科技創(chuàng)新
中煤地質(zhì)總局勘研總院牽頭完成2項目通過中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技成果鑒定
2022-09-19 12:06:34
來源: 中國煤炭地質(zhì)總局
關(guān)鍵核心技術(shù)是國之重器、企業(yè)命脈,企業(yè)要實現(xiàn)綠色可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展,提高核心技術(shù)創(chuàng)新能力是關(guān)鍵。經(jīng)過兩年的科研攻關(guān),由中煤地質(zhì)總局勘研總院牽頭完成的“礦井水深井回灌技術(shù)研究及工程應(yīng)用”和“采動覆巖離層區(qū)注漿控制地面沉陷及防災(zāi)、處廢一體化關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”,于近日通過中國煤炭工業(yè)協(xié)會科技成果鑒定,分別達(dá)到國際領(lǐng)先和國際先進水平,為煤礦綠色安全發(fā)展注入了強勁科技動能。 “變廢為寶” 礦井水變身“綠色之水” 煤炭是我國重要的基礎(chǔ)能源,在開采過程中會產(chǎn)生大量的礦井水,由于礦井水的賦存條件特殊,容易受到煤粉、巖粉和有害物質(zhì)等的污染,是一種典型的礦井廢水。 我國噸煤開采約產(chǎn)生2噸礦井水,若不加以重視,大量礦井水將造成地表水資源的污染和土壤環(huán)境惡化等嚴(yán)重問題。 在煤礦水資源極為匱乏的條件下,礦井水直接排放也是水資源的極大浪費。因此,礦井水的處理與回收利用對于改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境、解決礦井用水具有重要意義,有助于達(dá)到社會、環(huán)境和經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。 “現(xiàn)階段礦井水的綠色無害化處理,成為制約煤礦安全環(huán)保低碳發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一。”勘研總院地質(zhì)封存技術(shù)研究所主任工程師趙岳告訴記者,“我們創(chuàng)新提出了系統(tǒng)的深井回灌技術(shù)方法、理論體系和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,解決了水害防控與礦井綠色開采、礦區(qū)生態(tài)環(huán)保、礦山可持續(xù)發(fā)展之間相互矛盾與沖突的難題。” ![]() 礦井水深井回灌現(xiàn)場 “使用礦井水深井回灌技術(shù)不僅可避免和減少對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞,有效實現(xiàn)礦井水‘零排放’,經(jīng)濟回報也非常可觀。”鄂爾多斯某煤礦負(fù)責(zé)人給記者算了一筆賬,利用這項技術(shù),礦井噸水處理成本可控制在10元以下,年回灌總量超過130萬立方米,相比原有礦井水處理方式節(jié)省了近2000萬元。 “礦井水深井回灌技術(shù)是‘煤-水雙資源開發(fā)利用’的良好示范’,充分體現(xiàn)了礦井水‘控制、處理、利用、回灌、生態(tài)環(huán)境保護’五位一體治理理念。”在中國煤炭工業(yè)協(xié)會組織的專家評審會上,鑒定專家委員會主任、中國工程院院士武強頗為贊賞地說。 “壓下托上” 為采煤沉陷打“預(yù)防針” ![]() 采動覆巖離層區(qū)注漿技術(shù)原理圖 隨著煤礦開采強度的不斷增大,因采煤形成的沉陷土地已成為發(fā)展“難點”、民生“痛點”。如何有效減少采煤沉陷的發(fā)生,并對已形成的采煤沉陷區(qū)進行高效治理,是擺在煤炭行業(yè)科技工作者面前的難題。 勘研總院研發(fā)的采動覆巖離層區(qū)注漿控制地面沉陷及防災(zāi)、處廢一體化關(guān)鍵技術(shù),“不但讓建筑物下、水體下和鐵路下“三下”壓煤的“老大難”不再難,而且可有效緩解煤礦生產(chǎn)接續(xù)壓力,破解制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸,保障安全生產(chǎn)持續(xù)穩(wěn)定。”勘研總院采空塌陷地質(zhì)災(zāi)害防治研究所主任工程師趙明說。 