我国煤炭行业绿色发展现状及实现途径探讨.pdf

第 69 卷增刊 1Vol.69Supp.12023 年6 月Jun.,2023地质论评GEOLOGICALREVIEW233我国煤炭行业绿色发展现状及实现途径探讨张建强，宁树正，张莉，徐小涛中国煤炭地质总局勘查研究总院，北京，100039注：本文为国家重点研发计划（编号：2021YFC2902005）和新疆重大科技专项（编号：2022A03015-2）的成果。收稿日期：2023-04-10；改回日期：2023-04-30；责任编辑：刘志强。DOI：10.16509/j.georeview.2023.s1.097作者简介：张建强，男，1979 年生，硕士，高级工程师，主要从事煤炭地质及煤炭清洁利用研究；Email：。关键词：关键词：绿色煤炭；绿色开采；绿色利用煤炭是我国的主体能源和重要工业原料，煤炭在一次能源消费中仍将长期占主导地位。在未来很长一段时间内煤炭依旧是最安全的、保障性最好、供应最稳定的能源，煤炭绿色低碳发展，事关国家能源安全，对促进碳达峰、碳中和目标实现十分重要（张建强等，2020）。许多学者在绿色煤炭资源、绿色勘查、绿色开采、绿色利用等方面已开展了卓有成效的讨论和研究。本文重点从煤炭全生命周期中的勘查、开发、利用、治理、资源评价和矿山建设等各阶段绿色特征进行探讨。1煤炭绿色勘查1.1现状研究煤炭绿色勘查是实现绿色开采、建立绿色矿山的前提条件，潘树仁（2020）提出煤炭绿色勘查就是要综合考虑勘查区的生态环境、勘查成本、勘查劳动强度，合理选择节约、高效的勘查技术手段，综合开展煤系多矿种的协同勘查与综合评价，最大限度降低对生态环境的扰动和影响，最大限度的降低勘查成本及勘查劳动强度，以最少的成本取得预期的地质信息与成果。煤炭地质绿色勘查的核心是多目标协同,以煤为主,同时兼探一种或多种与煤共伴生的矿产资源（曹代勇等，2018）。通过一次进场,一次性获取更多目标层、更多勘查对象关键参数。1.2主要技术手段实现煤炭绿色勘查技术途径主要包括：减少地表填图和山地工程、发展遥感(无人机)技术、物探技术、定向钻进(丛式钻井)技术、一孔多用技术、煤系共伴生矿产综合勘查技术、特殊煤种（富油煤/优质炼焦煤等）调查评价技术、深部煤炭资源调查及地下气化地质条件适应性评价技术。2煤炭绿色开采2.1现状研究绿色开采是绿色矿山建设的核心内容之一。钱鸣高（2003）首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系：以“低开采、高利用、低排放”开采技术创造绿色矿区生态环境，在煤炭资源的开发和环境友好发展方面起到了重要的推动作用。王双明（2020）以煤炭绿色开采为核心，提出煤炭绿色开采地质保障理论，以减小环境损害为前提，以煤炭安全高效开采为目标，建立采前能查明，采中能减损，采后能利用的煤炭绿色开采地质保障技术体系。2.2主要技术手段实现煤炭绿色开采主要技术手段包括：保水开采、减沉开采、充填开采、煤与瓦斯共采技术、智能（精准）采煤洗选技术、无煤柱开采（110工法和N00工法）、遗煤开采、地下流态化开采及采选充一体化技术等现代采煤技术；矿井安全生产地质保障探测装备研发；采煤沉陷区减沉开采等的地质基础和支撑技术；矿井灾害防治技术（冲击地压防治、瓦斯灾害防治、矿井水害防治、煤层自燃防治）等技术。3煤炭绿色利用3.1现状研究煤炭清洁高效利用涉及煤炭生产洗选、燃煤发电、工业用煤等重点行业和领域，需要统筹谋划，整合各方面资源，形成推进煤炭清洁高效利用的合力。我国煤种众多、煤质多样，如果对特殊用途和稀缺的煤种开展分级分质、提质增效、梯级利用，能实现资源最大化科学利用。