提起廢棄礦井,大多數人聯想到的是破敗凌亂的井筒、結滿蜘蛛網的廢棄廠房,很少有人會聯想到煤及非常規能源開發利用、地下空間開發利用、水及可再生能源開發利用、生態開發及工業旅游,更不會聯想到地下醫院、地下文件存儲中心、地下冷庫、深地科學實驗室……但以中國工程院院士袁亮為負責人的項目組,打算將這些看似不搭邊的東西相連接,探尋廢棄礦井利用更多的可能性。
隨著煤炭去產能的深入推進,大批煤礦被淘汰,成為廢棄礦井。僅2016年,我國就關閉退出煤礦2000個左右。
井封了,地下遺留的煤、煤層氣、水、巷道還在;礦關了,地上的土地、閑置廠房、設備還在。礦關人散,就這么簡單粗暴地將各種資源棄之不管,實在可惜。“目前,全世界都非常關注廢棄礦井的資源利用。”袁亮說。
近年來,我國政府部門和諸多煤炭企業對此問題非常重視。4月15日,由袁亮負責、中國礦業大學(北京)牽頭的中國工程院重大咨詢研究項目——我國煤礦安全及廢棄礦井資源開發利用戰略研究項目啟動會在京召開,又一次將人們的目光聚焦在如何用好廢棄礦井這一熱點話題上。
廢棄礦井中有大量資源
越早準備難度和成本越低
到2020年廢棄礦井數量將達到1.2萬個,按每個礦井地下資源空間60萬立方米計算,相當于一座千萬人口大城市的空間
根據中國工程院重點咨詢研究項目——我國煤炭資源高效回收及節能戰略研究結果預測,到2020年,我國廢棄礦井數量將達到1.2萬個;到2030年,這一數字將變為1.5萬個。
袁亮給記者算了一筆賬:按每個礦井地下資源空間60萬立方米計算,1.2萬個就是72億立方米。72億立方米相當于一座千萬人口大城市的空間,想想這有多大的潛在利用價值。
“這還只是廢棄礦井資源的一個組成部分。據我們掌握的數字,我國廢棄礦井中賦存煤炭高達420億噸、天然氣近5000億立方米,還有大量水、地熱、土地及可再生能源、生態開發及工業旅游資源。”袁亮說。
袁亮認為,在未來相當長一個時期內,化石能源仍將不可或缺,尤其是煤炭。像英國、法國等西方發達國家,雖然他們的煤礦關了,但他們并沒有放棄使用煤炭,一直從其他國家進口煤炭。
“與西方國家不同,我國95%以上的煤礦建于新中國成立后。新中國成立至今已開采煤炭67年,部分礦井生命周期已經或即將結束。考慮到安全、經濟、環境等因素,未來將有大批礦井退出歷史舞臺。”袁亮說,“關井時,如果不采取相應的措施,為將來利用做準備,那么未來再想利用,難度和成本均會增加。這意味著,早做準備,系統研究廢棄礦井資源開發利用戰略迫在眉睫。”
項目列為“最高級”
但基礎研究剛剛起步
50余名院士參與,20余名院士具體“干活”,這在煤炭行業歷史上是第一次
在煤炭去產能、礦區轉型發展的大背景下,該項目可謂順勢而生、正當其時。它是2017年中國工程院13個重大項目之一。
據悉,中國礦業大學(北京)、中國礦業大學、安徽理工大學、遼寧工程技術大學、國家安全監管總局信息研究院、煤炭開采國家工程技術研究院等科研院校,以及神華集團、中國煤炭科工集團、山西焦煤集團、陜西煤業化工集團、淮南礦業集團等重點煤炭企業共20多家單位參與了該項目研究。
據袁亮介紹,這個項目聚集了煤炭行業內外的專家:中國工程院能源與礦業工程學部、冶金與材料工程學部、工程管理學部等4個學部50余名院士參與,20余名院士具體“干活”。這在煤炭行業歷史上是第一次。
據了解,重大項目為中國工程院咨詢研究項目中的最高級別。普通老百姓知道的航空航天、海洋探測、青藏鐵路、生物醫藥、精準醫學等項目,都曾被列為重大項目。
袁亮告訴記者,雖然各方越來越重視,但我國在這方面與西方發達國家有相當大的差距,尤其是在廢棄礦井資源開發利用基礎研究方面。
“1963年,美國利用廢棄煤礦建設地下儲氣庫;1967年,德國利用廢棄鹽礦處置低中放廢物……我們國家起步要晚得多,尚處于起步階段。”他說。
要借鑒國外高招
更要走自己的特色之路
建地下儲氣庫、深地科學實驗室、壓縮空氣蓄能發電站、地下醫院、地下冷庫,國外用好廢棄礦井的方式五花八門
據了解,國外廢棄礦井在資源開發利用上已經有了一些成熟經驗。
在利用廢棄煤礦建設地下儲氣庫方面,美國、比利時做了有益嘗試。1963年,美國利用Denver附近的Leyden廢棄煤礦(距地表240米至260米),建成世界上首座廢棄煤礦地下儲氣庫,形成1.4億立方米的儲氣能力。1975年,比利時在Anderlues建成廢棄煤礦地下儲氣庫,形成1.8億立方米的儲氣能力。1982年,比利時在Peronnes建成廢棄煤礦地下儲氣庫,形成1.2億立方米的儲氣能力。
