宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路

工程科学学报 Chinese Journal of Engineering 宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 蔡美峰吴允权李鹏潘继良洪伟李军 Present situation and ideas of green development of coal resources in Ningxia Province CAI Mei-feng.WU Yun-quan,LI Peng,PAN Ji-liang.HONG Wei,LI Jun 引用本文： 蔡美峰，吴允权，李鹏，潘继良，洪伟，李军.宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路).工程科学学报，2022,44(1)：1-10.doi: 10.13374j.issn2095-9389.2021.04.21.002 CAI Mei-feng.WU Yun-quan,LI Peng.PAN Ji-liang.HONG Wei,LI Jun.Present situation and ideas of green development of coal resources in Ningxia Province[J].Chinese Journal of Engineering,2022,44(1):1-10.doi:10.13374/j.issn2095-9389.2021.04.21.002 在线阅读View online::htps:/doi.org/10.13374.issn2095-9389.2021.04.21.002 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 中国膏体技术发展现状与趋势 Status and prospects of paste technology in China 工程科学学报.2018.40(5：517htps:ldoi.org10.13374.issn2095-9389.2018.05.001 金属矿深部开采现状与发展战略 Current status and development strategy of metal mines 工程科学学报.2019,41(4)：417 https::/1doi.org10.13374.issn2095-9389.2019.04.001 层状金属复合材料的发展历程及现状 Development and present situation of laminated metal composites 工程科学学报.2021,43(1)：67 https:/doi.org/10.13374.issn2095-9389.2020.06.17.002 煤矿搜救机器人履带式行走机构性能评价体系 Performance evaluation system of the tracked walking mechanism of a coal mine rescue robot 工程科学学报.2017,3912：1913htps:oi.org10.13374.issn2095-9389.2017.12.019 废旧锂离子电池资源现状及回收利用 Overview of present situation and technologies for the recovery of spent lithium-ion batteries 工程科学学报.2021,43(2：161 https:/1doi.org/10.13374.issn2095-9389.2020.09.11.004 钒资源现状及有机磷类萃取剂萃钒的研究进展 Current status of vanadium resources and research progress on vanadium extraction with organic phosphorus extractants 工程科学学报.2021,43(5：603htps:/doi.org10.13374issn2095-9389.2020.09.29.004

宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 蔡美峰 吴允权 李鹏 潘继良 洪伟 李军 Present situation and ideas of green development of coal resources in Ningxia Province CAI Mei-feng, WU Yun-quan, LI Peng, PAN Ji-liang, HONG Wei, LI Jun 引用本文: 蔡美峰, 吴允权, 李鹏, 潘继良, 洪伟, 李军. 宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路[J]. 工程科学学报, 2022, 44(1): 1-10. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.04.21.002 CAI Mei-feng, WU Yun-quan, LI Peng, PAN Ji-liang, HONG Wei, LI Jun. Present situation and ideas of green development of coal resources in Ningxia Province[J]. Chinese Journal of Engineering, 2022, 44(1): 1-10. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2021.04.21.002 在线阅读 View online: https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.04.21.002 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 中国膏体技术发展现状与趋势 Status and prospects of paste technology in China 工程科学学报. 2018, 40(5): 517 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2018.05.001 金属矿深部开采现状与发展战略 Current status and development strategy of metal mines 工程科学学报. 2019, 41(4): 417 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2019.04.001 层状金属复合材料的发展历程及现状 Development and present situation of laminated metal composites 工程科学学报. 2021, 43(1): 67 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.06.17.002 煤矿搜救机器人履带式行走机构性能评价体系 Performance evaluation system of the tracked walking mechanism of a coal mine rescue robot 工程科学学报. 