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关闭煤矿的资源开发利用与地质保障

2018-07-04吴国强宁树正朱士飞贺小龙梁叶萍王行军李海丽耿建军乔军伟

中国煤炭地质 2018年6期
关键词:煤层气瓦斯矿井

任 辉,吴国强,宁树正,朱士飞,贺小龙,梁叶萍,王行军,李海丽,耿建军,乔军伟

(1.中国煤炭地质总局,北京 100038; 2.江苏地质矿产设计研究院,江苏 徐州 221000; 3.中国煤炭地质总局航测遥感局,西安 710199; 4.中国煤炭地质总局勘查研究院总院,北京 100039; 5.中煤地质工程有限公司,北京 100040)

0 引言

煤炭为我国改革开放40 a来经济高速增长提供了廉价有效的能源支持,但也造成部分煤矿浅部资源逐渐枯竭。近年来,随着能源供给侧结构性改革的实施,部分不符合经济与环境协调发展的落后煤矿相继关闭。煤矿关闭后,仍赋存着丰富的多种可利用资源。由于我国煤炭企业的关闭煤矿再利用意识淡薄,大量煤矿直接关闭或废弃,而未开展关闭煤矿资源的再开发利用,造成资源的巨大浪费,一定程度上还引发环境、生态及安全问题。因此开展关闭煤矿资源综合调查评价,充分发挥传统煤炭地质勘查技术优势,开展关闭煤矿资源开发利用地质保障工作成为煤炭地质工作的重要内容。

1 关闭煤矿分类

1.1 概念

在当前经济技术条件下停止开采的煤矿统称为关闭煤矿。关闭煤矿关闭的主要是落后产能,是在当前经济技术条件下不符合经济和环境协调发展要求的产能。一般情况下关闭煤矿的矿产资源仍赋存在原地,包括资源枯竭的煤矿仍赋存有大量的煤炭资源,同时还赋存煤层气、矿井水、地下空间、地热等多种可利用资源。这些前期开展了大量地质工作的资源随着落后产能煤矿的关闭也将暂时被封存于地下停止开发,当经济技术发展到一定程度、关闭煤矿中的资源能够满足环境和经济协调发展要求时,这些资源将会得到重新开发和利用。面对不断增长的关闭煤矿数量,当前迫切需要建立关闭煤矿档案,包括探采选冶、开发利用等方面的资料,一矿一档,建立身份证登记,为其赋存的资源在今后二次开发利用提供基础资料。

1.2 分类

①按煤矿关闭时间分类。根据我国煤炭多年开采情况,按照煤矿关闭时间进行分类,大体可以分成三种:2010年以前关闭的煤矿主要属于资源枯竭型煤矿,2010-2014年关闭的煤矿主要属于非法开采的煤矿,2014年以后主要是因国家去产能政策实施关闭的煤矿。

②按煤矿开采经营实体身份分类。具体可分为国有煤矿、集体煤矿以及个体煤矿,根据关闭煤矿开采经营实体身份的不同,关闭煤矿档案也千差万别,例如国有关闭煤矿档案的资料真实、正规、数据可靠,而且资料的保存时间长,而个体煤矿因管理不够严谨,档案资料杂乱且误差较大。

③按煤矿关闭原因分类。煤矿关闭的原因可分为以下几种:资源枯竭、不符合安全生产要求、非法开采、政策性去产能要求关闭的、经济效益差、开采技术落后、开采地质地理条件复杂的煤矿。

2 关闭煤矿资源环境地质问题

2.1 关闭煤矿可二次开发利用资源

①煤炭资源大量剩余。据袁亮院士有关研究结果表明,预计到2020年,我国关闭煤矿数量将达到12 000处,到2030年数量将达到15 000处[1](图1)。由于开采方法及开采装备等的历史性限制,全国综合煤炭资源的矿井回采率仅为 30%,关闭煤矿内存在大量的剩余煤炭资源。如安徽两淮矿区,截至2018年底,去产能及关闭矿井数量近20处,关闭煤矿剩余煤炭资源量达15.3×108t[2]。