該技術(shù)之所以優(yōu)于其他傳統(tǒng)地表減沉技術(shù),并能更加有效地保護生態(tài)環(huán)境,關(guān)鍵是第一時間通過地面鉆孔給采動覆巖離層區(qū)打“預(yù)防針”——通過高壓注漿充填產(chǎn)生“壓下托上”的作用,提前預(yù)防煤炭開采后地層的下沉運動,改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境,利于生態(tài)文明建設(shè)。 ![]() 注漿站施工現(xiàn)場 “硬核科技”不僅使礦山“含綠量”大幅提升,也讓煤礦企業(yè)嘗到了甜頭。通過應(yīng)用采動覆巖離層區(qū)注漿技術(shù),山西潞安化工集團某煤礦采區(qū)回采率從50%提高到90%以上,釋放“三下”煤炭資源95萬噸,有效延長了礦山服務(wù)年限,同時處理粉煤灰固廢60萬噸,消耗礦井水超過100萬噸;鄂爾多斯某煤礦利用該技術(shù),釋放了“三下”煤炭資源146萬噸。 ![]() 自動化注漿控制系統(tǒng) 我國“三下”煤炭資源量巨大,僅山西省就超過300億噸。據(jù)不完全統(tǒng)計,全國“三下”煤炭資源僅開采出10多億噸,大量“三下”煤炭資源沒有被采出。由此可見,采動覆巖離層區(qū)注漿技術(shù)在“三下”煤炭資源開采領(lǐng)域的經(jīng)濟效益不可估量。 “點石成金” 煤矸石的“華麗蛻變” 我國是一個煤炭消費大國,而煤礦最大產(chǎn)出的固體廢物就是煤矸石,其中的有害成分可以進入大氣、土壤和地下水,不但制約煤礦的可持續(xù)發(fā)展,而且對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害,威脅人體健康。因此,如何減少污染,利用好煤矸石,對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。 勘研總院從2019年開始在鄂爾多斯某煤礦實施固廢處理及地面減沉一體化項目,在釋放“三下”煤炭資源的同時,建成了以煤矸石等大塊度、大粒徑固廢為原材料的離層注漿生產(chǎn)系統(tǒng),使昔日的廢棄物華麗蛻變?yōu)樾滦铜h(huán)保注漿材料,并形成示范性工程,推廣應(yīng)用前景廣闊。 ![]() 鄂爾多斯某煤礦地面煤矸石注漿站 “以前露天堆存煤矸石,不僅成本高,還污染環(huán)境。”鄂爾多斯某煤礦負(fù)責(zé)人說,“如今,我們通過項目的實施實現(xiàn)了固廢資源再利用,有效消除了煤矸石堆放造成的環(huán)境污染和安全隱患,找到了可持續(xù)發(fā)展的道路。”截至2022年上半年,該煤礦共處置煤矸石近100萬噸,累計節(jié)省處置費用近1200萬元,減少煤矸石占地150余畝,取得了良好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會綜合效益。 ![]() 注漿站施工現(xiàn)場 ![]() 煤矸石制漿生產(chǎn)系統(tǒng) 在“雙碳”目標(biāo)指引下,勘研總院經(jīng)過一系列技術(shù)研發(fā)和大量的工程應(yīng)用實踐,形成的以“礦井水深井回灌技術(shù)”和“采動空間注漿技術(shù)”為核心的新型一體化綠色開采技術(shù)體系,已成為總局科研發(fā)展戰(zhàn)略的成功典范。2022年,依靠兩項技術(shù),勘研總院在山西某煤礦一期良好成果的基礎(chǔ)上,繼續(xù)實施了二期注漿減沉項目;聯(lián)合水文局成功承攬山西某煤礦覆巖離層注漿減沉項目;聯(lián)合中煤地生態(tài)公司成功承攬鄂爾多斯某礦區(qū)礦井水深井回灌工程,促進科創(chuàng)勢能轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟動能,助推企業(yè)實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。 未來,中煤地質(zhì)總局將繼續(xù)踐行“綠水青山就是金山銀山”理念,堅持“地質(zhì)立本,科技賦能”,自覺做綠水青山的守護者、金山銀山的創(chuàng)造者、生態(tài)文明的建設(shè)者,為我國生態(tài)文明事業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)地質(zhì)人的智慧和力量。 |
責(zé)任編輯:王傳杰
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