The Chemical Principle of Green Coal Power

Coal is still a major source of energy, also a major source of SO_2, NOx and CO_2 emission though. Removal of SO_2 and NOx doubled the cost of power generation, and capture of CO_2 is equivalent to double the market price of power coal. The GCP （green coal power） is the power generated in coal-combustion with zero emission. The author indicates that it is possible to make coal-fired power plants emission free based on thermodynamic analysis and purposely designed experiments using SFG （simulated flue gases）. It is concluded in the study that all SO_2 and NOx in the post-combustion flue gas are reduced to inoffensive substances at temperature lower than 750 ℃ when contacting carbon and elemental sulfur is separated in succeeded cooling of flue gas at temperatures 200-400 ℃, and the ultrafine dusts are trapped in condensed water at temperature blow 100 ℃. Based on chemical engineering expertise the author is sure that the cost for removing acid gases is much lower than any clean coal technologies known to today. Instead of capture, the remained CO_2 is converted to CO in the second time contact with carbon at 900-950 ℃. CO is the raw material of chemical synthesis and, thus, CO_2 is stored in chemical products such as methanol, fertilizer, plastics, etc. The simple and low-cost processing allows GCP utilized in practice easily.

露天煤矿安全-绿色-高效-低碳协同开采技术体系

露天煤矿安全绿色高效低碳开采是全球露天煤矿发展的共识性目标。我国露天煤矿资源开发强度与生态承载力呈现逆向发展特征,我国西北部生态环境脆弱区已成为露天煤炭的主产区,使得露天煤矿开采与生态环境保护成为亟需解决的重要科学问题、生态问题和发展问题。基于我国露天煤矿发展概况、自然条件及主要影响因素,阐释了实现露天煤矿安全-绿色-高效-低碳开采内涵特征与总体架构,针对露天煤矿采前-采中-采后全生命开采周期特点,从安全开采技术、绿色开采技术、高效开采技术、低碳开采技术4个层次,归纳总结了时效边坡控制技术、智能预警决策技术、运输环节新模式、矿区生态建设、相邻矿山协调开采、智能采矿设计、电动矿卡应用以及采矿源头生态减损8项关键技术,明确了露天煤矿安全-绿色-高效-低碳协同开采研究重点工作和方向。在安全-绿色-高效-低碳协同发展措施方面,从强化顶层设计、加快分布实施、深化科研攻关、提升人才培养以及完善标准规范5个方面,提出2025年、2030年、2035年不同阶段需要完成的目标任务。新时期露天煤矿要坚定不移走安全-绿色-高效-低碳发展路径,实现露天煤矿在新时期、新格局下的高质量发展目标。

王洼煤矿水库坝体下工作面安全开采高度研究

为解决水库坝体下开采安全性,提高煤炭资源回收率,以王洼煤矿水库坝体下110505工作面为研究背景,通过物理仿真模拟、数值模拟及理论分析等方法对覆岩裂隙发育规律及导水裂隙带高度展开研究。为避免矿井开采对地表水坝与水体破坏,针对导水裂隙带高度分析结果,提出了110505工作面限高开采方案。结果表明:工作面开采后地表形成“凹”型盆地,并产生拉伸裂隙,致使地表水位下降78%;现场实测导水裂隙高度为170.76 m,物理仿真模拟试验、数值计算、传统经验公式得出三者的导水裂隙带高度分别为162,164 m和120.57 m;方差修正系数对经验公式做出修正后,反推出限高开采的安全开采高度为2.6 m。研究揭示了工作面覆岩导水裂隙带高度发育规律及水库水体受采动影响的规律,为王洼煤矿后续此类条件下安全措施的制定提供了依据。