②煤层气储量可观,可供抽采。已有资料显示,我国己报废的矿井中约70%为高瓦斯矿井[3]。目前,关闭煤矿煤层气资源家底不清,潜在资源量巨大。例如,英国的废弃矿井瓦斯资源量约2 130亿m3,其中可开采储量约1 070亿m3。资料显示,我国国有重点煤矿1998 年以前报废的矿井保有瓦斯储量预计为几千亿m3[3]。

③矿井水资源丰富,经处理后可供综合利用。据统计,近几年我国每年煤炭开采产生矿井水量约80亿t,但利用率仅为25%,损失60亿t,约占我国工业和民用缺水量的60%[1]。如峰峰集团将关闭煤矿矿井水作为生态水网、生活用水;淄博矿业集团已成功利用关闭煤矿矿井水为附近电厂供水;徐州市新河煤矿成功利用该井富锶矿井水生产矿泉水,证实关闭煤矿矿井水利用广泛可行。

图1 全国关闭煤矿分布图Figure 1 Closed coalmine distribution in China

④地热资源可供利用。随着煤矿开采深度不断加深,煤矿开采面临着热害,如河北省煤矿区采掘深度已达600~800 m,有的甚至达到1 200 m以深。河北省煤矿区的地热异常主要分布于邯郸市峰峰矿区、石家庄市元氏煤田、唐山市开滦矿区、河北平原的大城含煤区等。如峰峰矿区梧桐庄矿600 m,地温为24.3~41.9℃,在500~900 m 的勘探深度内有16个钻孔的地温梯度在3 ℃/100 m 以上,羊东矿1 500 m,地热水温度达53.3℃[4]。多数矿井生产时期把地热作为热害处理,少部分矿井也作为热源开发利用。煤矿一旦关闭后,地热已有益无害,地热资源的开发利用有着能源利用和减轻煤矿热害的双重意义,应引起足够重视。

⑤空间资源丰富,可利用潜力巨大。如单个煤矿地下空间以60×104m3计算,到2020年,我国关闭煤矿地下空间约为72×108m3;到2030年,约为90×108m3[5]。目前已有关闭煤矿成功利用斜井巷道空间栽培菌类蔬菜等;峰峰集团利用关闭煤矿工业广场附属建筑物及开采设备建成矿山文化旅游小镇——响堂山小镇,拉动当地旅游产业,成为该地新的经济增长点。全球自然灾害频发、全球变暖、环境恶化、城市综合症等问题日益突出,关闭煤矿空间资源开发与利用已成为人类活动的未来趋势,也是人类可持续发展的主要途径[6]。

2.2 关闭煤矿环境地质问题

2.2.1 诱发地表沉陷与山体滑坡、坍塌、泥石流等地质灾害

如果关闭煤矿废弃地下空间一直不加以处理,各类废弃地下空间的围岩会随着时间的加长,引发巷道、硐室或采空区的垮塌。特别是废弃采空区的垮塌,在地表形成大面积的塌陷区。例如冀中能源邯矿集团的陶一煤矿自1976年,已有41年的开采历史,截至2015年,地面塌陷、地裂缝影响面积为5.26 km2,塌陷深度为0.5~2m[7]。塌陷区对地表植被、耕地和居民住宅等造成很大的破坏和影响,从而进一步恶化生态环境,甚至造成无法挽救的生态损失。

当废弃采空区的垮塌所波及的地表为倾斜山地时,地面变形的不均匀性破坏了地表斜坡的原始平衡状态,可能诱发山体滑坡、岩崩及泥石流等自然灾害。特别在我国西南和西北地区的山区矿井,表土层薄、山坡陡,由于地下采矿活动引起的滑坡灾害时有发生[8-9]。煤矸石堆放场同样会产生滑坡、坍塌、泥石流等自然灾害[10-12]。

2.2.2 引发严重的生态环境问题

在地下开采煤炭造成地表的塌陷,形成了大量的塌陷盆地,从而改变了地表的坡度,造成土壤的侵蚀和退化。以山西省为例,仅1993-2003年10 a间因煤炭开采造成的地表塌陷,改变地表坡度使得四十余万亩水浇地变成了旱地,水土流失严重。

