隨著淺部煤炭資源逐漸枯竭,我國煤礦正以年均10至25米的速度向地球深部延伸。目前,全國800米以深礦井已超過210處,千米以深礦井超過60處。已探明資源儲量中,埋深小于1000米的占比不足20%。
“向深部要資源,必須直面‘高瓦斯、高地應力、高地溫、高滲透壓’的復雜環境。”3月5日,全國人大代表、中國工程院院士、安徽理工大學校長袁亮在接受《中國科學報》采訪時指出,深部煤巖體處于非線性、強擾動、多場耦合的復雜狀態,煤與瓦斯突出、沖擊地壓、突水等動力災害呈現耦合疊加趨勢,防控難度呈指數級上升。
更嚴峻的是,隨著開采深度不斷增加,大規模開采所引發的生態環境問題也愈發凸顯。這種影響呈現出顯著的區域差異,東部高潛水位礦區面臨采動沉陷積水與耕地保護的尖銳矛盾;而西部生態脆弱礦區以不足全國4%的水資源支撐了超過70%的煤炭產量,高強度開采極易破壞地下水系,誘發植被退化。
袁亮表示,采深增加導致覆巖破壞范圍擴大,東部厚煤層、多煤層開采使沉陷積水產生累積效應,傳統“先采后治”模式難以為繼;而在西部,深部開采對淺層水系的擾動機制更為復雜,保水開采面臨全新挑戰。袁亮指出,當前主要存在三大瓶頸:一是基礎研究滯后,深部多場耦合致災機理、開采與生態互饋機制等科學問題尚未厘清;二是技術體系不健全,安全開采與生態修復分屬不同領域,缺乏一體化解決方案;三是工程實證支撐不足,千米深井原位監測數據匱乏,理論模型缺乏可靠驗證。
基于此,袁亮建議,首先,要加強頂層設計,實施專項引領。編制《深部煤炭安全開采與礦區生態協同治理中長期規劃》,明確未來十年戰略目標與技術路線。依托國家自然科學基金突破深部多場耦合致災機理等基礎科學問題;依托國家重點研發計劃布局災害智能防控、東部生態修復、西部保水采煤等重點專項;設立科技重大專項,在淮南、兗州、榆林等典型礦區開展“低損開采、沉陷治理、生態修復”一體化集成示范。
其次,強化戰略科技力量,布局協同創新網絡。依托深部煤炭安全開采與環境保護全國重點實驗室等國家戰略科技力量,組建使命導向的創新聯合體。在典型礦區布局建設煤炭開采與生態修復研究基地及國家野外科學觀測研究站,開展地應力、采動裂隙、地表變形等關鍵參數的長周期連續觀測,為理論驗證和技術迭代提供工程實證支撐。
最后,強化企業主體地位,創新協同治理機制。引導煤炭企業將地表沉陷控制與生態修復納入開采方案,支持龍頭企業牽頭組建創新聯合體。建立多級聯動機制,形成“中央財政引導、地方配套支持、企業主動投入”的多元化保障體系。加快制修訂深部開采安全規范與生態修復國家標準,對重大技術裝備優先納入首臺(套)應用目錄。同時,在高校強化“深地工程”與“生態修復”交叉學科建設,在企業實施“煤炭卓越工程師”培養計劃,培育懂開采、懂安全、懂生態的復合型人才。
隨著淺部煤炭資源逐漸枯竭,我國煤礦正以年均10至25米的速度向地球深部延伸。目前,全國800米以深礦井已超過210處,千米以深礦井超過60處。已探明資源儲量中,埋深小于1000米的占比不足20%。“向......
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