三河尖关闭煤矿煤层CO_(2)封存潜力研究

关闭煤矿煤层CO_(2)地质封存是CO_(2)封存的重要方式之一,也是短期内实现碳减排指标的有效手段之一。以江苏省徐州市三河尖关闭煤矿为例,分析了已采7号煤和9号煤的煤岩煤质特征,统计了剩余煤炭资源储量,运用模糊综合评价法,选取了稳定系数、上覆岩层性质、地质构造复杂程度、地下水指标、封存煤层压温比、封存煤层深厚比、封存煤层渗透率、采空塌陷程度和其他因素等9个主要影响因素指标对7号煤和9号煤封存CO_(2)稳定性进行评价,建立关闭煤矿煤层CO_(2)封存评价方法并评估CO_(2)封存潜力。结果表明,三河尖关闭煤矿7号煤和9号煤剩余储量较大,CO_(2)封存稳定性综合评价结果分别为86.209和87.698,评价等级均为较稳定,封存潜力较高。根据建立的关闭煤矿煤层CO_(2)封存评价方法,计算获得三河尖关闭煤矿7号和9号煤层CO_(2)理论封存量分别为207.6 Mt和80.9 Mt,并据此划分封存有利区为有利区、较有利区和不利区3个等级。研究可为关闭煤矿煤层CO_(2)封存研究提供基础依据。

安徽省关闭煤矿资源调查及其综合利用研究

【目的】在煤炭资源持续高强度开发与能源供给侧结构性改革的背景下,安徽省关闭了一批资源枯竭、产能落后的煤矿,而关闭煤矿仍赋存有地下空间、遗煤、瓦斯、矿井水、土地与基础设施设备等资源,开展关闭煤矿资源再利用具有现实的工程价值和经济效益。【方法】统计自2013年以来安徽省59座关闭煤矿基础信息和再利用现状,分析关闭煤矿分布特征、遗留资源与再利用潜力;构建安徽省关闭煤矿数据库与WebGIS云平台,实现关闭煤矿信息查询分析与可视化;以潘一矿与石台煤矿为例,分别介绍遗留瓦斯抽采与半地下抽水蓄能的关闭煤矿再利用方案。【结果和结论】结果表明:安徽省关闭煤矿主要集中分布在两淮矿区,部分关闭煤矿关闭时间较短、遗留资源丰富、产权隶属清晰,再利用潜力较大;潘一关闭煤矿综合使用封闭墙压管抽采、原抽采钻孔抽采和地面钻井抽采的立体化遗留瓦斯抽采技术,实施关闭煤矿采空区“排水-抽采-利用”的一体化工程,3年内累计抽采瓦斯量4 840万m^(3)、发电8 590万kW·h、直接经济效益5 120万元,同时保障了相邻矿井的安全生产;石台关闭煤矿拟建设半地下抽水蓄能电站,地下空间可提供有效库容30万m^(3)、装机容量35 MW。案例分析表明安徽省部分关闭煤矿资源再利用在技术经济上具有合理性,但仍需开展进一步深入研究。

关闭煤矿矿井水中“双源”铁污染的电化学机理实验模拟

关闭煤矿矿井水多呈现高铁特征,闭坑淹井后残留铁质器件易锈蚀,与含铁矿物形成矿井水“双源”铁污染体系,在闭坑后不同时期贡献铁的释放,形成地下水环境风险。为明确关闭煤矿矿井水中双源铁释放过程与反应机理,刻画铁污染双源释放方式,量化释放速率比,基于电化学模拟原理,以黄铁矿和矿用锚杆为模拟“双源”,制备成工作电极,利用循环伏安法和极化法等电化学方法以及X射线光电子能谱材料表面表征技术,对煤矿关闭初期双源共存下在酸性矿井水环境中氧化还原反应过程与铁释放机制进行了模拟研究。结果表明,溶解氧含量是影响黄铁矿和锚杆在酸性矿井水中发生氧化还原反应的重要抑制因素。黄铁矿与锚杆的氧化机制不同,黄铁矿在氧化过程中表面出现钝化效应,2种材料的最终氧化产物均为Fe^(3+)和SO_(4)^(2-)黄铁矿主要通过矿物表面的Fe^(2+)发生氧化反应释铁,锚杆主要通过材料表面铁及其氧化产物与溶液中酸性物质的反应释铁,且铁氧化物较单质铁优先反应。在模拟富氧(DO=7.0 mg/L)酸性矿井水中,黄铁矿和锚杆的年腐蚀速率分别达到8.3636 mm/a和7.8314 mm/a,估算年释铁速率分别达到1.2240 g/a和3.9395 g/a。在模拟井下低氧(DO=3.5 mg/L)酸性矿井水中,黄铁矿和锚杆的年腐蚀速率分别达到0.7324 mm/a和0.3642 mm/a,估算年释铁速率分别达到0.1072 g/a和0.1832 g/a。综合电化学参数与静态释铁实验表明,在溶解氧充足或缺乏的条件下,总体释铁速率比均为双源>锚杆>黄铁矿。