当煤矿关闭后地下水回灌采空区,与大量的废弃物、工业垃圾等污染物发生吸附转化、溶解解析及运移累积等水岩作用,从而污染地下水。例如贵州省凯里市鱼洞河流域20世纪80年代初期大规模开采煤炭资源,记录在册的煤矿先后有80余座(全部停产,大部分关闭,少部分待整合),形成大面积采空区,导致含煤地层与上覆碳酸盐岩联通后岩溶水进入矿坑,与煤层及煤矸石发生物理化学反应后,形成高铁锰酸性矿井水,沿井口排泄后进入鱼洞河流域造成污染(图2)。

图2 贵州省凯里市鱼洞河污染Figure 2 Yudong River valley pollution situations in Kaili City, Guizhou Province

当矿井关闭后,地下水充填采空区、废弃巷道等空间,导致地下开采产生的有害气体以及赋存在地下的瓦斯等有害气体的存储空间减小,空间气压增大,导致有害气体通过采动裂隙、断层等各种通道涌入上覆岩层及地表,污染大气[8]。国际IPCC组织曾与1993年估计全球每年从关闭煤矿中释放的 CH4量约 2.5 亿m3[13-14]。美国环保局 2004年4月公布的报告称,在1990年,从废弃矿井中逸散的 CH4约13~20万t,到2002年,逸散量估计达到了20~28万t[15]。

因此,关闭煤矿剩余的大量煤、煤层气、矿井水、地下空间与地热资源等,是关闭煤矿为人类留下的可利用的宝贵资源,应该充分合理的挖掘这些宝贵的资源,使其得以资源化并综合开发利用,变废为宝,化害为利。

3 关闭煤矿资源开发利用现状

3.1 国外现状

发达国家对关闭煤矿资源开发利用开展大量的研究工作,在20世纪就开始探索废弃矿井的再利用。通过收集国外关闭煤矿资源开发利用的实践案例来看,对关闭煤矿开发利用较多的主要是采矿业发达或地下空间开发技术相对先进的国家,主要集中在德国、芬兰、荷兰、俄罗斯、美国等国家,利用废弃煤矿瓦斯抽采发电、废弃矿井地热发电以及建设储油库等[16-17]。从开发技术、实践经验等方面开拓了关闭煤矿资源化利用的模式(图3),积累了一些成功案例。世界各国废弃矿井资源开发利用模式统计见下表1。

3.2 国内现状

我国关闭煤矿资源开发利用起步较晚,研究薄弱。国内关闭煤矿开发利用主要包括建设矿山公园、建设地下水库、老采空区煤层气综合利用等方面。我国在关闭矿产建设矿山公园方面开展工作相对较多。截至2013年,已建成开放或获批在建的国家矿山公园共有70多个,其中包括河北唐山开滦煤矿国家矿山公园、四川乐山嘉阳国家矿山公园、太原西山国家矿山公园、焦作缝山国家矿山公园等,是我国关闭煤矿资源开发利用的典型代表(图4)。

神东矿区在关闭矿产建设地下水库方面取得一定成绩,目前已建成煤矿地下水库35座,储水总量约为3 100×104m3。如大柳塔煤矿建立分布式地下水库,水库面积约70.1×104m2、水库库容210×104m3、污水处理量350.4×104m3/a、清水供应量245.3×104m3/a,节省费用:5 550万元/a[34-35]。山东省原枣庄煤矿废弃矿井水经过生化深度处理, 达到生活“饮用水”标准,该项目可为全国关闭煤矿的水资源开发利用提供借鉴。2018年徐州市评价了新河矿、卧牛山矿、青山泉矿、韩桥矿、大黄山矿的采空区构建地下水库的可行性,开辟了应急供水新途径。

图3 德国鲁尔关闭煤矿区治理前后对照图Figure 3 Contrast diagram of closed coalmine area before and after treatment in Ruhr Industrial Base, Germany

