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那些废弃煤矿,如何转型获得新生?

“十三五”期间,

全国累计退出煤矿5500处左右。

到2030年,

预计我国关闭/废弃矿井

将达到1.5万处。

废弃煤矿如何转型再获新生?

目前已有一些废弃煤矿依托

已有资源和自身优势,

进行了积极探索。

↓↓↓依托煤矿而生的开滦博物馆。

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图为游客在馆内参观。

↓↓↓晋华宫国家矿山公园,

煤炭博物馆是其标志性建筑。

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图为游客在参观井下支护现场。

↓↓↓神东煤炭集团在采煤沉陷区建设

占地4万亩的“光伏+生态”示范基地。

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前不久,2021辽宁·阜新草莓音乐节在阜新百年国际赛道城举办。这场时尚活动的举办场地竟是曾经的巨型煤矿坑。不再采煤后,经过治理,这个巨型煤矿坑焕发新生,不仅多次举办中国汽车漂移锦标赛,还将举办军事嘉年华。

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今年7月,煤城阜新举办2021草莓音乐节

这是我国废弃煤矿再开发利用的一个缩影。随着煤炭供给侧结构性改革的深入推进,废弃煤矿的再开发利用问题越来越受到关注。

中国煤炭工业协会发布的《2020煤炭行业发展年度报告》显示,“十三五”期间,全国累计退出煤矿5500处左右、淘汰落后产能10亿吨以上。

中国工程院重大咨询研究项目“我国煤矿安全及废弃矿井资源开发利用战略研究”预计,到2030年我国关闭/废弃矿井将达到1.5万处。

煤矿虽然废弃了,

但仍有残存的煤炭资源以及

大量的非常规天然气资源、空间资源等。

受政策、开发思路不清晰、

资金投入大等因素影响,

目前绝大多数煤矿关闭后被直接废弃,

但有一些废弃煤矿依托已有资源和自身优势,

进行了积极探索,

尝试着焕发新生。

中国工程院院士、

安徽理工大学校长袁亮介绍,

目前,

国内外关闭/废弃矿井资源开发利用的

主要途径有三种,分别是:

能源化开发利用、

功能化开发利用、

资源化开发利用。

能源化开发利用:

现实可行,已有多种探索

能源化开发利用,指废弃煤矿通过煤炭气化、煤层气开发、可再生能源开发等方式对能源类资源进行开发利用。

煤矿虽然资源枯竭了,但总会剩一些边角余料。据了解,我国关闭矿井赋存的煤炭资源量约420亿吨。这些资源无法通过现有的技术手段进行开采,但通过地下气化可以产生清洁的可燃气体。

随着矿井废弃退出,大量的地面及井下设施闲置。一些煤矿就利用这些设施和煤炭地下气化进行开发。

双鸭山七星矿利用井下抽出瓦斯建立的瓦斯发电站和地面变电所已停止使用。目前,该矿规划利用废弃资源进行地下气化,生产燃气用于发电,使废弃资源和发电站得到重新利用。

不过,国家能源集团科技部主任李全生表示,目前煤炭地下气化还存在单炉产气量小、运行不稳定、运行时间短、污染物扩散规律认识不清等问题,需要进一步研究废弃矿井规模化生产技术,提高单炉服务年限和产气量。另外,与地面气化相比,煤炭地下气化煤气组成的波动性较大,且废弃矿井周边没有大量的煤气用户,需要研究废弃矿井煤炭地下气化多联产技术,提高效益。

相较而言,采空区煤层气抽采则更具现实意义。“十一五”末,山西省岳城矿开始抽采采空区煤层气。截至目前,岳城矿已抽采采空区煤层气3000万立方米,目前每天的折纯产气量在2万立方米左右,已经稳定产气10多年。

光伏发电则是目前采煤沉陷区开发利用的重点之一。目前,我国废弃矿井光伏发电的利用模式主要有三种:光伏+生态治理模式、光伏+水产养殖模式以及光伏+农业种植模式。

光伏+生态治理模式的典型代表为林光互补模式。比如,山西大同采煤沉陷区国家先进技术光伏示范基地项目就采用了林光互补模式。

光伏+水产养殖模式的典型代表为渔光互补模式。如淮南水上光伏项目。2016年3月30日,淮南采煤沉陷区水上漂浮式渔光互补光伏电站顺利并网发电。

光伏+农业种植模式的典型代表为农光互补模式。山西孝义西辛庄镇100兆瓦光伏发电与生态农业结合项目利用现有煤矿废弃基地,在光伏发电的空地上种植紫花苜蓿等经济作物,同时在光伏电池板的阴面种植竹柳和元宝枫等经济性林业作物。