河流下多煤层开采安全性及保护技术

我国新疆地区干旱缺水,艾维尔沟河作为新疆一条具有重要地理特征和环境影响的河流,其对于流经区域的经济、生态都具有重要意义,因此在艾维尔沟河下进行煤炭开采时,既要保证矿井安全也要保证河流的正常使用。采用理论分析、数值模拟等方法对河流下多煤层开采安全性及河流保护技术进行研究,通过理论计算得到多煤层开采条件下,覆岩导水裂隙带发育高度(11401工作面为41.9 m、1502工作面为110 m、11401工作面为113.8 m)并绘制剖面示意图;同时,采用数值模拟方法对覆岩导水裂缝发育形态及高度进行确定,最终基于导水裂隙带高度(117.8 m)与最小煤层埋藏深度(191.5 m)的相互关系,确定河流下开采是安全的可行的。在保证河流下煤层安全开采的前提下,通过分析离层注浆原理,并结合采动影响特征参数及工程现场,提出了以离层注浆为主,河道防渗及优化开采设计为辅的多手段对采动影响范围内地表特定目标的精准保护技术。根据实际采矿地质条件,采用概率积分法计算试采工作面开采前后河道位置处地表移动变形,计算结果显示:采用离层注浆精准保护技术后,河道的最大水平变形值(2 mm/m)未超出允许坝体的极限变形值(2.5 mm/m),所以采用离层注浆精准保护技术可以实现,井下安全开采的同时,保证河道的正常使用。通过对河流下多煤层开采的安全性及保护技术的分析研究,为矿山绿色开采提供参考和借鉴。

“双碳”战略下煤矿减碳实施路径研究

随着“双碳”战略的推进,煤炭生产企业提出“零碳矿山”等建设目标,着力降低煤炭开采过程的碳排放。在煤矿碳排放来源和结构组成分析的基础上,提出减碳、零碳和负碳多组合技术实施路径,以西部某2 000万t/a新建在产矿井为例,定量分析了碳排放量和减碳实施路径及减碳贡献。结果表明,仅靠煤矿能源系统低碳化改造和矿区碳汇减排贡献量有限,还需发展风光新能源绿电、优化开采工艺减少CH_(4)和CO_(2)逃逸排放、开展CO_(2)矿化等技术来实现大幅减碳,最终实现煤矿“零碳”开采生产。

煤矸石浆体充填技术应用与展望

为实现煤矸石原位、绿色和规模化处置,煤矸石浆体充填技术作为新兴充填技术近年来得到了快速发展与应用。论文系统回顾和总结了煤矸石浆体充填技术框架提出、浆体充填理论体系形成、工程示范应用及技术迭代创新等不同阶段下浆体充填标志性成果与关键工艺技术,形成了高位注浆、低位灌浆和邻位注浆3种充填方式,建立了煤矸石浆体采空区垮落带流动的“介入理论”和浆体管道输送的“三度一场”理论,成功开展了国内外首套煤矸石井下浆体充填和地面制浆+井下邻位注浆充填示范工程;阐述了煤矸石浆体充填技术体系,围绕煤矸石浆体充填过程中的煤矸石破碎、成品矸石粉料加水制浆、制备浆体泵送和井下目标区域充填等工艺流程,探讨了煤矸石高效分级破碎、浆体精准制备、浆体管道输送和末端充填等关键技术核心问题,分析了破碎设备、筛分设备、计量设备、搅拌设备和泵送设备等关键设备技术原理与应用场景;以张家峁煤矿小空间、多设备、高能力的煤矸石浆体充填需求为工程背景,创新研发设计了煤矸石浆体充填地面制浆、管道输送、井下充填和智能控制等不同系统的布置,年充填矸石量可达55.4万t,形成了煤矸石浆体充填工程示范,实现了矿井矸石零排放和绿色处置,树立了良好的地区示范效应;未来煤矸石浆体充填技术将围绕设备小型轻量化、系统高度集成化、技术迭代创新化等方向进一步研究发展,为构建煤矿绿色开采技术体系、实现国家“双碳”目标提供技术支撑。

煤矿绿色开采技术及其应用

煤矿开采是中国能源产业的重要组成部分。然而,长期的开采导致煤炭资源逐渐减少,迫切需要采取措施保护和节约煤炭资源。同时,煤矿开采还伴随着环境污染和作业安全问题,与社会的可持续发展原则相矛盾。在这样的背景下,绿色开采技术应运而生,被广泛应用于煤矿开采中。重点分析了几种煤矿绿色开采技术,同时提出了煤矿绿色发展的优化措施。

煤炭开采企业绿色全要素能源效率研究

煤炭开采行业是高碳能源的生产行业,提升煤炭开采企业的绿色全要素能源效率对促进我国“双碳”目标的实现具有重要作用。基于影子价格模型,对企业的二氧化碳边际减排成本进行测算,进而构建DEA-Malmquist指数模型计算煤炭开采企业绿色全要素能源效率。实证结果表明:样本企业绿色全要素能源效率水平参差不齐,但均呈现不同程度的上升趋势;相对于综合技术效率,技术进步对企业绿色全要素能源效率水平上升做出了更多贡献。基于上述结果,从企业内部、外部2个视角对影响企业绿色全要素能源效率的因素进行分析,通过专利分析企业自主研发能力及技术选择、分析外部政策环境,提出完善碳交易市场形成有效监管、适当扩张企业规模提高规模效率、加强自主研发走内涵式发展道路等对策建议。