国家及具体位置关闭矿井类型开发形式美国匹兹堡煤矿建立了大小20座有害矿井水处理厂,有效控制并利用了矿井水,避免了生产矿井水害事故和矿井水对地表水体的污染[18-19,37]美国伊利诺斯州煤矿2011年美国共建设38个废弃煤矿开展瓦斯抽采利用项目,利用的煤矿瓦斯总量约1.6亿立方米[20]荷兰南部林堡省海尔伦煤矿建立地热发电站,利用废弃矿井通道从地下800 m深处泵出热水, 产生蒸汽, 推动涡轮机转动使发电机产生电能[21]英国煤矿开发利用废弃煤矿瓦斯,有15个正在运行或在建的废弃煤矿瓦斯发电项目,总装机容量约52兆瓦[20]英国南威尔士布莱纳文镇煤矿扩建地面矿业展览馆,重建当年的地下矿井,开发矿井旅游[22-23]德国波鸿市鲁尔区煤矿以矿工用品,采矿器械,矿井生产系统为展览主题的矿业博物馆德国劳西茨县煤矿从邻近地区的河流里抽水注入废矿坑,把废矿区变成一个总面积为70 km2的湖泊群,并开发成以生态和工业文化为主题的旅游景点[24-26]德国煤矿目前拥有17个关闭煤矿瓦斯抽采利用项目,瓦斯发电装机容量185兆瓦,瓦斯年抽采量2.5×108 m3,抽采浓度为15%~70%,年发电量10×108千瓦时[27-29]芬兰煤矿建立地下矿井博物馆和地下儿童乐园,实地表演采矿作业,展示采矿器具[30-32]

图4 国内已建成开放的国家矿山公园Figure 4 Established and opened national mine parks in China

我国已在晋城、淮南、铁法、阜新等矿区开展了老采空区地面钻孔煤层气抽采工作,取得了良好的抽采效果,为关闭煤矿煤层气资源评价及勘探开发积累了丰富的经验。例如山西晋城煤业集团已施工10口关闭煤矿地面井,其中7口井成功产气,每口井平均日产气量可达到2 000 m3,瓦斯浓度约90%[36],初步显现了晋城矿区关闭煤矿瓦斯开发的潜力,对我国关闭煤矿瓦斯开采利用具有重要的指导意义。

目前采用矿井回风、矿井水、地下水源、土壤源、污水等多源热泵技术,实现了煤矿多源绿色开发利用(图5,图6)。

图5 山东红旗煤矿回风源热泵工程Figure 5 Return air source heat pump project in Hongqi coalmine, Shandong

图6 山西汾西矿业集团灵北煤矿回风源热泵工程Figure 6 Return air source heat pump project in Lingbei coalmine, Fenxi Mining Group, Shanxi

抚顺矿务局近年来用煤矸石填埋塌陷地后, 在其上覆土还田,直接种植农作物。复垦塌陷地44 hm2,利用煤矸石1.2×106t,作物产量较高,蔬菜生产良好,经济效益明显,同时还具有一定的生态和社会效益。

鹤岗矿务局用林业复垦治理煤矸石获得成功,煤矸石山经过平整,然后覆盖5cm厚土壤,种植樟子松、落叶松,单株生长发育正常,成活率高。从1985年至1991年鹤岗市煤矸石复垦造林已达24 hm2,成活率为94%[38]。

4 关闭煤矿资源开发利用地质保障技术

随着关闭煤矿数量的持续增加,关闭煤矿存在着重大安全隐患和生态环境破坏问题。2018年中国工程院重大咨询项目“我国煤矿安全及废弃矿井资源开发利用战略研究”开始开展。由于我国煤矿地质条件极其复杂,关闭煤矿资源开发利用难度大,难以照搬国外利用模式,在关闭煤矿开发利用中面临诸多技术难题,地质保障研究是关闭煤矿综合开发利用的前提,对提高综合利用效率意义重大。开展关闭煤矿资源开发利用基础理论和关键技术研究迫在眉睫。

煤炭地质勘查60余年,依靠煤炭地质综合勘查理论与技术,集钻探、物探、测试、测绘、遥感、计算机于一体的综合勘探体系,形成了完善的煤炭地质综合勘查理论与技术体系及煤炭煤层气勘查评价技术、矿井水利用与防治技术、煤层气地面抽采技术、地质灾害防治技术、地下水环境污染防治技术、特殊钻进技术等(图7),为有效合理开发利用关闭煤矿资源提供技术保障。

