淮河能源矿区煤矸石理化性质及资源化利用分析

系统分析了淮河能源矿区煤矸石的物理化学特征,为煤矸石高质量综合利用和矿山环境治理提供技术支撑。通过采集煤矿的煤矸石,测定其化学组成、矿物成分、稀土含量、重金属含量等,分析煤矸石理化特征,结果表明:淮河能源矿区煤矸石为硅铝型煤矸石,矿物组成主要有石英和粘土矿物,G3矿中Fe_(2)O_(3)含量为11.16%,为高铁型煤矸石;CaO、MgO含量较低,在建筑材料具有较高的利用价值;SiO_(2)、Al_(2)O_(3)的含量较高,可用于生产水泥或制备硅系、铝系产品;矸石中速效钾的含量达一级二级标准,可作钾肥;G3、G9有机质含量高,可用于农田改良,提升土壤肥力。矿区煤矸石中稀土元素含量均高于世界煤,其中,G8、G9矸石中镧、铈含量分别为中国煤含量的3.15、2.98倍,具有提取利用价值;煤矸石8种重金属的最大值远低于风险筛选值,对农作物生长和土壤生态环境风险低。

陕甘宁能源矿区生态农业社区营建模式研究

陕甘宁能源矿区地处西北黄土高原欠发达的地区,是贫困人口相对集中的地区,同时该区域能源矿产资源富集,生态环境十分脆弱。从分析生态农业概念入手,结合陕甘宁能源矿区的特点,提出了因地制宜发展区域生态农业5类社区新模式,恢复和更新矿区能源矿产资源开发过程中对生态环境的破坏,建立绿色生态社区,实现区域良好的人居生活环境质量。

资源富集区生态补偿法律制度略论——以陕北能源矿区为例

生态补偿是生态文明建设的重要途径,能有效化解资源富集区生态保护与资源利用之间的矛盾。陕北能源矿区作为能源矿产资源富集区,其生态保护与能源开发冲突的背后其实是生态利益与能源利益的博弈,而生态补偿法律制度是帮助破解这一困境的现实需要。陕北能源矿区虽业已开展生态补偿的试点工作,但其中存在着不少法律问题,根本原因在于生态补偿在矿区内还未上升到法律制度的层面。应该确立生态补偿的法律原则,理顺生态补偿的法律关系,促进生态补偿的地方立法,改革生态补偿的税费体制,以推动陕北能源矿区等资源富集区生态补偿法律制度建设。

陕甘宁能源矿区生态环境保护制度建设

文章主要围绕陕甘宁能源矿区生态环境保护制度建设展开研究,认为积极建设区域生态环境保护制度,对于陕甘宁能源矿区生态环境问题的改善必将提供坚实的制度保障。

低碳矿区综合能源系统经济运行优化研究

针对煤矿开采过程中碳排放量高以及乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源得不到及时有效利用的问题,提出一种低碳经济运行的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system, CMIES)。首先,为使矿区伴生能源得到充分利用,搭建了一个包含燃气轮机、乏风氧化发电单元、水源热泵等设备的CMIES模型。其次,为降低矿区碳排放量,在CMIES中加入光伏、风电、电转气与氢燃料电池等设备。同时,引入阶梯式碳交易机制与绿色证书交易机制(green certificate trading, GCT),通过“双机制”模型来约束系统碳排放、激励新能源设备出力。最后,调用CPLEX商业求解器,以购能成本、新能源设备运行成本、碳排放成本最小为目标函数进行求解。结果表明:优化后的CMIES碳排放量显著降低,运行成本大幅减少。

基于碳捕集-电转气的矿区综合能源系统协同优化调度

“双碳”战略目标下,为促进风光消纳与能源电力低碳转型、提高矿区能源利用率,提出一种含伴生能源和碳捕集与电转气耦合的矿区综合能源系统低碳经济调度模型。首先,综合考虑瓦斯、乏风、涌水等矿区伴生能源利用,建立矿区综合能源系统基本模型,并以碳捕集和电转气设备为耦合单元,促进节能减排与可再生能源消纳。然后,引入奖惩阶梯式碳交易机制,以矿区综合能源系统运行成本最小为目标,建立矿区综合能源系统协同优化调度模型。最后,以中国云南某大型煤矿为例,通过设置不同场景进行仿真分析。结果表明,所提模型能够促进矿区综合能源系统低碳经济运行,提高风光消纳率。

山西沁新能源集团矿区生态综合修复方案综述

通过对矿区生态综合修复方案的介绍,论述了建设的必要性和原则。该修复方案分为森林景观提档、矿区森林康养休憩、植被修复改造、林下经济实验4个区域,建设内容包括绿化。

考虑伴生能源的煤矿综合能源系统两阶段运行优化

为解决煤炭矿区原有的粗放开采方式不能符合能源绿色环保发展要求的问题,本文首先根据煤矿瓦斯、乏风、涌水等矿区伴生能源的赋存特点、抽排方式以及利用现状,构建了基于伴生能源利用的矿区综合能源拓扑结构。其次,研究基于伴生能源利用的矿区综合能源系统拓扑结构,探究系统能量转移转化特点,对矿区用能设备进行数学建模,在保证系统安全运行的基础上以从外部购能费用最小为目标进行运行优化。最后,在考虑可再生能源出力波动、伴生能源产出不确定性以及负荷响应的基础上采用两阶段鲁棒优化对系统进行运行优化,建立min-max-min的优化模型,并采用列和约束生成算法对模型进行迭代求解。结果表明提出的运行策略具有良好的鲁棒性,能够最大限度地消纳煤矿伴生能源,保证矿区综合能源系统安全、经济、绿色运行。