阳泉市关闭煤矿资源再利用初步研究

关闭煤矿的资源合理再利用是践行“绿水青山就是金山银山”“保障能源安全”的有效途径。对阳泉市2016年去产能以来关闭的9个煤矿进行了初步调查,同时收集了国内关闭矿山利用的成功案例,从剩余煤炭资源、共伴生矿产、土地资源、地下空间等方面提出了利用建议,为阳泉市关闭煤矿资源再利用提供了参考依据,对土地节约利用、资源型城市转型发展均具有借鉴意义。

邯郸地区关闭煤矿矿井水综合利用研究

河北是我国的产煤大省,随着新型工业化、信息化、城镇化以及农业现代化的持续推进,煤炭行业产能过剩,在进口煤炭的持续冲击下,以及国家节能减排力度加大等多种因素叠加影响,近些年来河北省部分煤矿陆续退出产能,而关闭煤矿内的矿井水却得不到妥善处理,不仅造成了资源浪费,而且对地下水造成了污染,严重破坏生态平衡。

湖南关闭煤矿酸性矿井水污染特征分析

酸性矿井水是全世界煤矿矿井水污染的重要问题。本文介绍了煤矿酸性矿井水的形成机制,分析发现湖南省关闭煤矿酸性矿井水的污染特征。主要污染因子为pH、铁、锰和硫酸盐,悬浮物超标主要为铁的沉淀物,其他金属元素还有锌、铜、砷和锑有少量超标。酸性矿井水的分布具有明显的区域性特征,涟邵煤田、桑石煤田、黔溆煤田和郴耒煤田的污染问题较为严重。特别是涟邵煤田的污染最为严重,其pH值、铁和锰的超标率均高于其他煤田。

我国关闭煤矿潜在资源分析及二次利用前景

供给侧结构性改革的提出加速了我国煤矿落后产能的退出,但同时关闭煤矿的合理再利用提上日程。为探讨关闭煤矿潜在的可利用资源及其利用前景,基于关闭煤矿彻底废弃的负面效应分析,对其潜在资源类型进行了划分,并对各种资源的利用前景进行了分析,最后指出其在二次利用中亟待解决的问题。研究表明:我国关闭煤矿潜在资源主要包括剩余煤炭、矿井水、煤层气、地下空间以及生态开发与工业旅游资源;厘清剩余煤炭资源赋存特征、提高关闭煤矿信息化程度、构建关闭煤矿剩余资源评价体系以及建立健全关闭煤矿综合开发利用政策对关闭煤矿资源二次利用具有重要意义。

重庆松藻矿区关闭煤矿涌水来源与模式判识研究

关闭煤矿涌水来源的准确判识、涌水模式的正确划分对科学处置关闭煤矿排水造成的水资源浪费和水环境污染等问题具有重要意义。基于重庆松藻矿区多个关闭煤矿一个水文年的涌水流量动态监测数据、水化学指标及微生物指标数据,采用涌水的流量动态解析、流量-降雨水文序列相关函数等水量分析手段和水化学指标描述性统计、矿井水样间水化学指标Pearson相关函数等水质分析方法,并结合矿区水文地质条件,提出了“水量-水化学-微生物-水文地质条件”多元正-反演分析的关闭煤矿涌水来源综合判识、涌水模式研究的综合方法。研究结果表明:关闭煤矿涌水量对降雨的响应存在骤升缓降、缓升缓降、平稳3种波动类型;涌水水源、导水介质的不同是导致矿井涌水流量动态变化及其对降雨的响应存在时空差异性的主要原因,也是矿井水TDS、pH、化学关联程度和微生物含量变异性大的关键因素;综合水量、水质的特性对关闭煤矿涌水来源进行综合判识,并基于识别结果,提出了降雨入渗型、含水层释水型、老空水溢出型、复合型4种矿区关闭煤矿涌水模式。多元综合分析方法能有效判识岩溶矿区关闭煤矿涌水来源,深化了对关闭煤矿涌水特征的认识,为松藻矿区关闭煤矿涌水的科学防治与环境-资源协调发展提供了理论支撑。