图7 关闭煤矿资源开发利用地质保障技术Figure 7 Closed coalmine resources exploitation and utilization geological indemnification technologies

4.1 煤系矿产资源综合勘查评价技术

先后完成了四次全国煤炭资源评价及全国煤层气资源评价,长期服务于煤矿企业,积累了全国海量的煤炭地质报告。近期开展的“全国煤炭资源潜力评价”、“煤系矿产资源综合调查与评价”等项目,为关闭煤矿剩余煤及煤伴生矿产资源核查与评价提供重要资料,对摸清关闭煤矿剩余煤炭及煤系伴生矿产资源家底具有重要的参考价值。

4.2 煤层气地面抽采技术

近年来,煤炭地质单位积极研究煤层气抽采新技术、新方法,根据煤层气赋存情况,形成一套行之有效的地面煤层气高效开发钻井技术,降低了煤层气开发利用成本。2016年10月,中国煤炭地质总局勘查研究总院与中节能宁夏新能源股份有限公司签订战略合作协议,共同开展乌兰关闭煤矿煤层气地面抽采利用研究工作。贵州杨煤参1井创新我国西南地区煤层气直井单井最高产日气量5 011 m3和最高稳产气量4 500~4 900 m3/d,实现了我国煤系气综合抽采的重大突破,积累了丰富的经验,为实现关闭煤矿煤层气抽采及高效利用提供重要的技术支撑。

4.3 矿井水利用与防治技术

矿井水一方面是地质灾害之一,严重威胁矿井安全生产,另一方面也是宝贵的淡水资源,有着很大的开发利用价值。在现有的自然、经济、技术条件下,建立优化模式,采用高度节水和重复用水的工艺流程和技术手段,做到在有效防治的同时合理利用。中国煤炭地质总局水文地质局目前正在开展的废弃矿井地下水中多环芳烃的降解与迁移机理研究、废弃矿井酸性矿井水处理技术,中煤(北京)环保工程有限公司废弃矿井水-热联用技术,为关闭煤矿矿井水利用与防治提供了方向。

4.4 特殊钻进技术

大口径钻进技术等特殊钻进技术主要应用于煤矿通风井、煤层气抽放井、矸石填充井、应急排水井、注氮气灭火井等领域。在山西五阳矿地面煤层气抽放系统改扩建煤层气抽采井工程、邯郸矿业集团羊东矿副井-850水平潜水电泵排水系统、山西塔山煤矿瓦斯抽放1号、2号孔、山西塔山煤矿试验1孔等开展了一系列重点工程。在关闭煤矿资源开发利用中可用于关闭煤矿煤层气抽采和空间资源的综合治理。

4.5 高精度煤田地球物理勘查技术

经过多年的发展,煤田地震勘探、电法、重力、磁法、测井等地球物理勘探技术均达到国际与国内领先水平,全方位服务于煤炭及伴生矿产、化工、石油、地质灾害勘查和城市建设等众多领域。在关闭煤矿资源开发利用中可探测老窑采空区,圈定采空区积水范围,确定煤层火烧区范围以及地热资源勘查等。

4.6 煤矿环境遥感监测技术

建立了以矿区环境监测与治理为应用领域的航测遥感技术体系,广泛应用于煤炭等矿产资源调查、煤火探测、生态环境评价与治理、土地利用监测、城市规划、智慧城市等综合服务领域。完成中国北方煤田自燃环境监测项目,近几年在陕西北部神府、榆神、榆横等煤矿区连续开展了煤矿开发状况、煤矿开发占损土地、煤矿地质灾害、煤矿环境恢复治理的遥感调查与监测,为煤矿环境保护与土地修复提供了可靠依据(图8)。中国煤炭地质总局2017年科研项目“关闭煤矿井环境治理与资源综合利用技术研究”运用“矿井全生命周期采矿”的理念,将资源开采和采后利用放到同等重要的地位考虑,在保证关闭矿井安全、环保的基础上开展矿山环境治理,研究关闭矿井生态修复、土地复垦,以及煤层气和矿井水的资源化利用。

图8 地面塌陷及引发的崩塌滑坡等次生灾害Figure 8 Surface subsidence and induced secondary disasters including collapse, landslide etc.