2017, 39(12): 1913 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2017.12.019 废旧锂离子电池资源现状及回收利用 Overview of present situation and technologies for the recovery of spent lithium-ion batteries 工程科学学报. 2021, 43(2): 161 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.11.004 钒资源现状及有机磷类萃取剂萃钒的研究进展 Current status of vanadium resources and research progress on vanadium extraction with organic phosphorus extractants 工程科学学报. 2021, 43(5): 603 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2020.09.29.004

工程科学学报.第44卷，第1期：1-10.2022年1月 Chinese Journal of Engineering,Vol.44,No.1:1-10,January 2022 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.04.21.002;http://cje.ustb.edu.cn 宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 蔡美峰12，吴允权2)，李鹏2四，潘继良12，洪伟2，李军12) 1)北京科技大学土木与资源工程学院，北京1000832)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京100083 ☒通信作者，E-mail:pengli@ustb.edu.cn 摘要针对宁夏地区煤矿开采现状，归纳总结了宁夏煤矿开采亟待解决的技术问题，如基础理论与技术瓶颈亟待突破、绿 色开发技术标准与规范不完善、绿色开发技术与装备保障不足以及缺乏示范引领与政策支持.从宁夏煤炭工业未来发展的 现实需求出发，提出了宁夏煤矿绿色开发的战略思想、发展蓝图和战略目标，形成其总体战略布局，在此基础上，从多方面提 出了宁夏煤矿未来绿色开发的技术路径，主要包括煤炭开采水资源保护技术、矿井水大规模低成本处理技术、矿区地表生态 减损和修复技术、智能化绿色开采技术以及洁净煤技术.最后提出了宁夏煤矿绿色发展的可行性建议.明确绿色发展理念 与目标，积极实施绿色矿业，助力生态环境和生态文明建设迈上新的台阶，最终实现宁夏煤炭产业的高质量可持续发展 关键词宁夏地区：煤矿：绿色开发：战略布局：技术路径：可持续发展 分类号TD713 Present situation and ideas of green development of coal resources in Ningxia Province CAI Mei-feng2,WU Yun-quan 2),LI Peng2,PAN Ji-liang2),HONG Wei2),LI Jun2) 1)School of Civil and Resource Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines(Ministry of Education of China),University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:pengli@ustb.edu.cn ABSTRACT Ningxia province is a major coal-producing province in Northwest China that contributes significantly to China's economic development.However,long-term coal mining in Ningxia province has brought many environmental issues,such as surface collapse,destruction of water resources,air pollution,and random stacking of waste coal gangue.Hence,promoting the coordinated development of coal mining and environmental protection and improving the overall level of green coal development have become two critical issues for the development of the coal industry in this region.According to the current situation of coal mining in Ningxia province,the technical problems that require immediate resolution,such as the bottleneck of basic theory and technology,imperfect technical standards and norms of green development,insufficient support of green development technique and equipment,and lack of demonstration guidance and policy support were summarized.Moreover,the strategic thought,development blueprint,and strategic objectives of green development of coal mines were put forward based on the realistic demand of future development of the coal industry in Ningxia province,forming the overall strategic layout in this region.On this basis,the technical paths for future green development of coal mines in Ningxia province were proposed from various perspectives,primarily water resources protection technology of coal mining.large-scale and low-cost treatment technology of mine water,surface ecological restoration technology of mining area, intelligent and green mining technology,and clean coal technology.Finally,some feasible suggestions for the green development of coal mines in Ningxia province were proposed.We should clarified the concept and goal of green development and actively implement green 收稿日期：2021-04-21 基金项目：中国工程科技发展战略宁夏研究院战略研究项目(2019NXZD2):中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF.TP20 041A1)

宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 蔡美峰1,2)，吴允权1,2)，李    鹏1,2) 苣，潘继良1,2)，洪    伟1,2)，李    军1,2) 1) 北京科技大学土木与资源工程学院，北京 100083    2) 北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京 100083 苣通信作者， E-mail: pengli@ustb.edu.cn 摘    要    针对宁夏地区煤矿开采现状，归纳总结了宁夏煤矿开采亟待解决的技术问题，如基础理论与技术瓶颈亟待突破、绿 色开发技术标准与规范不完善、绿色开发技术与装备保障不足以及缺乏示范引领与政策支持. 从宁夏煤炭工业未来发展的 现实需求出发，提出了宁夏煤矿绿色开发的战略思想、发展蓝图和战略目标，形成其总体战略布局. 在此基础上，从多方面提 出了宁夏煤矿未来绿色开发的技术路径，主要包括煤炭开采水资源保护技术、矿井水大规模低成本处理技术、矿区地表生态 减损和修复技术、智能化绿色开采技术以及洁净煤技术. 最后，提出了宁夏煤矿绿色发展的可行性建议. 明确绿色发展理念 与目标，积极实施绿色矿业，助力生态环境和生态文明建设迈上新的台阶，最终实现宁夏煤炭产业的高质量可持续发展. 关键词    宁夏地区；煤矿；绿色开发；战略布局；技术路径；可持续发展 分类号    TD713 Present situation and ideas of green development of coal resources in Ningxia Province CAI Mei-feng1,2) ，WU Yun-quan1,2) ，LI Peng1,2) 苣 ，PAN Ji-liang1,2) ，HONG Wei1,2) ，LI Jun1,2) 1) School of Civil and Resource Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 2) Key Laboratory of High-Efficient Mining and Safety of Metal Mines (Ministry of Education of China), University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China 苣 Corresponding author, E-mail: pengli@ustb.edu.cn ABSTRACT    Ningxia  province  is  a  major  coal-producing  province  in  Northwest  China  that  contributes  significantly  to  China ’s economic development. However, long-term coal mining in Ningxia province has brought many environmental issues, such as surface collapse,  destruction  of  water  resources,  air  pollution,  and  random  stacking  of  waste  coal  gangue.  Hence,  promoting  the  coordinated development of coal mining and environmental protection and improving the overall level of green coal development have become two critical  issues  for  the  development  of  the  coal  industry  in  this  region.  According  to  the  current  situation  of  coal  mining  in  Ningxia province,  the  technical  problems  that  require  immediate  resolution,  such  as  the  bottleneck  of  basic  theory  and  technology,  imperfect technical standards and norms of green development, insufficient support of green development technique and equipment, and lack of demonstration  guidance  and  policy  support  were  summarized.  Moreover,  the  strategic  thought,  development  blueprint,  and  strategic objectives of green development of coal mines were put forward based on the realistic demand of future development of the coal industry in Ningxia province, forming the overall strategic layout in this region. On this basis, the technical paths for future green development of coal  mines  in  Ningxia  province  were  proposed  from  various  perspectives,  primarily  water  resources  protection  technology  of  coal mining,  large-scale  and  low-cost  treatment  technology  of  mine  water,  surface  ecological  restoration  technology  of  mining  area, intelligent and green mining technology, and clean coal