也谈榆林“保水采煤”之路如何走？-新闻动态--榆林市地质矿业协会-Powered by www.laoy.net

   “保水采煤”技术发源于榆林，发展和形成于榆林，榆林也由此得益。在几次中央环保督察中，没有发现煤炭开采造成区域性地下水位下降的现象。因此，榆林煤炭产业，也得到持续健康发展。
    最近，生态环境专家黄河行一组专家在榆林进行了深入调研，认为，立足长远：“保水采煤”是必然选择！并在榆林市地质矿业协会网站发表了两篇讨论保水采煤之路的文章，很有深意。
    那么，作为“保水采煤”科学技术体系的主要创建者，作者对此也想谈谈看法。
    一、“保水采煤”是榆林煤炭生产的必由之路！
    我们知道，榆林的煤炭资源储量非常丰富，大部分地区含五层煤，部分地区达到10余层。窟野河领域煤层埋藏浅，向西部逐渐变深，但即使到榆神矿区西部的陕蒙边界一带，煤层埋藏最大深度也不到1000米，而最上部的煤层埋藏只有400米到500米。
    榆林的水资源，主要赋存于煤层上部的第四系沙层中，沟谷沿岸也有赋存于烧变岩中的。近年来，大量的研究发现，直罗组砂岩中也赋存丰富的水资源。总之，含水层都在煤层之上。
    那么，煤层开采产生的导水裂隙带很多区域会导通第四系或直罗组含水层，导致地下水渗漏和水位下降，进而诱发一系列生态环境问题，也损害地下水系统，造成的生态环境后果，不堪设想。
    因此，作者与生态环境专家的观点一致，“保水采煤”是榆林煤炭生产的必由之路！
    二、榆林煤炭行业受益于“保水采煤”，并取得重要实效
    早期，被动的走“保水采煤”之路，煤矿企业并不想这样走，毕竟保水采煤需要付出一定的成本。
    为了推广保水采煤技术，2007年以来，按照原陕西省煤炭工业局的统一部署和要求，作者当时就职的陕西省煤炭地质测量技术中心，在参与审查部分煤矿初步设计方案时，就提出了要增加保护含水层的措施。那几年，这些煤矿被动采取了措施，也较早保护了含水层系统。2012年由于榆阳煤矿需要迁出新规划的榆林市城区，在搬迁过渡期，为了红石峡水源地的水资源保护，按照政府要求，榆阳煤矿第一个采取充填保水采煤技术，利用膏体充填采空区，减少对含水层的损害，实现了保水采煤目标。
    榆树湾煤矿是第一个采用限高保水采煤技术的矿井，该矿井首先开采的2-2煤层有11米厚，为了保护地下水，经过论证，采高不宜超过5米。为此，该矿一开始就只开采上分层，采高5.5米，已经开采完19个工作面，保水采煤效果显著。目前，榆林能源集团正与中国矿业大学范立民教授团队一起开展科技攻关，解决特厚煤层一次采全高或加大采高条件下的保水采煤难题。杭来湾煤矿也采用了限高保水采煤技术，301盘区的10个工作面，采高5米，实现了保水采煤目标。附近的郭家滩煤矿等也将利用限高保水采煤技术，保护第四系水资源。
    曹家滩矿业公司联合中国矿业大学（北京）武强院士团队，针对红土隔水层薄弱区，采用隔水层再造技术，保护受损的萨拉乌苏组含水层，虽然目前成本相对较高，但随着技术成熟和推广，成本将会降低。这一新技术也将实现红土隔水层薄弱区的保水采煤提供技术示范。
    榆阳区地方煤矿，采矿权范围小，早期按照原陕西省煤炭工业局的备案要求，采用了“窄条带”保水采煤技术。近年来，采用连采连充保水采煤技术或局部充填保水采煤技术，都取得了较好的效果。吨煤生产成本增加不超过100元，而国家对于推广充填保水采煤技术的矿井，给予一定的税收减免，弥补了企业的充填成本。
