实现碳达峰、碳中和目标,给煤炭行业带来了新的挑战与机遇,废弃矿井资源的开发利用为实现双碳目标提供了绝佳路径。
以山西省为例,1949年至今,山西省已经为全国提供了至少200亿吨煤炭,在保障国家能源需求的同时,许许多多的空矿井和采空区也成为了新的需要解决的问题。往往煤炭采空区以及废弃矿井并不集中,地层安全和稳定情况等不明,使得这些采空区与空矿井一直未能得到有效地再利用。近年来人们逐渐发现,在煤矿开采地区,有大量煤层气与煤伴生。如果能在开采煤矿的同时开发利用煤层气,既可以消除废弃矿井采空区贮存的瓦斯气体可能引发的安全隐患,又可以增加新的能源供应来源,还可以减少其自然逸散导致的温室效应加剧。
除了矿井残余煤气,废弃矿井水的处理再利用也是非常重要的环保措施。由于矿井水与生活污水特质不同,采用“调节+预沉+吸附+改良型澄清+过滤+除氨”的综合工艺,可以使矿井水中的主要污染物指标稳定达到《地表水环境质量》中的Ⅲ类标准。处理后的矿井水,可以用于井下消尘、黄泥灌浆等,进一步提升了矿井水综合利用率。
此外,利用矿井本身的空间优势,还可以建造压缩空气储能电站,其原理是通过将电能转化为空气压力势能进而储存起来,等到需要的时候再逆向释放为电能。因此需要非常大的空间,而废弃的矿井、开采的硬质岩洞就成为了天然的“储存罐”,不占用过多的地表空间,还可以辅助稳定开采后空洞地层的稳定性。
中国科协科普部
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