煤矿开采技术向智能绿色开采方向的转型对策

为实现煤炭资源的可持续开发,煤矿开采技术需要向更环保和高效的方向发展。在当前矿山行业中,传统开采方式已无法满足日益增长的需求,因此,推进煤矿开采技术向智能绿色化转变是一项重要举措。分析煤矿开采技术向智能绿色开采转型的必要性及转型意义,并提出一些相关对策,以期为煤矿企业提供参考和借鉴。

煤矿区绿色低碳评价指标构建及应用

煤矿矿区是煤炭生产的重要基地,对当地经济和能源供应具有重要意义。在我国能源开发和环境保护中,矿区规划占据着举足轻重的地位。随着全球能源格局的变化以及我国提出的“碳达峰、碳中和”战略目标,煤矿矿区的规划不再仅仅局限于资源的开采,更要注重生态环境的保护与修复,以及矿区经济的可持续发展。因此,有必要将“双碳”规划的内容纳入到矿区总体规划中,以此来引导煤炭行业的可持续发展,并支持国家的“双碳”战略目标。为了进行矿区“双碳”规划,首先需要对矿区的碳排放现状进行详细评估,从而为“双碳”规划提供科学依据。以煤矿矿区为视角,提出了“三步法”构建评价指标,即综合分析法初选指标、社会网络分析法补充指标和模型法校核指标。该指标体系包含7项一级指标和36项二级指标,引入模糊变量隶属度函数,建立模型对二级评价指标量化计算,采用逐层模糊综合评价法,对矿区绿色低碳度进行评价。以宁夏积家井矿区为案例,应用本研究的评价体系进行实证分析。结果表明,积家井矿区在绿色低碳发展方面尚处于较低水平,但同时也显示出巨大的改善潜力。针对评价结果,提出矿区未来应当注重合理利用土地资源,加强土地复垦,强化生态重建与保护措施,为矿区的绿色低碳转型提供了可行的路径。

煤矿开采技术向智能绿色开采方向的转型对策

为解决传统煤矿开采技术造成的土地资源破坏、水资源污染、地质结构破坏、空气污染等问题,以煤矿开采为基础,对保水开采技术、分层注浆开采技术、煤矿巷道支护技术、矸石回填利用技术、膏体充填技术、有毒有害气体与粉尘净化技术、煤炭地下气化技术进行了分析,通过应用绿色开采技术,可以有效解决环境污染问题,为实现煤矿绿色开采奠定基础,以期能够为相关人员提供参考。

煤矿机械绿色设计与制造技术探讨

我国在大力发展社会经济的同时,也给环境造成了一定污染和破坏。其中,煤矿行业生产经营过程中,为了更好满足现代社会生产生活对煤矿资源的大量需求,不断开展各类煤矿开采工程活动,引发一系列环境和生态问题,在很大程度上制约着产业结构升级发展。对此,应当推动煤矿机械绿色化,逐步完善制造技术,使得煤矿机械可以在各类环境中高效作业,最大程度上减少机械运行造成的环境污染、能源消耗问题。鉴于此,文章在明确煤矿机械绿色设计与制造技术内涵基础上,分析了煤矿机械的绿色设计、煤矿机械产品的制造技术,并结合具体案例进行了探讨。

山西梁家碛露天矿90E与90S卡车能耗对比研究

为了研究不同卡车对露天矿山的适用性及经济性,基于采场、内排土场等生产数据进行周期性计算与分析,对比90E卡车与90S卡车因距离不同而对应的能耗情况。结果表明:短距离运输时(3.0 km以内)90E卡车比90S卡车节省能耗成本,长距离(3.0 km以上)运输时90S卡车有一定的优势;90S卡车短距离运输时的碳排放量指标高于90E卡车指标,长距离运输时,90E卡车的碳排放指标将大于等于90S。

