矿12406工作面55条地表采动裂缝3个月的野外观测表明,开采过程中地表裂缝发育经历了裂缝发育—裂缝闭合—裂缝再次发育—裂缝稳定—裂缝再次闭合5个阶段,如图1所示[2]。
图1裂缝平均宽度随工作面推进距离的变化Fig.1Average ground crack width trend with coalworking face moving range裂缝发育阶段:当工作面向前开采10m时,裂缝呈现出最大表征,第25条裂缝发育宽度最大,其5号测点由3.3mm递增到25mm左右。
初次闭合阶段:工作面推进40m时,裂缝宽度急剧下降,工作面推进81m时,地面裂缝整体处于闭合状态。
裂缝再次发育阶段:当裂缝与回采面相对距离为108m时,裂缝沿原断裂位置重新断开,但裂缝宽度均小于第一个阶段的宽度值。
相对稳定阶段:裂缝宽度基本无变化。
裂缝再次闭合阶段:随着裂缝与回采面相对距离的增大,裂缝出现缓慢闭合现象,当二者距离为216m时,裂缝完全闭合,后续观测显示,裂缝未出现裂开现象。
地裂缝主要是由于地表不均匀沉降形成的,据随机介质理论以及概率积分法,单元开采造成的地表下沉盆地,其函数形式与正态分布概率密度函数相同,地裂缝宽度分布也近似于高斯分布。
任意动态裂缝的任意监测点的宽度演变规律的函数模型为w(x)=KW(x),其中,K为修正系数,取值范围为0~1;W(x)为裂缝最大宽度动态发育函数模型。
以第25条(SD_025)裂缝为例,5号监测点裂缝宽度最大,采用高斯分布模型,地表裂缝宽度拟合结果如图2所示。
图2动态裂缝发育过程的函数模型示意图Fig.2Function model diagram of dynamics fracturedevelopment process拟合函数模型为:W (x )=28.52e -((x -18.35)/12.87)2+16.1e -((x -135.5)/20.18)2,R 2=0.9594。
其中,x 为回采工作面与裂缝之间的相对距离,m ;W (x )为裂缝的宽度,mm ;R 2为W (x )和x的相关系数。
研究表明,西部现代开采条件下采动覆岩结构具有层状自修复趋势,近地表土壤结构具有自修复能力。
开采的过程中地表受到水平变形、曲率变形、倾斜变形的影响,其中裂缝的发育主要是地表水平拉伸变形达到临界值后产生。
随着工作面的推进,地面点反复经历拉伸与压缩的变形影响,监测裂缝从裂缝出现至完全闭合,具有阶段性的周期变化规律,称之为裂缝的生命周期。
该区域动态裂缝生命周期约为18天,工作面推进约230m ,约等于该工作面平均采深。
2.3.2地形变化神东矿区开发应用了超大工作面开采技术,即工作面推进距离在3000~6000m 、工作面长度300m 以上和采高在6m 以上,超大工作面与传统工作面示意图如图3所示。
图3超大工作面与传统工作面示意图Fig.3Extra large mining face and traditional mining face 研究表明,应用超大工作面开采对地表环境扰动次数显著减少,有利于动态裂缝的自修复和植物的生长[3]。
超大工作面开采与传统工作面开采相比具有如下优点:a.地表下沉时间短(扰动时间短);b.沉陷盆地中间部位动态变形的最大值小于边缘的静态变形,如水平变形仅为静态变形区域的60%~80%;c.地表扰动次数少;d.地表裂缝少;e.均匀沉降面积增大,均匀沉陷面积增加40%以上,如图4所示。
图4超大工作面与传统工作面地表扰动对比示意图Fig.4Surface disturbance comparison diagram of extra large mining face and traditional mining face 3现代开采水资源保护技术3.1保水开采实践研究表明现有的充填开采、限高开采等保水开采技术难以适应能源“金三角”地区浅埋深、薄基岩的煤层地质条件和现代开采技术的要求。
如神东矿区多采用一次采全高开采工艺,工作面年产量在1×107t/a 以上,而目前国内充填开采工作面平均产量在5×105t/a ,最大不超过1×106t/a ,若采用充填开采,将极大地限制工作面开采效率和效益。
同时,由于采高、工作面长度等开采参数大,采空区面积大,寻找充足和合适的充填材料也是一大难题,且充填开采增加了成本。
以神东大柳塔矿为例,若采用限高开采,则造成大量煤炭资源浪费。
相关研究表明,该地区冒裂带高度一般为开采高度的30倍左右,取冒裂比为31,计算该矿各煤层可采采高如图5所示。
由此可见,若采用限高开采保护上覆含水层,则1-2煤、2-2煤和5-2煤的弃煤率将分别达到51%、74%和26%。
显然这是无法实施的。
对于类似于大柳塔矿的西部浅埋深煤层而言,采用限高开采工艺煤炭资源回收率将大幅降低。
因此,必须开发符合西部现代开采特点的水资源保护技术。
图5神东矿区大柳塔矿限高开采计算Fig.5Limit high mining calculation of Daliuta mine in Shendong area 3.2煤矿分布式地下水库技术采用现代开采技术开采上述地质条件的煤层,上覆含水层的水体必然运移至煤矿井下形成矿井水,为了保证煤矿安全生产,必须将矿井水外排至地表,外排地表的矿井水将很快蒸发损失。