technology. Finally, some feasible suggestions for the green development of coal mines in Ningxia province were proposed. We should clarified the concept and goal of green development and actively implement green 收稿日期: 2021−04−21 基金项目: 中国工程科技发展战略宁夏研究院战略研究项目（2019NXZD2）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（FRF-TP-20- 041A1） 工程科学学报，第 44 卷，第 1 期：1−10，2022 年 1 月 Chinese Journal of Engineering, Vol. 44, No. 1: 1−10, January 2022 https://doi.org/10.13374/j.issn2095-9389.2021.04.21.002; http://cje.ustb.edu.cn

工程科学学报，第44卷.第1期 mining to promote the ecological environment and ecological civilization to a new level and realize the high-quality,sustainable development of the coal industry in Ningxia province KEY WORDS Ningxia province;coal mines;green mining;strategic layout;technology path;sustainable development 作为我国现阶段最主要的一次性能源和重要 总体来看，宁夏煤炭绿色矿山建设水平仍有很大 战略资源，煤炭广泛应用于电力、重工业及民生等 的提升空间 各个领域，在我国能源结构中占据了主体地位，这 综上所述，发展绿色矿业、建设绿色矿山，既 一现状在未来很长一段时间内恐将难以改变山中 是立足宁夏地区提高能源资源保障能力的现实选 国工程院在《国家能源发展战略2030一2050》报 择，也是转变当地矿业发展方式、建设“资源节约 告中也指出，到2030年，我国煤炭仍约需25~ 型社会、环境友好型社会”的必然要求，对宁夏地 30亿吨四.改革开放以来，随着我国经济的快速发 区经济社会发展全局具有十分重要的现实意义和 展，煤炭资源的需求量也随之大幅增加，导致全国 深远的战略意义 范围内大规模开发煤炭资源.然而，煤炭开采在给 1宁夏煤矿绿色开发现状 社会带来经济效益的同时，煤矿的过度开采、不规 范开采也带来了一系列严重的污染和生态环境破 1.1开发概况 坏问题，制约着我国煤炭工业的健康可持续发展 宁夏作为我国的煤炭主产区之一，煤矿储量 因此，在煤炭开采中减少对环境的破坏，全面综合 充裕，煤种较为丰富，主要包含无烟煤、贫煤、瘦 考虑煤炭经济的循环绿色发展，积极推广绿色的 煤、焦煤、肥煤、气煤、气肥煤、不黏结煤、弱黏结 采煤技术已成为新时期煤炭工业发展的重要方向) 煤、长焰煤、褐煤等.主要采煤区基本上位于黄河 煤炭绿色开发是以保护生态环境、降低资源消 两岸，开采条件便利目前，宁夏累计查明煤炭 耗、追求可循环经济为目标，实现煤炭开采和环境 资源储量400多亿吨，在全国排名第6位.近年来 保护的协调发展，最大程度地降低资源储备消耗 宁夏原煤产量增长较快，2020年全区煤炭产量已 和采矿成本，以科学、高效的生产方式创造良好的 达到亿吨 经济效益和社会效益 本文调研了宁夏全区31对生产矿井的生产能 宁夏位于我国西北地区，拥有丰富的煤矿资 力情况、采煤方法及采煤工艺，并简要统计汇总于 源，优质及充裕的煤矿产出推动了当地经济的快 表1.可以看出，全区煤炭年产量在1亿吨以上，产 速发展，宁夏地区煤田经过近半个世纪的加速开 能占比约80%.宁夏地区大部分煤矿基本都采用 采，目前引发的环境破坏问题是多方面的，且均较 了走向长壁综合机械化采煤法，全部垮落法管理 为严重，宁夏主要产煤区建设矿山工场、采煤场、 顶板；个别煤矿采用房柱式采煤法.需要说明的 选煤场等配套项目时，大规模的场地平整及挖方 是，有些煤矿同时采用了两种或多种采煤方法 将扰动、破坏原有的地表植被，造成地形地貌、土 1.2存在的问题 体构造及其理化性质的改变-废弃的煤矸石中 目前，宁夏多个煤矿实施了绿色开采技术，取 含有金属、碱土金属和硫化物以及有机成分，还含 得了显著的成果.但由于宁夏地区煤层埋藏较 有一定量的重金属，会造成土壤重金属污染67煤 浅、风积沙严重、生态环境脆弱等现实情况，绿色 层的开采引发了上覆岩体的动态移动，在很大程 开发技术还不完善，区内推广程度相对较低，尚存 度上破坏了土地资源，使得地表水在地裂缝中出 在一些亟待解决的问题 现漏失现象⑧在煤矿开采与加工过程中，地表 (1)基础理论与技术瓶颈亟待突破 水的基流和水质受到了严重影响，污水等处理设 虽然宁夏地区已组织了煤矿绿色开发技术的研 施还有待改进0山.随着宁夏地区煤矿采掘深度 发，但矸石回填技术、深部煤层瓦斯富集及抽采流 的增加，煤与瓦斯突出的危险性不断加大，煤与瓦 动理论、煤化工技术、矿区生态环境损毁调查诊 斯突出不仅严重威胁着矿山生产和安全，而且还 断及修复技术、土地清洁和污染治理技术、废旧 会引起地质环境的干扰破坏此外，在某些露天 矿山的可持续利用、地貌重塑、土地复垦及植被 煤矿的开采过程中，会产生大量含有害物质的固 恢复技术、工业遗产与自然遗迹保护等基础技术 体粉末，飘散到空气中会产生严重的大气污染] 理论研究还比较薄弱.在煤制油、煤制天然气、煤

mining  to  promote  the  ecological  environment  and  ecological  civilization  to  a  new  level  and  realize  the  high-quality,  sustainable development of the coal industry in Ningxia province. KEY WORDS    Ningxia province；coal mines；green mining；strategic layout；technology path；sustainable development 作为我国现阶段最主要的一次性能源和重要 战略资源，煤炭广泛应用于电力、重工业及民生等 各个领域，在我国能源结构中占据了主体地位，这 一现状在未来很长一段时间内恐将难以改变[1] . 中 国工程院在《国家能源发展战略 2030—2050》报 告中也指出 ， 到 2030 年 ，我国煤炭仍约 需 25～ 30 亿吨[2] . 改革开放以来，随着我国经济的快速发 展，煤炭资源的需求量也随之大幅增加，导致全国 范围内大规模开发煤炭资源. 然而，煤炭开采在给 社会带来经济效益的同时，煤矿的过度开采、不规 范开采也带来了一系列严重的污染和生态环境破 坏问题，制约着我国煤炭工业的健康可持续发展. 因此，在煤炭开采中减少对环境的破坏，全面综合 考虑煤炭经济的循环绿色发展，积极推广绿色的 采煤技术已成为新时期煤炭工业发展的重要方向[3] . 煤炭绿色开发是以保护生态环境、降低资源消 耗、追求可循环经济为目标，实现煤炭开采和环境 保护的协调发展，最大程度地降低资源储备消耗 和采矿成本，以科学、高效的生产方式创造良好的 经济效益和社会效益. 