在利用廢棄礦井處置低中放廢物方面,德國進行了探索。1965年至1976年,德國Konrad鐵礦開采鐵礦石。2007年,該礦建設低中放廢物處置巷道。預計2019年,該礦將開始處置低中放廢物。
在利用廢棄礦井開發旅游方面,美國、德國等都做了大量探索,實現了規模化商業開發。“很多沒去過礦區的人,好奇煤炭是怎么挖出來的。如果利用廢棄礦井建成高端的旅游項目,會有很多人去參觀。”袁亮說,“2014年,我到德國魯爾礦區考察時,了解到他們每年的旅游綜合產值高達400億馬克,折合人民幣3000多億元。”
事實上,關于國外廢棄礦井的資源開發利用,可謂五花八門:有建設深地科學實驗室的,有作為壓縮空氣蓄能發電站的,還有建設地下醫院的。“像皮膚病等疾病,在地下的治療效果要好于地面。”袁亮說。
除了上述介紹的,還有國家利用廢棄礦井建設石油及相關產品儲存庫、地下冷庫等。“由于井下恒溫,所以在井下建設冷庫,成本要低很多。”袁亮說。
據袁亮介紹,美國鐵山公司利用廢棄礦井建成了第一個地下文件存儲中心,安全級別僅次于美國白宮和國防部的秘密資料庫。
“既然國外有這么多高招、好點子,我們何不直接拿來用?”面對記者的疑問,袁亮說,“我國礦井數量之多、南北方煤礦差異之大、地質條件之復雜,為世界僅有。同時,國外相關法律法規非常健全,有一套體系支撐廢棄礦井資源開發利用。如果把國外那一套直接拿過來,會水土不服。不能照搬,要在借鑒的基礎上,走中國特色的廢棄礦井資源開發利用之路。”
開采既然不經濟
就換種方法開發資源
正常挖煤賠錢,那就關閉礦井,把井下與地上資源合起來用,更重視煤的材料屬性等多元屬性,把資源優勢變為經濟、環境、科技優勢
“從目前來說,由于開采不具有經濟性,所以好多煤礦被淘汰,成了廢棄礦井。但這些廢棄礦井的資源就不要了?”袁亮說,“可以換一種方法思考問題,以前是只管挖煤,未來可考慮開發廢棄礦井,挖掘水、煤層氣、地下空間、工業旅游等資源潛力;以前是只重視煤的能源屬性,未來應同等重視煤的材料屬性等多元屬性,把資源優勢轉變為經濟、環境、科技優勢。”
“這可間接地推動煤炭去產能工作,把井下與地上資源合起來用。”袁亮說。
“資源枯竭礦區轉型,嘗試了很多方法,真正適合煤礦的并不多,適合大多數煤礦的轉型方法更是少之又少。”袁亮說,“通過井下與地上的結合,我們可以既保證安全、經濟、環保,又能最大限度地開發利用煤炭、煤層氣、水、巷道空間等資源。”
“煤炭企業愿意搞廢棄礦井資源開發利用嗎?”記者問。
袁亮提高了幾個分貝回答:“煤炭企業特別愿意干,只是目前還不知道怎么干。由于煤礦生產的特殊性,隨著煤礦關閉,設備基本上全部報廢。如果開發廢棄礦井資源,等于凈增加產值,讓廢棄礦井獲得第二次生命。”
為了實現上述目標,該項目在統計國內外廢棄礦井資源開發利用現狀,摸清家底的基礎上,將重點研究以下內容:廢棄礦井煤及非常規能源開發利用戰略,廢棄礦井地下空間開發利用戰略,廢棄礦井水及可再生能源開發利用戰略,廢棄礦井生態開發及工業旅游戰略。
“該項目采用院士牽頭,政府管理部門、煤炭企業、科研院校廣泛參與的‘政、產、學、研’協同創新研究模式。”袁亮說,“簡單說,第一步是系統調研國內外廢棄礦井資源開發利用情況,第二步是研究相應工程科技難題,第三步是提出我國廢棄礦井開發利用的政策建議。”
該項目制定了技術路線圖:2020年,廢棄礦井開發利用率達到20%以上,全面啟動廢棄礦井資源開發利用;2030年,廢棄礦井開發利用率達到30%以上,開發利用技術達到國際先進水平;2050年,廢棄礦井開發利用率達到50%以上,開發利用技術達到國際領先水平。
“我們首先會在東部、東北三省等資源枯竭礦區,以及山西、陜西等產煤大省調研,根據各礦具體條件,制定因地適宜的廢棄礦井資源開發利用方法,即精準施策。”袁亮說。
袁亮告訴記者,他們要做的不僅是技術攻關,還要解決“由于水是公共資源,礦井水在用不完的情況下只能往外排,煤炭企業不能進行商業化、產品化銷售”等政策障礙問題。
“我們要通過這個項目的研究,構建廢棄礦井資源開發利用頂層設計與戰略規劃指導體系,提出工程科技攻關研究計劃建議,形成示范工程指導意見,促進多學科交叉研究發展。”袁亮說,“最終,制定廢棄礦井開發利用的相關政策規劃,為國家相關方面提供決策參考和支撐。”
責任編輯: 張磊