废弃矿井瓦斯综合治理和资源化利用项目

来源:中国节能环保集团有限公司 时间:2020-06-25

摘要:近年来,中节能宁夏新能源股份有限公司(以下简称中节能宁夏公司)致力于废弃矿井瓦斯综合治理技术的研发及推广应用、废气能源和可燃工业废气的回收利用及处理、再生清洁能源的开发、矿山生态治理及技术研发等业务,公司通过技术研究创新、产学研结合,对国内现有废弃矿井瓦斯灾害治理技术、废弃矿山治理及生态修复技术等进行研究,形成一套专业的研究体系和技术,为更好的推动行业的发展,促进当地经济和社会发展,实现美丽中国美好愿景打下坚实基础。

关键词:废弃矿井瓦斯治理  

废弃资源清洁利用

黄河流域生态治理

背景:随着中国经济进入新常态,能源结构不断调整,环境治理力度加大,煤炭需求减少,政府加快推进煤炭行业整合重组、关闭落后煤矿,逐步淘汰落后产能,煤矿数量将进一步减少。据不完全统计,“十二五”期间淘汰落后煤矿7100处,淘汰落后产能5.5亿吨/年,其中关闭煤矿产能3.2亿吨/年。到2020年,我国去产能煤矿数量将达到1.2万处,到2030年数量将达到1.5万处。这些废弃矿井保有瓦斯储量达万亿立方米量级,而且大部分为中、高瓦斯矿井。 由于废弃矿井的瓦斯逸散极

易发生爆炸,引起矿山及周边塌陷滑坡、井下积水造成水体污染、瓦斯泄露导致温室效应加剧等危害,全国大量关停的煤矿犹如随时可能爆炸的炸弹威胁着生命安全和生态环境的平衡。

责任行动:针对日益凸显的废弃矿井的瓦斯逸散容易发生爆炸,严重污染环境,引起塌陷滑坡、矸石污染、井下积水危害等灾害性问题,通过废弃矿井瓦斯综合治理关键技术的应用,分别从废弃矿井瓦斯资源量评估、采空区及裂隙区瓦斯高效排采技术、废弃矿井瓦斯运移规律及富集区布井技术、关停煤矿矿井水治理及资源化利用技术、超低浓度瓦斯利用技术、低浓度瓦斯利用装置及关键部件创新、商业模式及产业化推广研究等方面展开研究,最终解决废弃矿井瓦斯所造成的重大安全隐患、生态环境的严重破坏、废弃矿井水污染的防治、废弃瓦斯资源的浪费等问题,促进关停煤矿转型脱困、增加新的就业岗位、增加清洁能源供应,开辟新的经济增长点。

项目采用实证法、案例法、对比分析法等方法进行撰写,实证研究、案例研究以及经验总结是以废弃矿井乌兰和石嘴山两个示范基地为依托,针对不同关停煤矿的情况,研究总结出废弃矿井瓦斯综合治理前治理和后治理两种模式。

前治理模式是在矿井关停未封闭前,在井下进行瓦斯气和涌水抽排系统改造,巷道封堵,达到矿井关停后仍可继续抽排井下涌水和瓦斯气的要求,实现废弃矿井瓦斯综合治理和资源化利用。

后治理模式主要是对高瓦斯矿井已经关停封井闭坑后的条件下,在地面通过实施地面卸压钻孔系统性工艺技术对废弃矿井瓦斯进行治理,实现废弃矿井瓦斯综合治理和生态环境修复。

履责成效:中节能宁夏公司建设了国内首个示范项目基地,成立了国内首个废弃矿井瓦斯综合治理研究院。示范项目先导性方案、可行性研究报告已分别通过中国工程院袁亮院士、武强

院士为组长的专家组评审,并获得高度评价。

自主创新“废弃矿井瓦斯综合治理关键技术”成果被评价为“国际领先”水平,并于2018年6月录入国家科技成果库;该项技术取得2018年度自治区科学技术进步二等奖和绿色矿山科学技术奖技术研发类三等奖。通过在公司示范基地的应用,2015年至2019年11月累计发电量19632.48万KWh,减排CO2 109.07万吨,2016年至今累计科技成果转化收入7960.09万元。

以此项目为依托,中节能宁夏公司被认定为“国家高新技术企业”、宁夏自治区“专精特新”企业及“科技中小型企业”、国家级“科技型中小企业”,被评为宁夏自治区第一批资源综合利用示范企业和第二批自治区级中小企业创业创新梯队企业。“废弃矿井瓦斯综合治理和资源化利用示范项目云网管理平台”被列为国家工信部制造业“双创”平台试点示范项目。获得国家科技部组织的“第六届中国创新创业大赛”宁夏赛区二等奖、国赛“优秀企业”;国家工信部组织的“创客中国”双创大赛企业组100强(第46名)。荣获中国节能环保集团节能类技术发明一等奖、科技进步二等奖和技术革新一等奖各1项,技术革新三等奖2项。

获得授权专利19项,其中发明专利2项。1项PCT专利已取得国际检索报告。发表专业论文11篇,形成了自主知识产权体系并通过知识产权贯标认证。

2019年12月5日作为重点企业受邀参加国家能源局综合司《关于召开关闭矿井残存煤层气开发利用技术交流会》,提出行业推广存在的困难和建议,取得了能源局及业内权威的认同。国家能源局拟对国内“五大区”推出重点企业先行先试,实施该区域内行业推广,目前政策制定及先行先试企业名册正在拟定中,出台后能够有效促进行业产业化推广。

展望:中节能宁夏公司开创了中国废弃矿井瓦斯综合治理行业之先河。下一步,公司在建设国内一流废弃矿井瓦斯综合治理及利用示范基地的同时,申报组建废弃矿井瓦斯治理院士工作站,并以将企业标准上升为行业标准为目标,制定并发布实施废弃矿井瓦斯综合治理和资源化利用系统企业标准。通过地面卸压钻孔排采工艺技术、采动裂隙区地面钻孔,实现废弃矿井井下密闭空间残存的低浓度瓦斯资源回收再利用,有效消除残存瓦斯从地表裂缝逸出造成的潜在安全隐患;通过废弃矿井水处理与循环利用技术研究,实现废弃矿井井下采空区涌水治理;通过废弃矿井瓦斯综合治理利用、碳汇造林实现废弃矿井生态环境修复。

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