論文類(lèi)別：專家論文
作 者：佚名
所在地區(qū)：我國(guó)煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)利用技術(shù)研究進(jìn)展
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摘 要：
水資源短缺是全球性問(wèn)題，我國(guó)是全球最缺水的國(guó)家之一。煤炭資源與水資源的逆向分布使得我國(guó)煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)利用成為煤炭綠色開(kāi)發(fā)的重大技術(shù)難題。我國(guó)西部已成為煤炭的主產(chǎn)區(qū)，但該地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源蒸發(fā)量大，礦井水外排后蒸發(fā)損失是我國(guó)目前煤炭開(kāi)采年損水資源短缺是全球性問(wèn)題，我國(guó)是全球最缺水的國(guó)家之一。煤炭資源與水資源的逆向分布使得我國(guó)煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)利用成為煤炭綠色開(kāi)發(fā)的重大技術(shù)難題。我國(guó)西部已成為煤炭的主產(chǎn)區(qū)，但該地區(qū)生態(tài)環(huán)境脆弱，水資源蒸發(fā)量大，礦井水外排后蒸發(fā)損失是我國(guó)目前煤炭開(kāi)采年損失 60 億 t 礦井水的主要原因。系統(tǒng)分析了煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)利用的技術(shù)進(jìn)展及工程應(yīng)用特點(diǎn); 介紹了神華集團(tuán)經(jīng)過(guò)近 20 年的技術(shù)探索和工程實(shí)踐，突破傳統(tǒng)理念，首次提出采空區(qū)儲(chǔ)用礦井水的技術(shù)構(gòu)想，攻克了水源預(yù)測(cè)、水庫(kù)選址、庫(kù)容計(jì)算、壩體構(gòu)筑、安全控制和水質(zhì)保障等技術(shù)難題，構(gòu)建了煤礦地下水庫(kù)技術(shù)體系。該技術(shù)已在神東礦區(qū)全面實(shí)施，并將在西部其他礦區(qū)推廣應(yīng)用，為煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)利用開(kāi)辟了有效的技術(shù)途徑。1 問(wèn)題的提出
我國(guó)是全球最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，2014 年煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)分別占全球的 46. 9% 和 50. 6%[1]; 煤炭在我國(guó)一次能源生產(chǎn)與消費(fèi)中長(zhǎng)期占 70% 左右( 圖 1) ，煤炭在我國(guó)的主體能源地位較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)發(fā)生改變，安全和綠色已成為當(dāng)前煤炭開(kāi)采的主題。目前，我國(guó)煤炭安全形勢(shì)趨好，煤炭百萬(wàn)噸死亡率已經(jīng)由 2000 年的 5. 77 降低至 2014 年的 0. 257 ( 圖 2) 。我國(guó)煤炭開(kāi)采效率已達(dá)世界先進(jìn)水平，在煤機(jī)裝備、煤炭開(kāi)采工藝方面全球領(lǐng)先。全球 95% 以上的千萬(wàn)噸礦井都在中國(guó)。綠色開(kāi)采是煤炭科學(xué)開(kāi)發(fā)的核心內(nèi)容，而煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)與利用是煤炭綠色開(kāi)采面臨的重大難題。我國(guó)煤炭綠色開(kāi)采水平提升緩慢，嚴(yán)重影響了煤炭開(kāi)采整體技術(shù)水平的提高。因此，習(xí)總書(shū)記 2014 年 6 月 13 日在有關(guān)能源革命的講話中指出，煤炭開(kāi)采對(duì)地下水資源和地表生態(tài)的破壞是煤炭開(kāi)發(fā)面臨的主要問(wèn)題。筆者針對(duì)水資源短缺的全球性問(wèn)題，分析了我國(guó)煤炭資源與水資源逆向分布特征; 總結(jié)了我國(guó)西部煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)利用的技術(shù)進(jìn)展，指出礦井水井下儲(chǔ)用是煤炭開(kāi)采水資源保護(hù)與利用的主要技術(shù)方向。
2 水資源短缺是全球性問(wèn)題
水是生命之源、生產(chǎn)之要、生態(tài)之基。據(jù)統(tǒng)計(jì)，地球上水的總儲(chǔ)量約 1. 26 × 1018 m3 ，海水和其他咸水占 97. 47% ，淡水僅占 2. 53% ; 其中，人類(lèi)真正可利用的河水、淡水湖水和淺層地下水等淡水資源總量約為 4. 15 × 1015 m3 ，僅占地球總水量的 0. 3% 左右[2 - 4]。隨著世界人口數(shù)量增加，淡水需求量逐年增加，而可用淡水總量卻以 6. 4 × 1010 m3 /a 的速度減少。目前，全球約 7. 8 億人難以獲取可用的潔凈淡水資源，超過(guò) 20 億人生活在供水高度緊張的地區(qū); 預(yù)計(jì)到 2050 年，世界人口的 67% 將生活在水資源嚴(yán)重稀缺的地區(qū)[5 - 10]。中國(guó)從 20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)始出現(xiàn)水資源緊缺問(wèn)題; 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，中國(guó)的水資源緊缺由局部逐漸蔓延至全國(guó)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)嚴(yán)重影響。我國(guó)是全球最缺水的國(guó)家之一，2014 年人均水資源已不足 2 000 m3 ，水資源形勢(shì)極為嚴(yán)峻[11]。我國(guó)淡水資源分布不均，表現(xiàn)為“南多北少，東多西少”: 長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū)面積占全國(guó) 36. 5% ，而水資源量占全國(guó)的 81% ; 淮河流域及其以北地區(qū)的面積占全國(guó) 63. 5% ，其水資源量?jī)H占全國(guó)的 19% ; 我國(guó)北方人口占全國(guó)總?cè)丝诘?2 /5，但水資源占有量不足全國(guó)水資源總量的 1 /5 [12 - 14]。從水量上看，全國(guó) 561 個(gè)地級(jí)以上城市中 400 多個(gè)缺水。為緩解區(qū)域水資源緊張狀況，我國(guó)相繼修建了多項(xiàng)大型跨流域調(diào)水工程，如南水北調(diào)工程、天津引灤入津工程、山東引黃濟(jì)青工程、山西引黃入晉工程和陜西引漢入渭工程等[15]，部分緩解了區(qū)域用水緊張難題。[1] [2] [3] [4] [5] [6] 下一頁(yè)
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