宁夏位于我国西北地区，拥有丰富的煤矿资 源，优质及充裕的煤矿产出推动了当地经济的快 速发展. 宁夏地区煤田经过近半个世纪的加速开 采，目前引发的环境破坏问题是多方面的，且均较 为严重. 宁夏主要产煤区建设矿山工场、采煤场、 选煤场等配套项目时，大规模的场地平整及挖方 将扰动、破坏原有的地表植被，造成地形地貌、土 体构造及其理化性质的改变[4−5] . 废弃的煤矸石中 含有金属、碱土金属和硫化物以及有机成分，还含 有一定量的重金属，会造成土壤重金属污染[6−7] . 煤 层的开采引发了上覆岩体的动态移动，在很大程 度上破坏了土地资源，使得地表水在地裂缝中出 现漏失现象[8−9] . 在煤矿开采与加工过程中，地表 水的基流和水质受到了严重影响，污水等处理设 施还有待改进[10−11] . 随着宁夏地区煤矿采掘深度 的增加，煤与瓦斯突出的危险性不断加大，煤与瓦 斯突出不仅严重威胁着矿山生产和安全，而且还 会引起地质环境的干扰破坏[12] . 此外，在某些露天 煤矿的开采过程中，会产生大量含有害物质的固 体粉末，飘散到空气中会产生严重的大气污染[13] . 总体来看，宁夏煤炭绿色矿山建设水平仍有很大 的提升空间. 综上所述，发展绿色矿业、建设绿色矿山，既 是立足宁夏地区提高能源资源保障能力的现实选 择，也是转变当地矿业发展方式、建设“资源节约 型社会、环境友好型社会”的必然要求，对宁夏地 区经济社会发展全局具有十分重要的现实意义和 深远的战略意义. 1    宁夏煤矿绿色开发现状 1.1    开发概况 宁夏作为我国的煤炭主产区之一，煤矿储量 充裕，煤种较为丰富，主要包含无烟煤、贫煤、瘦 煤、焦煤、肥煤、气煤、气肥煤、不黏结煤、弱黏结 煤、长焰煤、褐煤等. 主要采煤区基本上位于黄河 两岸，开采条件便利[14] . 目前，宁夏累计查明煤炭 资源储量 400 多亿吨，在全国排名第 6 位. 近年来 宁夏原煤产量增长较快，2020 年全区煤炭产量已 达到亿吨. 本文调研了宁夏全区 31 对生产矿井的生产能 力情况、采煤方法及采煤工艺，并简要统计汇总于 表 1. 可以看出，全区煤炭年产量在 1 亿吨以上，产 能占比约 80%. 宁夏地区大部分煤矿基本都采用 了走向长壁综合机械化采煤法，全部垮落法管理 顶板；个别煤矿采用房柱式采煤法. 需要说明的 是，有些煤矿同时采用了两种或多种采煤方法. 1.2    存在的问题 目前，宁夏多个煤矿实施了绿色开采技术，取 得了显著的成果. 但由于宁夏地区煤层埋藏较 浅、风积沙严重、生态环境脆弱等现实情况，绿色 开发技术还不完善，区内推广程度相对较低，尚存 在一些亟待解决的问题. （1）基础理论与技术瓶颈亟待突破. 虽然宁夏地区已组织了煤矿绿色开发技术的研 发，但矸石回填技术、深部煤层瓦斯富集及抽采流 动理论、煤化工技术、矿区生态环境损毁调查诊 断及修复技术、土地清洁和污染治理技术、废旧 矿山的可持续利用、地貌重塑、土地复垦及植被 恢复技术、工业遗产与自然遗迹保护等基础技术 理论研究还比较薄弱. 在煤制油、煤制天然气、煤 · 2 · 工程科学学报，第 44 卷，第 1 期

蔡美峰等：宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 3· 表1宁夏主要生产煤矿生产能力、采煤方法及工艺概述 Table 1 Production capacity,mining method,and technology of main coal mines in Ningxia province Production No. Coal mines capacity/ Brief introduction of coal mining method and technology Locations 10t"a Lingxin 320 Adopting the strike longwall retreating mining method,comprehensive mechanized coal mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu 2 Yangchangwan No.I 900 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full well seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu 3 Yangchangwan No.2 300 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full well seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full 4 Meihuajing 1200 seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu Zaoquan 800 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized fully mechanized mining/caving Lingwu mining method and fully-caving management of the roof 6 Renjiazhuang 360 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized fully mechanized mining method and fully-caving management of the roof. Lingwu 7 Hongshiwan 60 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu Baijigou 160 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,and the fully-caving management of the roof. Shizuishan 9 Jinfeng 400 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Wuzhong 10 Jinjiaqu 400 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized fully mechanized mining method and fully-caving management of the roof Wuzhong Qingshuiying 500 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized fully mechanized mining method and fully-caving management of the roof. Lingwu 12 Shicaocun 600 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu 3 Shuangma 400 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof Lingwu Maiduoshan 800 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu 5 Hongliu 800 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu 16 Yinxing No.1 well 400 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu 少 Wangwa No.2 well % Adopting the strike longwall mining method,the layered comprehensive mechanized mining technology(divided into three layers),and fully-caving management of the roof. Guyuan 18 Yindonggou 300 Adopting the strike longwall mining method,the layered comprehensive mechanized mining technology,and fully-caving management of the roof Guyuan 19 Wangwa 600 Adopting the strike longwall mining method,the layered comprehensive mechanized mining technology (divided into three layers),and fully-caving management of the roof. Guyuan 20 Maliantai 360 Adopting the strike longwall retreating mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof Lingwu > Siguquan No.1 well 60 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Wuzhong 22 Siguquan No.2 well 60 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Wuzhong 23 Hongsi 240 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method and fully-caving management of the roof. Yinchuan 24 Dingjialiang 60 Adopting the room and pillar mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu 25 Yinxing No.2 well 180 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu 26 Songxinzhuang 120 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Wuzhong 个 Hongyi 240 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving management of the roof. Yinchuan 28 Yangsi 45 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,ordinary mechanized mining technology,and fully-caving management of the roof. Lingwu 29 Gaozha 30 Adopting the strike longwall retreating mining method,comprehensive mechanized coal mining Lingwu technology,and fully-caving management of the roof Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method,fully 30 Nuanquan 30 mechanized full seam one passing mining technology,and fully-caving Wuzhong management of the roof. 31 Xiaoquan 30 Adopting the strike longwall mining method,comprehensive mechanized coal mining technology,and fully-caving management of the roof. Wuzhong

表 1 宁夏主要生产煤矿生产能力、采煤方法及工艺概述 Table 1 Production capacity, mining method, and technology of main coal mines in Ningxia province No. Coal mines Production capacity/ (104 t·a–1) Brief introduction of coal mining method and technology Locations 1 Lingxin 320 Adopting the strike longwall retreating mining method, comprehensive mechanized coal mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 2 Yangchangwan No.1 well 900 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 3 Yangchangwan No.2 well 300 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 4 Meihuajing 1200 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 5 Zaoquan 800 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized fully mechanized mining/caving mining method and fully-caving management of the roof. Lingwu 6 Renjiazhuang 360 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized fully mechanized mining method and fully-caving management of the roof. Lingwu 7 Hongshiwan 60 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 8 Baijigou 160 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, and