煤矿生态保护性开采技术集成与示范

(一)煤炭生态开采全新理念

国家能源充填采煤技术重点实验室和国家安全煤矿水害防治与水资源保护技术创新中心基于大量的实践基础和理论创新发展,提出了煤炭生态开采的全新理念:根据煤层赋存条件和生态环境,统一规划生产和生态布局,创新煤炭生态开采技术,实现地表沉降可控,不外排固、气、液废弃物,保护了地面生态环境和水资源,并进行低温热源共采,煤矿不用煤做燃料,达到了以最小的生态扰动获取煤炭资源,并具备恢复和再造能力,实现了煤矿开采与生态环境协调发展,形成了煤炭生态开采的工程理论和实践体系。以煤炭生态开采为技术支撑建设生态矿山,该项成果获2011年度中国煤炭工业科学技术特等奖

煤矿生态保护性开采技术集成与示范

(二)煤炭生态开采关键支撑技术——充填采煤关键技术

国家能源充填采煤技术重点实验室以煤矿生态开采为理念,结合所属煤矿的具体条件和自身特点,开展了形式多样的充填采煤技术试验研究,攻克了充填介质选择、配比、输送、夯实、关键设备研制等技术难题,成功研制了具有自主知识产权的充填液压支架及配套设备等一系列新型技术装备,并形成了以邢台矿建筑物下综合机械化充填采煤技术、陶一矿超高水材料采空区充填开采技术、小屯矿矸石膏体充填综采技术、通顺公司煤矸石似膏体充填技术、郭二庄矿充填开采解放下组煤资源技术、瑞丰煤业充填复采建筑物下资源技术等为代表的一系列充填采煤成熟技术,充填采煤技术已经在集团公司条件适宜的矿井全部推广应用,目前,矸石粉煤灰固体充填、高水材料充填、膏体充填均达到年产百万吨生产能力,具备了规模化开采的要求。充填采煤系列技术已经为冀中能源集团解放10亿三下禁区呆滞资源走出了新路子,也率先为我国规模解放三下呆滞资源开辟了成功技术典范。该技术吸引了山东、山西多个矿区200多个批次的同行前来参观学习。建筑物下综合机械化充填采煤技术”2009年度获得中国煤炭工业科学技术奖一等奖,建筑物下安全高效综合机械化充填开采技术研究项目2011年度获得河北省科技进步奖一等奖。

(三)煤炭生态开采关键支撑技术——水资源保护开采关键技术

国家安全煤矿水害防治与水资源保护技术创新中心在水资源保护开采方面取得了许多成就。提出并研发了矿井水控制、处理、利用、回灌、生态环保五位一体优化结合模式和关键配套技术。围绕突水陷落柱快速治理、隐伏陷落柱预测勘查、突水危险性评价、采前控制治理等开展系统研究,形成了一套完整的含导水构造预探和快速治理的理论方法和技术体系。华北型煤田隐伏含水陷落柱预探评价与快速治理理论及关键技术项目获得了2011年度国家科技进步奖二等奖。发明了矿井水水文地质条件分析方法和超前精细探查技术,首次提出基于可拓学方法的矿井水害危险性评价和水资源保护等预测方法,实现了定位封堵控制矿井水补给来源。发明了高矿化度、高硬度矿井水处理技术和设备。建造了工艺先进、效果显著、回灌埋深达1200多米岩溶含水层的地面管井深部回灌工程,成功实施了矿井水回灌,在全国率先达到了矿井水零排放目标,增补了地下水来源,有效保护矿区水文生态环境。

(四)煤炭生态开采关键支撑技术——低温热能综合利用关键技术

燃煤锅炉取暖、集中空调制冷是矿井普遍采用的采暖制冷模式,而矿井蕴含了大量可利用的地温能,一直没有得到开发利用。冀中能源研究的低温热能综合利用关键技术能利用热泵及配套设备采集矿井水和回风中的地温能,替代燃煤锅炉和空调,实现煤矿不燃煤,创造了新的煤矿采暖制冷技术,取得了非常显著的节能减排效果。


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