加快推动煤炭由燃料向燃料和原料并重转变，推动煤化工产业向高端化、多元化、低碳化发展，积极发展煤基特种燃料、地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1234煤基生物可降解材料等（刘峰等，2022）。近年来，煤焦化、煤气化、煤液化等行业技术均取得了突破性进展，并在行业绿色发展方面取得了极大进展。3.2主要技术手段实现煤炭绿色利用主要技术包括：低阶煤分质分级利用技术、煤系共伴生矿产加工利用（提取）的技术、“三高煤”清洁高效气化技术、燃煤电厂超低排放技术改造、民用散煤清洁化技术；煤基特种燃料和煤基可降解材料技术（煤制油）、CCS 技术（CO2捕集、咸水层封存与监测成套技术）4煤炭绿色治理4.1现状研究煤炭的生产消费为国家经济发展提供了坚实的能源保障，同时带来空前严峻的生态环境问题。近年来，祁连山、呼伦贝尔草原、青海木里等矿区因采矿导致生态环境破坏的事件不断曝光，凸显了矿区生态环境问题的严重，长期的高强度的煤炭开采造成的生态欠账已成为威胁社会稳定的头等大事，进行矿山地质灾害治理和生态环境恢复已迫在眉睫。彭苏萍提出，煤矿开采煤炭之后要积极探索“以主动治理替代被动修复，以全过程治理替代末端治理，以边开采边治理替代先开采后治理，以开发同时保护替代先开发后保护，以煤矿区产业高质量发展促进地区社会经济发展与生态保护”的煤矿生态环境修复新模式（郭媛媛等，2022）。4.2主要技术手段实现煤矿（关闭煤矿）绿色生态恢复主要技术包括：采矿对地表生态环境影响的监测与诊断技术、煤矿生态修复治理及土地复垦技术、采复一体化技术、大宗固废资源化利用、开采沉陷治理、废弃煤矿瓦斯抽采技术、废弃煤矿地下空间资源综合利用技术等。5煤炭绿色资源5.1现状研究煤炭绿色资源这一概念与之前学者提出的“优质煤”或“优质煤炭资源”、“洁净煤”等术语相似。袁亮（2018）、王金华（2018）、王佟（2017）、张博（2019）等人对煤炭绿色资源进行重新定义，即能够满足煤矿安全、生产、技术、经济、环境等综合条件，并支持煤炭资源科学产能和科学开发的煤炭资源量。我国煤炭绿色资源的总体勘查程度较低，可供规划建设的基础储量偏低，亟待提升煤炭资源的勘查水平，尤其是煤炭绿色资源的勘探和详查比重）。5.2主要技术手段煤炭绿色资源调查评价主要工作任务包括：优质煤炭资源成煤模式和分布规律研究调查、煤炭资源“质量”特征调查评价、煤炭资源赋存状况(水工环)调查研究、煤系综合矿产资源调查评价、全国可供开发煤炭资源开发能力评价。6煤炭绿色矿山建设6.1现状研究为推动和保障绿色矿山建设，2018 年，自然资源部发布有色金属、煤炭等 9 个行业绿色矿山建设标准规范，从矿区环境、资源开发方式、综合利用、科技创新与数字化矿山等 6 个方面提出基本要求（江涛等，2018）。绿色矿山建设着力于科学、有序、合理地开发利用煤矿资源，主要包含规划、开采、选矿、资源综合利用、环境恢复与治理、数字化建设、文化建设和矿地和谐建设。近年来，煤炭行业绿色矿山建设取得新成绩。围绕煤炭清洁安全高效开发利用全生命周期，重点从矿容矿貌、绿色安全高效开采、节能降耗、减排与综合利用等个方面推进了绿色矿山建设。相关学者也对煤矿绿色矿山建设提出了建议，吴晓华（2022）提出煤炭企业绿色矿山建设标准体系构建框架；高云飞（2022）结合“双碳”目标提出绿色矿山建设路径；孙升林（2017）提出现有煤炭行业绿色矿山建设体的建议；王国法（2021）提出智能绿色矿业的内涵与特征，构建了智能绿色矿业体系整体构架。