the fully-caving management of the roof. Shizuishan 9 Jinfeng 400 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Wuzhong 10 Jinjiaqu 400 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized fully mechanized mining method and fully-caving management of the roof. Wuzhong 11 Qingshuiying 500 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized fully mechanized mining method and fully-caving management of the roof. Lingwu 12 Shicaocun 600 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 13 Shuangma 400 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 14 Maiduoshan 800 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 15 Hongliu 800 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 16 Yinxing No.1 well 400 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 17 Wangwa No.2 well 300 Adopting the strike longwall mining method, the layered comprehensive mechanized mining technology (divided into three layers), and fully-caving management of the roof. Guyuan 18 Yindonggou 300 Adopting the strike longwall mining method, the layered comprehensive mechanized mining technology, and fully-caving management of the roof. Guyuan 19 Wangwa 600 Adopting the strike longwall mining method, the layered comprehensive mechanized mining technology (divided into three layers), and fully-caving management of the roof. Guyuan 20 Maliantai 360 Adopting the strike longwall retreating mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 21 Siguquan No.1 well 60 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Wuzhong 22 Siguquan No.2 well 60 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Wuzhong 23 Hongsi 240 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method and fully-caving management of the roof. Yinchuan 24 Dingjialiang 60 Adopting the room and pillar mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 25 Yinxing No.2 well 180 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 26 Songxinzhuang 120 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Wuzhong 27 Hongyi 240 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Yinchuan 28 Yangsi 45 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, ordinary mechanized mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 29 Gaozha 30 Adopting the strike longwall retreating mining method, comprehensive mechanized coal mining technology, and fully-caving management of the roof. Lingwu 30 Nuanquan 30 Adopting the strike longwall comprehensive mechanized mining method, fully mechanized full seam one passing mining technology, and fully-caving management of the roof. Wuzhong 31 Xiaoquan 30 Adopting the strike longwall mining method, comprehensive mechanized coal mining technology, and fully-caving management of the roof. Wuzhong 蔡美峰等： 宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 · 3 ·

