煤炭资源绿色开采

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1、万方数据18黄庆享煤炭资源绿色开采2008正煤炭资源绿色开采黄庆享(西安科技大学能源学院，陕西西安710054)摘要：分析了煤炭的重要地位及其开采对环境的影响，阐述了矿业可持续发展和煤炭资源绿色开采的提出，总结了煤炭资源绿色开采的内涵和当前存在的可行技术，明确了岩层控制作为绿色开采技术的基本理论，探讨了基于绿色开采的煤炭经济技术管理方面存在的问题，提出了西部以保水开采研究为重点的结论。关键词：煤炭；可持续发展；绿色开采；保水开采中图分类号：TD991文献标识码：B文章编号：1671—749X(2008)01—0018一

2、040引言我国能源资源储量中煤炭占92％，石油占2．9％，天然气占0．2％，水电占4．7％。近期我国煤炭生产与消费占整体能源的70％，而油气仅占20％。可再生能源，如太阳能与风能的能量高度分散，利用成本高，因此，煤炭在近几十年仍然是我国的主体能源，煤炭工业的健康发展是我国经济可持续发展的基础。我国2006年生产煤炭23．5亿t，规划2010年为26亿t，2020年为28亿t。为此，在考虑发展可再生能源的同时，应该下大力气解决煤炭开发与利用中出现的问题。目前，尽管我国的煤炭产量和消费已占世界的1／3，但整个煤炭行业资源与

3、环境协调开采与世界发达国家还有很大的差距，煤炭资源开采与环境协调发展的技术，即绿色开采技术尚处于起步阶段，是亟待研究和发展的重大课题。我国西部煤炭储量丰富，地表生态环境脆弱，煤层埋藏较浅，开采引起的环境问题尤为突出，开展绿色开采的研究，对于西部矿业经济和社会可持续发展具有特别重要的意义。煤炭能否成为主体能源关键要解决煤炭开发利用对环境的影响，环境的承受能力和温室气体对气候的影响将限制煤炭成为主体能源，也将影响经济收稿日期：2007—08—22作者简介：黄庆享(1966一)，男，新疆沙湾人，博士，现任西安科技大学能源学院

4、副院长，教授，博士生导师，主要从事矿山岩层控制和采煤方法方面的教学与科研工作。的快速发展。因此，煤炭行业面临的紧要任务是“形成煤炭开发与环境协调发展”的绿色开采技术。1煤炭绿色开采的提出1．1可持续发展与绿色开采20世纪60年代以后，随着社会经济、科学技术的发展，人口的增长，人类与自然环境相互作用愈来愈强烈，森林的消失、河流的污染、土地的退化、大气臭氧层的破坏、酸雨、全球的温室效应、经济无限增长所带来的相对资源枯竭等等，让人类意识到环境与社会经济协调发展的重要性。70年代的全球绿色运动，含有许多可持续发展的思想，促进了

5、可持续发展的形成与发展。1987年由挪威前首相布伦特兰夫人领导的联合国环境与发展委员会(WCED)发表了《我们共同的未来》，科学地论述了可持续发展的概念：“既满足当代人需求，又不损害后人满足其需求能力的发展。”1992年在巴西里约热内卢举行了183个国家和70多个国际组织参加的联合国环境与发展大会，该大会上通过了《21世纪议程》，标志着可持续发展思想被接受并从理论走向实践。基于上述背景，矿业可持续发展被逐步重视，绿色开采正是在此背景下产生的。2003年中国工程院钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系，随后明确

6、了实现资源开采和环境协调发展的绿色开采研究目标，绿色开采的研究指明了方向¨o。1．2煤炭开采与环境矿区开采对环境的破坏和污染表现为：①对土万方数据第1期黄庆享煤炭资源绿色开采19地资源的破坏。地下开采主要表现为地表塌陷和矸石山的压占；②对水资源的破坏和污染。表现为人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干。开采形成的污水和废弃物可能污染水资源；③对大气环境的污染。主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃所形成的废气。以陕北为例，陕北侏罗纪煤田煤炭储量大，煤质好，经过近20年的建设已经形成了年产6500万

7、t的生产能力，建成了大柳塔等具有世界领先水平的现代化特大型矿井，正在开工建设一批煤电一体化、甲醇、聚氯乙烯等重大项目。在资源开发的带动下，陕北经济得到了快速发展。但大规模的煤炭开发建设，使原本就十分脆弱的生态环境进一步恶化，突出表现为：①地下水系破坏。鄂尔多斯盆地蕴藏丰富的地下水，但这一含水层目前在采区已被破坏，有的地方地下水位下降幅度达10～12m，有的地方已根本不含水，并形成了以采空区为中心的降落漏斗。陕北地区煤炭埋深一般在100～300m之间，在开采过程中，煤层顶板及覆盖层将发生位移和产生裂缝，同时采空区形成地下

8、集水区，使煤层顶板以上的地下潜水及岩层中的裂隙水通过裂隙流人采空区，导致地下水位显著降低。地下水系的破坏进而导致了地表水系的破坏；②地裂缝及地面塌陷。煤炭开采使地表面数百米的地层结构遭到破坏，地表已有建筑物的功能发挥受到影响甚至遭到破坏。有的地面下降最大幅度达2．88m，地裂缝的最大宽度达2m多、深10m多；有的地方形成多个塌陷坑