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新时代绿色矿山循环发展新体系包含哪些子体系?

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匿名 提出于2019-04-12 09:29
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煤炭科学研究总院出版传媒集团新媒体事业部-

  根据新时代煤炭行业绿色发展新模式和新内涵,通过搭建安全、环保、节约、高效四个子体系,初步构建新时代绿色矿山循环发展新体系。

  安全技术子体系

  煤矿井下生产系统是一个由人-机-环境构成的、空间极其复杂的安全生产系统。虽然安全事故发生的机理各有不同,但引发事故的因素却相互关联,在时间、空间上各种灾害相互影响。因此,根据煤矿井下灾害系统的结构特点,寻求并建立科学、合理的本质安全型矿井安全感知和预测模型,并与实际生产相结合,是矿井安全管理与控制的关键问题。安全技术体系重点在煤炭开采灾害综合治理超前感知,主要涵盖地质预测预报三维可视化技术和矿山物联网安全生产超前感知等技术。地质预测预报三维可视化技术利用高精度地质勘探手段对地质信息进行精确探测,而后导入矿井三维可视化平台软件中,利用统计算法对信息进行智能研判,提前预警可能出现的各类地质灾害。矿山物联网安全生产超前感知技术利用具有环境能量捕获功能的低功耗物联网设备,将矿井生产中各类信息统一集成处理,上传矿井物联网主机端,并入矿井高效预测决策系统智慧终端,为生产安全提供预警和决策的基础数据。该体系从地质安全、生产安全两方面共同构筑人员生命健康的防火墙,奠定本质安全型矿井技术基础。

  环保技术子体系

  煤炭开采应防止或尽可能减轻对环境和其他资源的不良影响,取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等禀赋情况,环保开采技术主要包括水资源保护、土地与建筑物保护、瓦斯抽放等。重点在绿色高效充填开采、绿色高效分选技术与装备、采动损伤监测与控制、采动塌陷区治理与利用、保水开采、矿井水综合利用及深度净化处理、生态环境治理,西部绿色建井理论与设计等方面开展研究与攻关。主要涵盖“煤-水”双资源型矿井开采技术等技术。其中“煤-水”双资源型矿井开采技术是指通过合理的开采技术方法,尽量避免扰动矿井含水层结构,并通过将矿井水资源化利用,达到煤炭和水的双资源共同开发与矿区生态环境保护的协调发展目的。条带充填控水采煤技术采用条带充填方式控制导水裂隙带发育,在以往“保水采煤”的基础上更进一步,不仅保护了地表潜水,而且保护了地下承压含水层,使矿井的涌水量减小60%,将宝贵的水资源留存地下;此外,该技术还将矸石回填井下,实现了矸石的零排放。千万吨级矿井井下煤矸智能分选技术利用智能机器人拣矸,实现了矸石从井下煤流中分离的目的,从而减轻地面矸石处理压力,节约了地面用地,保护了生态环境。无煤柱开采技术利用条带充填的有利条件,对本工作面回采巷道进行留巷,作为下一工作面回采巷道,每年减小了井下30%左右的掘进工程量,资源回收率提高10%以上。燃煤锅炉超低排放技术采用低氮燃烧、脱硫脱硝工艺,使大气污染物排放浓度即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别下降50%、30%和50%。为了监控采动对地表的影响,采用D-InSAR技术实时监测采空区地表位移及生态变化情况,为地表生态恢复治理提供科学依据。为了改善矿区生态环境,在工业场地周边选取场地作为生态改善示范园区,利用矿井富裕水量进行园区植被重建。环保技术体系从井下控水、节水、地面减沉、污染物减排、生态改善等多方面提出了一整套技术体系,实现了零水排放、零矸排放、零污燃烧等多零排放目标,最终实现采中、采后对生态环境的绿色保护理念[9]。

  节约技术子体系

  煤炭资源节约开采是适应煤炭行业高质量发展的需要,是建设资源节约型、环境友好型煤炭企业的需要,也是当前社会发展的必然趋势。煤炭节约开采应重点研究煤系共生伴生资源综合高效开发利用、煤炭资源回收率提高等方面开展研究与攻关,在节约技术体系中,主要包括海绵矿井、低温余热利用等技术。其中海绵矿井技术采用绿色屋顶、渗水坑、雨水塘等方式将雨水收集起来,而后经过沉淀过滤复用在各用水单位,该技术可有效缓解场地内涝,控制场地面源污染,实现雨洪资源化利用。矿井水自循环净化及储存回用技术利用煤矿分布式地下水库,将矿井涌水储存在井下采空区中,利用采空区的天然沉淀和过滤作用,对矿井水进行初步净化,并在井下设立井下水处理系统,使矿井水处理后直接复用井下,富余部分从主排水泵房排至地面,该技术节约了水处理和排水费用。低温余热利用技术通过采用热泵机组及成套设备,将矿井乏风和涌水的热量转化为可使用的高位热能,节约了矿井的余热资源。节约技术体系体现了对资源和能源的节约,实现了零能排放的目标,进而实现对生态环境的无害化。

  高效技术子体系

  通过大力引入智能工作面成套技术及装备,引入复杂条件下的自感知技术、复杂环境下高可靠性在通信技术、智能专家决策控制技术,推广少人化和无人化智能工作面。在井下地面大力推广自动控制和无人值守,大幅缩减矿井劳动定员,提高效率。在高效技术体系中,主要涵盖回采高效、掘进高效和决策高效等技术。回采高效对应的是“智能工作面成套技术及装备”,其核心是在采煤机精准定位的前提下,利用电液控系统实现支架的自行动作,并通过专家决策系统实现其他系统的自动运行与故障报警,该技术能够实现工作面“无人化”,从根本上保证的人员的安全。掘进高效对应的是“少人化无网薄喷大锚杆支护快速掘进技术”,该技术的实质是利用新型材料简化了支护工艺,增强支护效果,提高掘进速度,减少作业人员数量和保障作业人员安全。决策高效对应的是“基于云服务和大数据技术的煤矿智能预测和决策技术”,该技术利用应用人工智能建立了一系列安全预测模型,能够针对矿井各种复杂的地质条件、设备情况、开采情况作出智能预测或决策,提高矿井决策效率和水平。高效技术体系体现了高效生产在减员增效方面的优势,最终实现对矿工生命和健康的有效尊重,促进产业发展与自然、社会和谐。

  参考文献:《新时代背景下绿色矿山建设体系探索与实践


发布于 2019-04-12 09:50
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