4.7 地下空间探测及稳定性评价技术

多年来积极探索并研究地下空间探测及稳定性评价技术,采用瞬变电磁法、三维高密度电法、沉降监测工程多技术、多手段开展采空区探测及地基稳定性评价。在下花园区玉带山煤矿综合治理等项目中,大致查明了采空区的范围,埋藏深度及分布情况,取得很好的效果,为关闭煤矿空间资源综合治理提供了重要的科学依据。

4.8 煤炭资源信息化技术

采用最新的信息技术开展成果资料标准化、程序化的设计,数据加工、集成、统计、综合分析,为研究决策工作提供数据分析支持。建立规范的煤炭资源信息化技术,通过规范、统一的数据库开展地质研究工作,加快实现煤矿地质工作模式转变和相关产业链延伸,在服务国土资源管理、智慧探矿、城镇规划、生态环境治理与保护、地质灾害预警以及重大工程建设等方面提供重要的数据统一管理,并对煤炭资源资料数据进行综合性、深度的开发使用。

5 关闭煤矿资源开发利用地质保障工作建议

关闭煤矿山逐渐增多将对我国未来矿业生态、城乡建设以及能源战略产生深远影响。为了解决关闭煤矿资源化利用和转型升级,建议从以下七个方面展开关闭煤矿资源开发利用地质保障工作。

5.1 摸清全国关闭煤矿剩余煤炭及煤层气等资源家底

全国关闭煤矿剩余资源不容忽视,亟待摸清该部分资源家底。以收集资料为基础,通过少量实地核查,摸清资源现状,合理规划关闭煤矿资源的开发利用。

重点在黑龙江、辽宁、内蒙、河北、山东、河南、山西、陕西、宁夏、重庆、云南、贵州、四川和新疆等14个省(市)自治区开展关闭煤矿资源综合调查工作,查明关闭煤矿地下水、地热和煤层气等资源潜力,划分预测区,估算资源量。

5.2 开展关闭煤矿基础数据库建设

以关闭煤矿剩余煤炭资源、煤层气资源、空间资源、矿井水、地热、土地资源等各项工作调查的成果为基础,开展数据的整理和汇总,研究数据标准及规范,开展关闭煤矿资源综合调查数据库研制和建设工作,以建立形成的数据库为基础,开发数据库动态管理平台,为关闭煤矿资源的精准利用和规划部门提供决策支持。

5.3 开展关闭煤矿地质环境调查与恢复治理

因地制宜、分区规划,加快推进关闭煤矿生态环境与地质环境问题调查,查清关闭煤矿区地质环境状况,加强地质环境保护,加快地质环境恢复治理,改善关闭煤矿区及周边地区生态环境,大力建设与生态环境相适应的关闭煤矿区。

5.4 开展关闭煤矿地下空间资源利用调查与安全性评价

东部省份,城市发展较快,早先开采矿区已经成为城市群的郊区。关闭煤矿空间资源服务于城市经济发展凸显重要性,能够有效降低或解决城市交通拥挤、大气雾霾、温室效应、声光污染及干旱等自然灾害等问题。重点在煤炭资源枯竭型城市对关闭煤矿区地下空间资源的分布、数量等基本信息进行系统调查,提出关闭煤矿可利用空间资源的详细数据,建立深部高分辨率探测技术与理论,对影响地下空间利用的水害、煤层气,地应力,地热等进行评价,加快开展关闭煤矿地下空间资源利用调查与安全评价,充分利用人类地下矿产资源开发所遗留的巨大地下空间资源。

5.5 开展关闭煤矿煤层气、矿井水、地热和空间资源综合利用工程示范

积极总结与学习国外先进技术,开展关闭煤矿煤层气开发利用,我国南方的煤矿大部分都是高瓦斯或瓦斯突出矿井,北方的河南、陕西、内蒙、河北、山西、东北、新疆、青海、甘肃高瓦斯矿也很多(图9),上述省份应对关闭煤矿煤层气资源进行重点调查评价并建立煤层气地面抽采工程示范。