另外,陕西、山西、安徽、河南、河北、云南等地区,地热资源较为丰富,一些煤矿也尝试进行利用。

李全生介绍,目前,我国矿井地热能利用方式主要为空气源热泵、水源热泵,为生活区供暖、井口防冻等,低温发电技术在我国煤矿基本未应用。同时,地热资源利用还存在矿权登记难度大、审批流程未明确、地质勘查滞后、缺少专业人才等问题。

功能化开发利用:

多点开花,需形成成熟旅游线路

一些地区在开采煤炭时,并未与生态开发同步进行,存在生态历史欠账。近年来,随着我国生态保护意识增强,一些地区对采煤沉陷区等进行治理,实行生态旅游开发。

作为全国重要的煤炭产地,随着煤炭资源枯竭,徐州地表发生了严重的塌陷。这些塌陷地一直是政府久治不愈的“心病”。潘安湖位于徐州市贾汪区,为权台矿和旗山矿的采煤沉陷区域。

2008年以来,贾汪区全力推进采煤沉陷区生态修复和综合利用。2014年6月,潘安湖湿地公园被评为国家4A级旅游景区;2017年8月,被确定为首批10家国家湿地旅游示范基地之一。经过地基处理,目前该采煤沉陷区已成功开发了几十个居住小区、大中型工业厂房,取得了良好的综合效益。

煤炭是我国重要的工业产业。在几十年,甚至上百年的发展中,许多煤矿本身就是具有深厚历史文化价值的工业遗产。在已公布的4批工业文化遗址中,煤炭矿区有12个,包括安源矿、唐山矿等。

一些煤矿在关闭之后,保留了原有厂房建筑,建设了国家矿山公园,尝试性地发展文旅产业。目前,我国有22个煤矿类国家矿山公园,其中10个已开园。

煤矿类国家矿山公园基本情况一览表

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“整体而言,这些工业旅游目的地空间分布零散、关联性差,没有形成完整的、成熟的工业旅游线路。目前,已开发的国家矿山公园游客感知维度单一、体验性差、满意度低。工业旅游产品滞后于旅游产品的整体开发水平。”中国工程院院士、中国矿业大学(北京)教授彭苏萍表示。

对于下一步煤矿工业遗迹文旅开发,彭苏萍建议,要将废弃矿井生态开发与新兴产业培育、资源枯竭型城市转型、城镇化建设、国家和地区发展战略相结合,建立中长期的生态开发时序规划,实施分级分类差异性生态开发。要立足区位条件、资源禀赋、产业积淀和地域特色,整合工业遗产、周边自然生态、民俗文化等旅游资源,创新旅游开发模式,形成新型旅游产品体系;优先发展旅游资源和开发条件好的矿井,重点开发经济转型迫切、代表特定时代生产力进步和社会发展的废弃矿井,以矿业旅游目的地为节点,以铁路等为线索,将多个具有相似或相关文化背景的矿业工业遗产旅游目的地有机串联,形成东北、黄淮、西南等六大废弃矿区工业遗产旅游集聚区。

一些煤矿关闭后,井下巷道及设备保存良好。地方政府、企业就结合实践教育政策及历史背景,开发利用废弃矿井地下空间,建设实践科普教育基地。

除此之外,一些废旧煤矿还利用特有的区位优势,建设煤炭储备基地。

资源化开发利用:

前景广阔,仍在探索之中

我国煤炭开采一般会排出大量的矿井水,并形成巨大高落差的地下空间。一些煤矿也在尝试着对这些水资源、空间资源进行开发。

从2010年开始,国家能源集团神东煤炭公司在大柳塔矿将废弃巷道封闭加固,建成了首个煤矿分布式地下水库。截至目前,神东矿区已累计建成33座地下水库,储水量达到3100万立方米,年供水量接近7000万立方米。

晋能控股煤业集团先后在四老沟矿、四台矿等矿井建设了5座地下水库。矿井水先在沉淀池沉淀、污泥池澄清,再到中间水池划分等级,经处理工艺进入调节池,最后到达净水储水池。矿井水经过处理后自然流向低处的地下水库,可再次服务于矿井生产。

地下水库存的水不仅可供生产生活所用,还可以与煤矿开采所形成的高落差地下空间结合,发展废弃矿井抽水蓄能发电。

据了解,目前,我国尚未有利用废弃矿洞建设抽水蓄能电站工程实例,但已有相关设想。

利用煤矿地下空间储气、储油、储存二氧化碳也有很大的潜力。中国工程院院士、石油地质与油气勘探专家赵文智介绍,“十三五”期间,我国废弃煤矿的地下空间就有15亿立方米,具备150亿立方米的地下储气能力。

目前,我国已有利用盐穴等储气的工程实践,尚未利用废弃煤矿地下空间进行储气、储油等。废弃煤矿地下储气、储油相关技术还处于摸索阶段,仍需加强技术研发,完善相关政策。(中国煤炭报)

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