关闭煤矿煤炭地下气化地质条件评价体系构建与实践

为厘清影响关闭煤矿煤炭地下气化的地质因素,以河北省典型关闭煤矿为例,构建科学、系统的地质指标评价体系,针对煤炭地下气化规划到生产的几个阶段,对设立的4个地质一级指标、22个地质二级指标进行了系统分析和量化,建立了地质条件评价体系。采用层次分析和模糊综合评价法,建立了评价指标重要程度矩阵,确定了指标权重,并结合剩余资源量过少、煤层构造极其复杂、涌水量过大等实际情况,对评价结果进行一票否决,最终形成了一套科学、系统的地质指标评价体系。该评价体系在河北省典型关闭煤矿中的应用表明:林南仓煤矿8-1、11、12、14煤层,宣东二井Ⅲ_(3)、Ⅴ_(2)煤层,北阳庄矿5煤层,崔家寨矿1、5、6煤层以及显德汪矿1、9煤层比较适宜煤炭地下气化。

关闭煤矿高位采空积水综合治理技术研究与应用——以小溪沟煤矿为例

针对小溪沟煤矿东翼受相邻关闭煤矿高位采空积水威胁,且关闭煤矿开采技术资料不准的问题,采用地面瞬变电磁法核查了关闭煤矿采空积水情况,对积水影响区防隔水煤柱进行了重新设计,提出通过施工专用放水巷和放水钻孔疏排关闭煤矿采空积水的水害治理技术方案。治水工程实施后,相邻关闭煤矿高位采空积水被完全疏干,东翼积水影响区资源得以安全回采,水灾防控成本仅为7.8元/t,经济效益显著。

浅析国内外关闭煤矿瓦斯利用技术及政策

文章通过研究国内外关闭煤矿瓦斯治理与利用技术和政策现状,分析当前我国关闭煤矿瓦斯治理与利用方面存在的问题与不足,在总结对比发达国家关闭煤矿瓦斯先进经验和鼓励政策的基础上,提出推动我国关闭煤矿瓦斯治理与利用的政策建议。

邯郸矿区关闭煤矿地质环境综合评价研究

在资料收集、遥感解译基础上,开展了邯郸矿区关闭煤矿地质环境调查,明确了邯郸矿区关闭煤矿地质环境类型主要为地质灾害、地下含水层污染、地貌景观破坏、土地资源压占、地表水污染和土污染等6种。基于模糊数学理论和层次分析法进行了邯郸煤矿区关闭煤矿山地质环境影响程度评价,划分出了地质环境影响程度严重区14个、较严重区2个、较轻区10个,并在此基础上划分了关闭煤矿山地质环境影响较轻区、较严重区和严重区。

关于对关闭煤矿山转型升级方法探讨

在绿色低碳发展等新形势下,随着能源定位的变化,煤炭行业转型升级趋势愈发明显。以河北省关闭煤矿山为例,在对主要矿区关闭煤矿山多要素调查的基础上,阐述了煤矿关闭后存在的环境、安全、经济以及就业等问题。通过实地调查,参考以往成功经验,提出以旅游、工业园区、新能源产业基地为主的转型升级方法。根据矿山实际情况结合法规政策,通过产业结构多元化、人员培训等实现关闭煤矿山转型升级。

煤炭资源型城市关闭煤矿产业绿色转型路径研究

随着我国能源供给侧结构性改革以及煤炭去产能政策的实施,我国关闭煤矿数量逐年增加,煤矿关闭后产业如何转型成为迫切需要解决的问题。而关闭煤矿大都集中在煤炭资源型城市,关闭煤矿的发展与煤炭资源型城市发展密不可分,其优势产业的选择应与所在城市产业转型方向相一致,才能使关闭煤矿资源得到有效利用,促进当地经济高质量发展。依据新结构经济学理论,利用耦合协调度模型,分析煤炭资源型城市的要素禀赋结构与产业结构的耦合协调程度及分类,据此提出了关闭煤矿产业绿色转型的路径。结果表明:2010—2018年,18个地级煤炭资源型城市耦合协调度介于0.4~0.9,耦合协调的类型主要是勉强协调和初级协调,良好协调城市较少。但2016年以后,产业结构与要素禀赋结构的耦合协调情况在退化,产业结构急需进行转型和优化。其中,勉强协调型关闭煤矿应在逐步降低第一、二产业比重时,依据自身要素禀赋结构优先发展劳动密集型产业或者承接发达区域的劳动密集型产业;初级协调型关闭煤矿在逐步降低第二产业比重,增加第三产业比重时,要优先发展资本密集型和技术密集型产业,需要加大人力和物质资本的投入,不断提高技术创新水平;中级和良好协调型关闭煤矿在大力发展第三产业的同时,也应发展资本密集型和技术密集型产业,但需要更多的人力和物质资本投入,以及更高的技术创新水平。关闭煤矿在产业绿色转型过程中需要“有为”政府在人员、资产、技术、土地、交通、供水、通信等软制度及硬基础设施方面给予资金和政策扶持,使产业具有较强的竞争优势,促进产业结构优化和升级。