我国煤炭绿色矿山标准体系建设探究

为更好服务我国煤矿绿色矿山建设,亟需做好煤矿绿色矿山标准体系建设工作,即煤炭绿色矿山体系建设研究对践行我国生态文明建设意义重大。分析我国绿色矿山建设历程及相关政策与标准,论述我国绿色矿山建设现状存在问题,提出绿色矿山建设标准建设思路。经研究发现:目前我国绿色矿山建设体系存在标准化建设相对滞后、现有标准落实不彻底及相关技术标准尚未制定等问题;基于此提出煤炭绿色矿山标准体系建设思路,通过加快建设煤炭行业绿色矿山的勘查标准体系、建设标准体系及评估标准体系,有效推动绿色矿山建设。建议制定煤炭地质的绿色勘查修订规划,建立健全绿色勘查技术的标准体系,发展绿色勘查新技术、新工艺与新装备,落实绿色勘查后的环境修复及治理工作。加强煤炭绿色矿山建设强制性标准建设,使绿色矿山建设有法可依,实现绿色矿山建设标准全覆盖。加快健全绿色开采技术标准、绿色数字化智能矿山技术标准、煤炭综合利用技术及综合防治标准。建议建立及优化现有的煤炭绿色矿山评估标准体系,明确评估范围、评估方法、评价指标、计算公式等,加强第三方机构的评估能力判别及评估人才队伍建设,建立健全评估机制及监管问责机制。

条带充填绿色开采回收压覆煤炭资源支巷宽度研究

以山西三元煤业3号煤条带充填工作面为工程背景,基于固支梁理论模型,分析了条带充填开采支巷顶板的变形与受力特征;并采用数值模拟方法揭示了循环间隔条带充填开采支巷间的相互作用及支巷围岩的塑性区分布特征,综合理论解析研究结果并结合三元煤业充填工作面实际条件,确定多轮循环间隔条带充填开采支巷的合理宽度为5 m;最后,通过工程实践验证了支巷宽度的合理性,实现了压覆煤炭资源的安全采出,促进了三元煤业的绿色可持续开采。

煤矿地下水污染防治分析

随着对煤炭资源的持续开发,煤矿地下水污染问题日益严重,对生态环境和人类健康产生了不容忽视的影响。对煤矿地下水污染的原因、影响以及防治措施进行了初步探讨,旨在为煤矿地下水污染防治提供理论依据,并推动相关政策制定和技术创新,从而减少地下水污染,保护地下水资源。

浅埋厚软煤层首采区开拓方案设计

近年来伴随煤炭行业经济回暖,煤矿采区设计成为煤炭企业的关键技术之一,采区设计即企业通过合理规划采区范围与煤柱大小,并按设计要求布置工作面、巷道及硐室对煤炭资源进行安全绿色智能开采。本文针对五举煤矿厚软煤层首采区巷道及硐室位置进行精密设计,并对首采面矿压监测与矿井生产能力及服务年限进行设计,本矿共含3层可采煤层,共布置30个工作面,并对应工作面及煤层进行布置井底车场、带式输送机暗斜井、回风暗斜井与井下暗斜井,最终设计生产能力为300万t/a,设计服务年限为14.2 a。

刍议露天煤矿实现绿色开采的路径

露天煤矿是我国煤炭产业的重要组成部分,然而,露天煤矿开采对环境造成的综合影响亟待解决,因此绿色开采技术被认为是解决问题的基本途径。绿色开采技术旨在减少对生态环境的破坏,包括采矿方法和措施。为了实现绿色开采,需要首先明确定义绿色开采的概念和内涵,然后提出一系列绿色开采技术,如闭坑治理等措施,以减少对环境的负面影响。

煤矿智能绿色开采的关键技术分析

智能绿色开采,作为促进煤炭产业深度转型的关键途径,致力于在确保开采安全高效的前提下,最小化开采活动对环境的负面影响。该方法依托先进的智能化技术,对开采流程进行优化,旨在实现煤炭开采与生态环境保护之间的协调共生。智能绿色开采旨在通过集成高级过程控制与设备维护、安全风险管理与生态保护策略,优化煤炭开采的综合性能。此方法倡导在大规模煤炭开采活动中,实现资源高效使用、确保最高安全标准、最小化环境影响,并尽可能维护生态系统的初始状态。智能绿色开采技术体系涉及智能充填开采、甲烷智能提取、灾害智能预警以及煤炭、岩石、水资源和环境的智能集成管理等多个方面。

煤矿开采过程中存在的问题及相关措施

矿产资源是直接关乎到社会经济发展的重要资源,随着矿产资源需求量不断增加,煤矿开采工程受到全社会关注。从当前的煤矿开采情况来看,依然存在不足之处,主要体现为安全、技术和环境保护三个方面,不利于工程顺利实施。对于此要详细分析,以采用科学有效的解决措施,本文针对煤矿开采过程中所存在的问题展开研究,提出解决措施。