    地处神木市境内的张家峁煤矿，矿区范围内有常家沟水库，为了保护水库水资源，在多个工作面回采中，张家峁矿业公司采用帷幕注浆保水采煤技术，封堵水库与工作面之间的烧变岩裂隙发育区，不仅保护了常家沟水库水资源安全，也保障了采煤工作面的安全，实现了“一箭三雕”的效果。
    与张家峁煤矿毗邻的柠条塔煤矿，也采用帷幕注浆保水采煤技术，但所保护的水资源，是直罗组砂岩地下水。再往北，神东矿区，则采用了地下水库的办法，对于埋藏特别浅的煤层开采，无法保护顶板第四系、烧变岩含水层结构，就采取异地储存和建设地下水库的办法，实现了“保水采煤”目标。
    三、榆林如何走可持续的“保水采煤”之路？
    作者认为，必须在详细查明煤层、含水层与隔水层空间赋存条件基础上，依据地质环境条件，分类施策，既要保护好地下水系统和生态环境，也要在企业科承受的成本之内：
    一是要进一步加大地质勘查工作力度，详细查明萨拉乌苏组、烧变岩、直罗组和风化基岩含水层的水文地质参数和地下水径流排泄条件，查明最上部各煤层的空间赋存条件，给保水采煤技术应用提供系统的数据支撑。
    二是进行保水采煤技术应用适宜性分类。针对各类现行保水采煤技术，结合榆林地区煤炭地质条件，进行系统研究和分类，从大区域上，提出不同矿区和矿井适宜的保水采煤技术，指导企业采用经济合理的技术方法，实现煤炭高强度开采与生态环境保护的协调一致；
    三是要进一步研究生态环境与地下水的依存关系。2004年杨泽元博士论文阐述了沙蒿、沙柳、小叶杨、旱柳等四种沙漠典型植被对地下水的依赖性及根系发育、吸水机理。但毛乌素沙地植被种群多样，各种植被共生条件下，合理的生态水位埋深数据，仍然没有掌握。因此，要以动植物多样性共生共存为原则，进一步研究生态环境与地下水的关系，为保水采煤的地下水控制标准提供科学依据。
    四是要加大保水采煤技术研发力度，进一步研发低成本、高效率的充填保水采煤技术，利用工业废弃物、粉煤灰等固体废弃物，结合二氧化碳地质封存，进行架后采空区充填阶梯式充填采煤，实现最小充填成本条件下的保水采煤目标。同时，在现有保水采煤标准体系基础上，研制榆林地方标准，解决适合于榆林地区地质条件的煤矿保水采煤标准供应难题。
    五是要强化宣传，大力宣传保水采煤技术，让企业深入了解各类保水采煤技术及适应条件，掌握不同地质条件下适宜的保水采煤技术，根据自身煤矿地质环境条件，因地制宜的采用合适的保水采煤技术，既要大幅度降低类似于隔水层再造的高成本，又要提高煤炭资源的回收率（回采率），珍惜资源，既要珍惜煤炭资源，也要珍惜水资源和生态环境资源，实现榆林煤炭工业的绿色、高效、安全、健康发展。
    “保水采煤”是榆林煤炭工业发展必由之路，也是可持续发展之路，更是实现黄河流域煤炭基地环境保护和高质量发展的唯一路径！因此，煤矿企业要不遗余力的推广应用保水采煤技术，落实国家战略规划，也为榆林高质量发展奠定基础。   （作者：范立民、中国矿业大学教授，曾任陕西省地质环境总站站长）
    延伸阅读：
    王双明，黄庆享，范立民等. 生态脆弱区煤炭开发与生态水位保护，科学出版社，2010.
    范立民，马雄德. 保水采煤的理论与实践，科学出版社，2019.
    范立民，马立强，蒋泽泉等. 保水采煤知多少，中国地质大学出版社，2023.（科普读本）
    范立民，王亮，胡运兵主编. 保水采煤技术应用典型案例选编，地质出版社，2024（即将出版）。

也谈榆林“保水采煤”之路如何走？

时间：2023/12/24 14:31:31

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