重点在河北、辽宁、山西等北方缺水城市开展关闭煤矿矿井水野外调查、采用钻探、物探、地下水动态监测、样品测试等方法,开展关闭煤矿地下水环境调查,深入开展关闭煤矿水量-水质-水温调控机制研究,开发关闭煤矿水热资源综合利用技术,并进行工程示范,充分利用关闭煤矿矿井水资源。

选取河北、辽宁、广东、福建等省份关闭煤矿作为地热开发利用重点区,开展地热富集区地热资源探测评价技术示范, 揭示关闭煤矿深部地热能聚敛的地球动力学过程,形成深部地热资源探测技术组合。对典型关闭煤矿进行热能系统防腐耐堵实验、矿井水源热泵利用实验,做好关键技术攻克,现场示范工程等,形成标志性成果,并能以点带面,扩大成果应用。

图9 全国高瓦斯矿区及关闭煤矿示意图Figure 9 A schematic diagram of gassy mine areas and closed coalmines in China

5.6 开展关闭煤矿区环境遥感监测

利用多期次遥感数据,从区域环境尺度上研究关闭煤矿区环境状况的遥感动态监测关键技术和新方法,集成多种监测技术手段、不同时空尺度、不同数据源的信息,探索关闭煤矿区环境治理遥感监测数据与专题分析模型的研建。研发针对关闭煤矿区环境治理信息提取的关键技术,建立关闭煤矿区环境治理遥感监测评价体系,对地质环境治理情况进行动态监测。

5.7 开展关闭煤矿资源综合勘查技术体系研究

以关闭煤矿深部矿井水、地热及地下空间的综合探测研究为重点,研建关闭煤矿资源综合勘查理论技术。重点对关闭煤矿多种资源的协同一体化开发进行综合研究,开展利用地震资料采集、处理、解释、反演、描述、信息等技术为主的地质分析,采用岩石物理、地质及地震信息的融合技术,关键地质体和多相介质的地球物理响应与综合勘查理论。建立矿井水、地热、地下空间、深部煤层、煤层气等资源精细、快速综合探测理论和技术方法体系,制修订相关规范,指导关闭煤矿资源综合勘查评价。

6 结论

关闭煤矿资源开发利用能够减少资源浪费,提高去产能矿井资源开发利用效率,有利于调整去产能煤矿企业产业结构,解决煤矿职工再就业等诸多社会热点问题,进一步推动资源枯竭型城市转型发展,为煤矿企业提供一条可持续发展的战略路径,具有重要的政治、经济及社会效益,引领我国资源开发利用走“清洁、高效、安全、可持续”的道路。

(1)本文界定了关闭煤矿的概念,从关闭煤矿的时间,开采经营实体身份、关闭原因三个方面对关闭煤矿进行了分类。从长远来看应建立关闭煤矿档案,为其赋存的资源在今后二次开发利用提供基础资料。

(2)关闭煤矿赋存大量资源,直接关闭不仅导致资源极大浪费,还可能引发矿山安全、环境和社会问题。重点选取南方和北方的河南、陕西、山西、东北等关闭的高瓦斯或瓦斯突出矿井进行煤层气资源调查评价及开发利用,在河北、辽宁、山西等北方缺水城市开展关闭煤矿矿井水资源开发利用,在煤炭资源枯竭型城市利用地下空间资源开发地下城市空间,选取河北、辽宁、广东、福建等省份关闭煤矿作为地热资源开发利用重点区。

(3)提出下一步工作需要完善与扩展关闭煤矿资源地质综合勘查理论与技术,形成钻探、物探、遥感、计算机于一体的综合勘探体系,为有效合理的开发利用资源提供地质保障,使其变废为宝,化害为利。

(4)从资源、环境、技术体系及数据库等七个方面提出关闭煤矿资源开发利用地质保障的工作建议,助力资源绿色开发与清洁高效利用。

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