关闭煤矿、报废矿井法律责任的设定

提出应当设定违法关闭煤矿、报废矿井的法律责任;设定违法关闭煤矿、报废矿井法律责任,应当确定合理的价值取向,应当具有完备的煤炭生产、关闭煤矿、报废矿井的法律制度前提。

关闭煤矿矿井水患普查研究

对关闭煤矿矿井水患进行普查,研究其对相邻保留煤矿的影响,提出了保留煤矿治理水患应采取的针对性措施,为下一步对关闭矿井水患进行详查及制订技术措施奠定基础。

关闭煤矿的资源开发利用与地质保障

在关闭煤矿中除煤炭剩余外,还赋存丰富的煤层气、矿井水、地下空间、地热等资源,具有巨大的二次开发潜力。依据全国煤层气、矿井水、地热等资源赋存现状,梳理部分重点关闭煤矿资源的绿色开发与清洁高效利用发展趋势;通过系统介绍集钻探、物探、遥感、计算机等勘查技术于一体的综合勘探体系,总结了其在关闭煤矿资源有效开发利用的地质保障作用,并从资源、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工作建议。

河北省关闭煤矿地质环境影响评价

在对河北省主要的关闭煤矿实地调查和遥感影像解译基础上,将关闭煤矿的地质环境影响评价指标体系划分为3个要素和11个指标,利用模糊综合评价方法建立了关闭煤矿的地质环境影响评价模型,采用改良指数标度的层次分析法确定各指标权重。评价结果显示,在118处较大规模的关闭煤矿中,36处煤矿地质环境影响程度为严重和较严重状态,82处为轻微和较轻状态。严重、较严重的煤矿主要分布在蔚县矿区、宣下矿区、邯郸矿区。地质环境问题主要影响因子为土地资源压占、含水层破坏、地面塌陷和地裂缝等。

加快关闭煤矿煤层气资源开发利用的思考与建议

关闭煤矿中富集大量煤层气资源,其开发利用具有经济、环境、安全和社会多重效益,我国已开展了一些关闭煤矿煤层气资源勘探开发的科技攻关及其抽采工作,但由于我国关闭煤矿煤层气资源开发利用研究属于初级阶段。通过对我国高瓦斯矿井关闭情况研究发现,高瓦斯关闭煤矿主要分布在重庆、湖南、贵州、云南、四川、山西、江西、安徽等地区,尤其以贵州、重庆以及湖南等地区最多。这些高瓦斯关闭煤矿煤层气资源存在抽采技术及模式适配性差、基础研究薄弱、矿井封闭质量不确定、矿井水无相应处理措施、开发利用成本高等问题。建议系统开展关闭煤矿煤层气资源评价,通过加强科技攻关、建立关闭煤矿闭坑监测制度、制定相应关闭煤矿产业发展政策等多方面工作,确保我国关闭煤矿煤层气资源的有效开发利用。

河北省主要矿区关闭煤矿资源再利用模式探讨

关闭煤矿资源评价与利用,具有资源、环境双重效益,可为煤矿企业提供一条转型发展路径。在河北省主要矿区关闭煤矿资源调查工作的基础上,通过对国内外关闭煤矿资源再利用典型案例的总结,重点归纳了河北省关闭煤矿农林用地、建设用地、塌陷水域综合利用、矿山公园模式、关闭煤矿资源综合利用、矸石山利用、井下空间利用等7类19种资源再利用推荐模式,分析了推荐模式选择因素,划分了资源类型。依据矿山地质环境影响程度、问题类型及矿山区位差异,按照推荐模式选择原则,提出适合不同关闭煤矿山资源利用模式。综合考虑关闭煤矿背景条件和资源开发利用条件,对河北省主要矿区118个关闭煤矿提出了资源再利用途径。在相关研究基础上,针对河北省主要矿区关闭煤矿资源再利用存在的支撑条件不足、安全评价、支撑政策和管理办法欠缺、资源调查评价与利用技术指南欠缺等现实问题,提出了资源利用典型项目建设、及时掌握关闭煤矿综合信息、构建关闭煤矿资源调查与评价技术指南、开展相关治理工程做好资源利用统筹工作、加强科技投入和关键技术研发、树立矿井全生命周期理念并重视矿业资产的后周期管理及完善闭坑管理等建议,以期选择生态敏感性较弱、资源丰富、区位条件优越、符合当地经济社会发展需求、便于协调开发利用的关闭煤矿作为重点研究对象,开展资源综合利用工业性试验和示范工程,系统构建关闭煤矿资源评价体系,实现关闭煤矿资源利用与生态保护协同发展。