6.2主要技术手段实现绿色矿山主要技术手段包括：贯彻绿色发展理念，加强矿区总体规划管理，优化煤炭开发布局，妥善处理资源开发和环境保护的关系，建设绿色生态示范矿区。做好煤炭资源绿色勘查标准体系和煤炭绿色矿山建设标准体系建设。7结论建议（1）煤炭绿色矿山建设是一项系统工程，是传统煤炭行业发展模式的一次革命，绿色矿山建设的国家、行业标准及考评指标体系尚未完善。（2）煤炭绿色概念贯穿煤炭全生命周期各个阶段，各个阶段对绿色的要求和内容均有所不同，地质论评 2023 年 69 卷 增刊 1235根据煤炭绿色矿山煤炭安全生产和清洁高效综合利用对地质工作的需求特点，可将绿色煤炭基础地质工作划分为绿色勘查、绿色开采、绿色利用、绿色治理、绿色（资源）评价、绿色矿山建设等六大阶段。（3）基于对绿色煤炭概念和煤炭地质工作的理解，初步提出了各阶段基础地质工作的重点方向和主要内容。（4）绿色煤炭对新时代煤炭地质工作提出了新要求、扎实开展绿色勘查/绿色开采/循环梯级利用/生态环境治理等工作，推进煤炭清洁高效利用，为国家高质量发展提供安全绿色的能源保障。参考文献/References曹代勇,魏迎春,宁树正.2018.绿色煤炭基础地质工作框架刍议.煤田地质与勘探,46(3):15.高云飞,王义,王国青,王一淑,刘海平,陈静,梁鼎成,吴凤箫.2022.“双碳”目标下煤炭企业绿色矿山建设路径探究.中国煤炭,48(1):1620.郭媛媛,于宝源.彭苏萍.2022.煤炭绿色转型与矿山生态修复是迈向碳中和的中坚.环境保护,50(13):3537.江涛,王佟,宋梅.2018.煤炭行业绿色矿山建设标准及其评价指标初步探讨.煤田地质与勘探,46(1):17.刘峰,郭林峰,赵路正.2022.双碳背景下煤炭安全区间与绿色低碳技术路径.煤炭学报,47(1):115.潘树仁,李正越,魏云迅,张维生,林中月.2020.新时代煤炭资源全生命周期地质保障技术体系.中国煤炭地质,32(1):14+57.钱鸣高.2003.绿色开采的概念与技术体系.煤炭科技,(4):13.孙升林,潘树仁,吴国强,洪益青,周正武,解奕炜,宁树正.2017.煤炭绿色矿山标准体系建设现状与展望.中国煤炭地质,29(12):14+43.王国法,任世华,庞义辉,郑德志.2021.我国智能绿色矿业发展战略研究.煤炭经济研究,41(12):410.王金华,康红普,刘见中,陈佩佩,范志忠,袁伟茗,刘玉朋.2018.我国绿色煤炭资源开发布局战略研究.中国矿业大学学报,47(1):1520.王佟,张博,王庆伟,江涛.2017.中国绿色煤炭资源概念和内涵及评价.煤田地质与勘探,45(1):18+13.王双明.2020.对我国煤炭主体能源地位与绿色开采的思考.中国煤炭,46(2):1116.吴晓华,郑厚发,李岩彬.2022.煤炭企业绿色矿山建设标准体系研究.中国煤炭,48(6):5055.袁亮,张农,阚甲广,王洋.2018.我国绿色煤炭资源量概念、模型及预测.中国矿业大学学报,47(1):18.张博,彭苏萍,王佟,宋梅.2019.构建煤炭资源强国的战略路径与对策研究.中国工程科学,1(1):8896.张建强,宁树正,陈美英,龚汉宏,张莉.2020.我国煤炭资源开发前景及对策.地质论评,66(S1):143145.ZHANG Jianqiang,NING Shuzheng,ZHANG Li,XUXiaotao:Discussion on the green development of coalindustry in ChinaKeywords:green coal;green mining;green utilization图 1 煤炭绿色矿山建设体系