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院士王双明:实现煤炭开采与矿区生态安全协调发展

中国煤炭新闻网 2019/8/27 10:30:35    头条

 

  在我国,煤炭的主体能源地位在短期内是难以改变的。我国能源资源禀赋是缺油少气相对富煤,2016年公?#21058;?#22269;家煤炭资源储量情况,根据这个资料及按照现在的规模,石油可以维持17.5年的时间。天然气剩余可采5.4万亿立方米,可维持39年的时间,煤炭量查明15980亿吨,可维持160年。我国能源消费结构以煤为主体,长期未变。1978年-2017年,煤炭消费占比平均?#38470;?#20165;0.25%,2018年煤炭消费占比?#38470;?.2%,但销售量增加了1%。2018年油气?#21335;?#36153;占18.9%,对外依存度达到71%。可以设想一下,每年有这么多要靠进口,对国家安全隐患会产生重大影响。

  在燃煤发电方面,?#32479;?#26412;超低排放技术取得?#40644;啤1热紓?#19977;河电厂改造后,4台机组的排放?#23545;?#20302;于燃气发电机组的大气污染物排放标准,而且发电成本仅为天然气发电成本的1/2。

  在煤制油技术方面,煤间接液化实现了规模化工业生产。2016年12月,神华宁煤集团年400万吨煤炭间接液化项目在宁夏开工建设。从煤制油来看,油?#20998;?#37327;高,使用领域广,可以用于航空领域喷气?#21058;稀?#33322;天领域火箭煤油?#21462;?#29028;炭直接制油的油品在喷气?#21058;?#23436;成首次试飞并取得圆满成功,标志着中国在煤基?#21058;?#30740;究领域已经进入世界领?#20154;?#24179;。而且间接液化油品能有效降?#32479;?#24066;空气污染。

  综上所述,对于我国的煤炭发展,可以得出这样的结论:资源总量相对丰富,加工利用技术成熟,绿色低碳,煤炭资源经济安全、清洁高效、储运便利,主动权可牢牢掌握在自己手里。

  中国工程院有50多名能源方面的院士和100多名能源方面的专家进行了研究,提出了推动能源生产和消费革命战略研究三步走的理念。2020年以前是能源结构优化期,到2030年是能源变革期,煤炭消费占比将达到50%以上。到2050年是能源革命定型期,这时候煤炭仍然是我国能源资源的老大,这个地位是改变不了的。

  全球煤炭消费目前?#20889;?#36716;型上升通道,煤炭消费峰值大概在2040年才能出现。美国能源发展重点是页岩气,我们对煤的注意力不要分散,要做好煤炭这篇文章,煤炭作为我国主要能源的地位和作用是难以改变的。

  开发西部煤炭是保障国家能源安全的重大需求。煤炭资源是西多东少,东部趋于枯竭,西南地区的云贵川三省自己管自己。鄂尔多斯盆地有2.5万亿吨,对保障煤炭安全有重要作用。从煤炭资源来看,山清水秀的地方煤炭资源就很少,资源富集区主要是位于沙漠黄土广覆盖区。煤炭大量开采?#38498;?#23481;易出现地表开裂塌陷,地表植被受损,草本退化,乔?#31350;?#27515;。我们对开采两年、5年、10年的地区进行了对比,煤炭开采?#38498;?#22312;第二年度地表土壤的影响最明显,?#38477;?年会得到初步改善,第10年得到明显改善,但是仍然达不到被开采以前的状况。

  西部煤炭开发和生态环境保护矛盾尖锐。保障国家能源安全必须开发西部煤炭,煤炭开采必然产生采动损害,如何实现煤炭开发与生态环境保护协同?#24179;?#26159;关键。

  ?#28304;耍?#25105;们提出了一个理念,以煤水空间组合特征研究为基础,以采动地质条件变化分区为途径,以减损地质工程为支撑,以防止隔水岩组破坏为目标,以保护生态水位为核?#27169;?#23454;现采煤与生态环境保护协调发展。研究煤水空间组合特征,就要研究含水层、隔水层、土层厚度变化大,地形坡向与岩层产状相反,隔水岩组总体呈锲状体。随着厚度的增加,生态保护的作用也越来越强。这是采空区和没有开采地区地?#23454;?#21464;化特点,?#27833;?#19978;可以看出,隔水层在没有扰动的情况下是越来越小,在采空区达到这个位置?#38498;螅?#38548;水层就?#40644;?#22351;掉。

  通过这些揭示了这样一个变化规律,按采动隔水性变化分区,可以分为隔水性稳定区、隔水性变化区、隔水?#36816;?#23475;区、隔水性无水区,现在无论采取哪一种采动方式,隔水层都会?#40644;?#22351;。针对这些地?#19990;?#22411;,提出了一个绿色开采的理念,即减沉、减损、保水、防崩。稳定区采取减沉开采,大型特大型矿井采取综采或综采放顶的方式,可以实现高产高效,防控水位上升。变化区采用减损开采,通过分层限高或隔水层工程加固,防控隔水?#38470;怠?#25439;害区采用保水开采,富水区充填开采,防止损害。无水区是防崩塌开采。

  通过工程实践,大型煤矿限高分层开采,中小型煤矿进行局部充填开采,这两个都取得了比较好的实践效果,取得了理想的成果。

  开发西部煤炭是保障国家能源安全的重大需求,实现煤炭开采与矿区生态安全协调发展,是我国西部煤炭资源开发必须破解的重大科学问题。西部水资源匮乏,生态环境脆弱,煤炭开采必须做到生态环境保护优先,隔水岩组保护是生态环境保护的基础,生态水位保护是生态环境保护的核心。以开采地质条件分区为手?#21361;?#20197;保护生态水位为核心的采煤保水技术,可以实现对生态环?#36710;牧己?#20445;护。



来源:中国环境报 作者:中国工程院院士 王双明      编 辑:徐悉
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