柳林能源與環境院士工作站推進煤炭產業“減優綠”

來源:呂梁日報 更新時間:2020-12-01 17:20:10

  柳林能源與環境院士工作站是柳林縣與中國科學院院士、 中國礦業大學(北京)教授何滿潮合作建設的高科技研究開發和推廣應用平台,是柳林縣落實省委建設資源轉型示範區、爭當能源革命排頭兵的重大舉措。

  經曆了2013年以來連續幾年煤炭價格下行、市場經濟疲軟的艱難過渡,新一輪煤炭經濟回暖伊始,柳林縣委、縣政府痛定思痛,狠抓產業結構調整,搶抓“轉型綜改試驗區”發展機遇,先後組織政企代表多次赴中國礦業大學(北京)考察調研,與相關專家就柳林產業提升、資源利用、災害治理、科技創新、轉型發展進行交流,結合中國礦業大學(北京)深部岩土力學與地下工程國家重點實驗室研究方向、科研成果與柳林產業契合度高、推廣應用性強、服務經濟、民生、生態領域廣的特點,2017年10月13日柳林縣人民政府與中國科學院何滿潮院士簽訂了《柳林能源與環境院士工作站合作建設協議》,確定了建站目標、建設內容和中長期科研規劃。

  柳林能源與環境院士工作站由中國科學院何滿潮院士擔任首席科學家,四名博士後擔任課題組組長,組建了70餘人的科研團隊,圍繞我縣產業升級、轉型發展、防災減災開展技術推廣、監測檢測和科研創新工作,已建成地質災害遠程監測實驗係統、無煤柱自成巷“110工法”實驗係統、無煤柱自成巷“N00工法”、礦井熱能利用實驗係統;正在規劃建設煤鋁共采實驗係統、煤氣共采實驗係統、“三下”開采實驗係統及晉西呂梁煤焦檢測研究中心。

  滑坡遠程實時監測預警技術是院士科研團隊針對傳統滑坡地質災害監測預報技術存在的問題,在該領域首次提出了基於滑動力監測的滑坡災害監控預警新方法,以滑坡滑動力與抗滑力相互作用規律及滑坡發生的充分必要條件等關鍵性問題為突破點,運用多學科理論,研發了具有負泊鬆比效應的恒阻大變形纜索,建立了相關的實驗係統,並采用室內和現場測試、物理和數值模擬等綜合研究方法,結合現代通訊與計算機技術等高新技術手段進行了係統研究,研發了基於滑動力變化的滑坡地質災害監測預警新技術,實現了對滑坡災害全過程的超前監測預警目標,該技術已在柳林縣柳林鎮、莊上鎮、成家莊鎮、薛村鎮、高家溝鄉、金家莊鄉6個鄉鎮9處地質災害隱患點建設監測預警點,實現了柳林縣重大地質災害的全天候實時監測,將臨滑預警提前了4—20小時,大大提升柳林縣防災減災能力,下一步計劃擴大地質災害監測範圍,並同步開展尾礦庫、棄渣庫、高填方區的監測預警係統,實現全縣地質類災害的全天候實時監測預警。

  無煤柱自成巷“110工法”開采技術,基於何滿潮院士“切頂短臂梁”理論的一種新型開采技術。該技術是在進行高預應力恒阻大變形錨索加強支護的條件下,在回采側頂板沿回采方向實施定向預裂爆破,縮短頂板懸臂梁的長度,使巷道頂板形成短臂梁,切斷了頂板的應力傳遞路徑,降低了回采動壓對巷道圍岩的影響,在工作麵回采後,頂板沿預裂位置滑落,利用矸石的碎脹特性進行采空區充填,通過巷幫擋矸支護形成巷幫,進而形成下工作麵的巷道,將傳統的一麵雙巷變成一麵單巷,取消了區段煤柱,實現了無煤柱開采,該技術解決了傳統采煤技術資源浪費大、巷道掘進成本高、安全隱患大、接續緊張等一係列問題,同時大大提高了資源回收率、延長了礦井服務年限、改善了礦山壓力環境、緩解了地表生態損傷,2017年以來,該技術先後在呂梁市店坪煤礦、下山峁煤礦、沙曲一礦、沙曲二礦、曙光煤礦、沈家峁煤礦等礦井推廣應用,礦井資源回收率提高了10%-15%,取得了良好的社會經濟效益,按產能匡算,柳林全縣礦井推廣應用“110工法”,每年可節約煤炭資源660萬噸,價值約46億元,呂梁全市礦井推廣應用“110工法”,每年可節約煤炭資源1500萬噸,價值約105億元。

  無煤柱自成巷“N00工法”開采技術是在“110工法”的基礎上,把采煤和掘進兩套工序徹底統一起來,由掘進一條巷道變為不需要掘進回采巷道,結束了采煤必須先掘回采巷道的曆史,該技術已在榆林、延安完成了1G“N00工法”、2G“N00工法”的裝備配套及工業綜試,3G“N00工法”在貴州進行工業綜試,下一步將在柳林聯山400萬噸在建礦井規劃建設5G“N00工法” 進而實現智能化、無人化煤氣共采,並逐步在離柳礦區推廣應用,按產能匡算,柳林全縣推廣應用“N00工法”,每年可節約煤炭資源4400萬噸,價值約308億元,呂梁全市“110工法”,每年可節約煤炭資源1億噸,價值約700億元。

  礦井熱能利用技術,礦井中煤是資源,地熱能也是資源,該技術利用礦井湧水和回風中的能量實現地表供熱和生活熱水供給,從而實現產煤不用煤,為離柳礦區的深部開采熱害防治和資源枯竭礦井的利用提供技術支撐,同步開展生物質能利用、工業廢熱利用等相關技術配套,實現高效用能、低碳環保的能源消費體係。

  煤電鋁材一體化項目,研發配套煤鋁伴生礦聯合開采技術、高效環保的中子能發電技術、氧化鋁生產過程中廢棄物的有效利用和無害化處理等配套技術設備,助力山西煤電鋁材一體化試點建設,為科技轉型跨域發展提供技術支撐。

  煤焦檢測項目,柳林煤素有焦發熱量高、粘結性好的特點,由於缺乏係統監測數據支撐,時有“貴煤賤賣、價格倒掛”現象發生,加強煤焦檢測領域科研創新,建立區域煤焦質量數據庫,形成集群品牌效應,在提高煤企產值的同時,發掘柳林煤焦更高的工業附加值。

  柳林能源與環境院士工作站將堅定推進煤炭產業“減、優、綠”的發展道路,緊緊圍繞山西省建設資源轉型示範區、爭當能源革命排頭兵的發展戰略,打造“立足柳林、輻射呂梁、山西一流、國內領先”的能源與環境領域的科研基地,麵向社會公眾的科普基地,能源與環境工程技術的培訓基地,地質災害防治和新能源開發利用的展示基地。

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