工程科学学报，第44卷.第1期 化工、煤炭洗选及深加工等技术方面还存在短板， 善当地绿色矿业政策体系建设内容 煤矸石用于矸石电厂发电、矿井中抽采出的瓦斯 牢固树立集约发展的理念.将自治区内煤矿 用于发电等技术尚不成熟，还处于初步探索阶段 储备充裕、开采条件便利、采矿技术先进的矿区 (2)绿色开发技术标准与规范不完善 逐步打造成矿地一体化、共建石材开发基地等不 目前，宁夏地区煤矿绿色开发技术标准与规 同主题的绿色矿业开发示范区及特色矿产综合利 范仍需进一步完善，现行的《宁夏回族自治区矿产 用与生态保护示范区.坚持“节约利用、循环利 资源管理条例》、《宁夏回族自治区煤炭资源勘查 用”的原则，进一步强化资源节约标准，合理回收 开发与保护条例》、《宁夏回族自治区矿山环境治 利用矿山各类废弃资源，提高矿山资源利用率，促 理和生态恢复保证金管理办法》等法律法规难以 进自治区矿山绿色低碳循环发展 满足新形势下绿色矿山生产的要求 牢固树立遵法守规的理念.自治区各矿山企 (3)绿色开发技术与装备保障不足 业需严格遵守国家和自治区绿色矿山建设相关的 适应不同煤层开采条件的绿色开发工艺、配 法律法规和规章制度，矿山开采运营期间需持证 套技术等尚不完善，现有技术装备尚无法完全满 上岗，对不符合国家规范的开采工艺与设备进行 足煤矿清洁生产的需要.宁夏地区煤炭绿色开发 淘汰整改，全面贯彻落实环境保护和安全生产管 整体水平还较低，少量矿山的绿色开采还不能满 理制度 足自治区生态环境保护的要求 牢固树立科技创新的理念.科学技术是第一 (4)缺乏示范引领与政策支持 生产力，加强科技研发与创新工作是绿色矿山建 典型示范与全面推进相结合是多年来我国煤 设的关键内涵.矿山企业需设立工程技术研发中 矿绿色开发的成功经验，而我国煤矿包括宁夏地 心、实验室等创新型平台，从基础理论、关键技 区煤矿绿色发展尚处于起步阶段，缺少明确具体 术、支撑体系和技术应用四个层面推进平台建设， 且有针对性的政策指导和支持，缺乏极具代表性 并加大科技投入，从而提高矿山企业的自主创新 的示范样板 能力和管理水平，同时，坚持利益共享、成果共 2宁夏煤矿绿色开发总体布局 享，形成政府、部门、企业、社会共同促进自治区 矿业绿色、和谐发展的良好局面 2.1发展思想 (2)实现煤矿绿色开发“五化” 深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思 按照“清洁生产、绿色发展”的生态环保理念， 想，坚持以人为本的发展理念，遵循并坚持全面规 实现自治区煤矿绿色开发的“五化”，即煤炭资源 划、科学部署、集约化开采、可持续化开发、高效 综合利用高效化、矿山固废处置无害化、矿产资 清洁的绿色发展方针.以政府指导，企业导向，市 源加工与运输清洁化、矿山生态环境治理与修复 场推进，科技支撑，法律规范、全民参与为原则，积 科学化、矿业经济发展与生态环境保护协调可持 极推动自治区煤炭开发方式的转变，努力将煤炭 续化 资源综合开发利用水平提高到一个新的高度，最 (3)煤矿绿色开发战略蓝图 终实现宁夏煤炭产业生态友好型、资源节约型的 按照煤矿绿色开发“五化”的要求，需构建自 高质量可持续发展 治区面向未来的煤炭开采、加工、利用消费全过 2.2发展蓝图 程的煤炭行业高质量绿色可持续发展新蓝图.届 在新时代背景下，矿山建设中一定要植入“绿 时，绿色矿山建设项目将取得阶段性进展，矿区生 色”的意识和理念，把生态文明建设作为煤炭行业 态文明建设朝着环境友好型和资源节约型方向快 发展的方向和要求，将生态矿业的理念贯穿于煤 速发展，让生态效益更好地转化为经济效益与社 炭资源开发利用的全过程、全链条 会效益，进而推动自治区矿业经济高质量、高效 (1)牢固树立“四个”理念，加强绿色矿山建设 率、高水平发展：绿色采矿工艺和先进复垦绿化技 牢固树立绿色发展的理念.积极响应习近平 术将得到广泛应用，矿区煤、电、水、灰、土等资 总书记“绿水青山就是金山银山”的环境建设的科 源高效循环利用水平显著提高：各类煤矿资源的 学论断，把保护生态环境放在第一位，加快推进宁 二次开发利用研究将取得显著成效，其中燃煤发 夏地区绿色矿山建设步伐，全方位、多层次地进行 电技术和单位供电煤耗量有望跻身世界先进行列 深化改革，并以绿色发展目标促进改革，进一步完 水平

化工、煤炭洗选及深加工等技术方面还存在短板， 煤矸石用于矸石电厂发电、矿井中抽采出的瓦斯 用于发电等技术尚不成熟，还处于初步探索阶段. （2）绿色开发技术标准与规范不完善. 目前，宁夏地区煤矿绿色开发技术标准与规 范仍需进一步完善，现行的《宁夏回族自治区矿产 资源管理条例》、《宁夏回族自治区煤炭资源勘查 开发与保护条例》、《宁夏回族自治区矿山环境治 理和生态恢复保证金管理办法》等法律法规难以 满足新形势下绿色矿山生产的要求. （3）绿色开发技术与装备保障不足. 适应不同煤层开采条件的绿色开发工艺、配 套技术等尚不完善，现有技术装备尚无法完全满 足煤矿清洁生产的需要. 宁夏地区煤炭绿色开发 整体水平还较低，少量矿山的绿色开采还不能满 足自治区生态环境保护的要求. （4）缺乏示范引领与政策支持. 典型示范与全面推进相结合是多年来我国煤 矿绿色开发的成功经验，而我国煤矿包括宁夏地 区煤矿绿色发展尚处于起步阶段，缺少明确具体 且有针对性的政策指导和支持，缺乏极具代表性 的示范样板. 2    宁夏煤矿绿色开发总体布局 2.1    发展思想 深入贯彻习近平新时代中国特色社会主义思 想，坚持以人为本的发展理念，遵循并坚持全面规 划、科学部署、集约化开采、可持续化开发、高效 清洁的绿色发展方针. 以政府指导，企业导向，市 场推进，科技支撑，法律规范、全民参与为原则，积 极推动自治区煤炭开发方式的转变，努力将煤炭 资源综合开发利用水平提高到一个新的高度，最 终实现宁夏煤炭产业生态友好型、资源节约型的 高质量可持续发展. 2.2    发展蓝图 在新时代背景下，矿山建设中一定要植入“绿 色”的意识和理念，把生态文明建设作为煤炭行业 发展的方向和要求，将生态矿业的理念贯穿于煤 炭资源开发利用的全过程、全链条. （1）牢固树立“四个”理念，加强绿色矿山建设. 牢固树立绿色发展的理念. 积极响应习近平 总书记“绿水青山就是金山银山”的环境建设的科 学论断，把保护生态环境放在第一位，加快推进宁 夏地区绿色矿山建设步伐，全方位、多层次地进行 深化改革，并以绿色发展目标促进改革，进一步完 善当地绿色矿业政策体系建设内容. 牢固树立集约发展的理念. 将自治区内煤矿 储备充裕、开采条件便利、采矿技术先进的矿区 逐步打造成矿地一体化、共建石材开发基地等不 同主题的绿色矿业开发示范区及特色矿产综合利 用与生态保护示范区. 坚持“节约利用、循环利 用”的原则，进一步强化资源节约标准，合理回收 利用矿山各类废弃资源，提高矿山资源利用率，促 进自治区矿山绿色低碳循环发展. 牢固树立遵法守规的理念. 自治区各矿山企 业需严格遵守国家和自治区绿色矿山建设相关的 法律法规和规章制度，矿山开采运营期间需持证 上岗，对不符合国家规范的开采工艺与设备进行 淘汰整改，全面贯彻落实环境保护和安全生产管 理制度. 牢固树立科技创新的理念. 科学技术是第一 生产力，加强科技研发与创新工作是绿色矿山建 设的关键内涵. 矿山企业需设立工程技术研发中 心、实验室等创新型平台，从基础理论、关键技 术、支撑体系和技术应用四个层面推进平台建设， 并加大科技投入，从而提高矿山企业的自主创新 能力和管理水平. 同时，坚持利益共享、成果共 享，形成政府、部门、企业、社会共同促进自治区 矿业绿色、和谐发展的良好局面. （2）实现煤矿绿色开发“五化”. 按照“清洁生产、绿色发展”的生态环保理念， 实现自治区煤矿绿色开发的“五化”，即煤炭资源 综合利用高效化、矿山固废处置无害化、矿产资 源加工与运输清洁化、矿山生态环境治理与修复 科学化、矿业经济发展与生态环境保护协调可持 续化. （3）煤矿绿色开发战略蓝图. 按照煤矿绿色开发“五化”的要求，需构建自 治区面向未来的煤炭开采、加工、利用消费全过 程的煤炭行业高质量绿色可持续发展新蓝图. 届 时，绿色矿山建设项目将取得阶段性进展，矿区生 态文明建设朝着环境友好型和资源节约型方向快 速发展，让生态效益更好地转化为经济效益与社 会效益，进而推动自治区矿业经济高质量、高效 率、高水平发展；绿色采矿工艺和先进复垦绿化技 术将得到广泛应用，矿区煤、电、水、灰、土等资 源高效循环利用水平显著提高；各类煤矿资源的 二次开发利用研究将取得显著成效，其中燃煤发 电技术和单位供电煤耗量有望跻身世界先进行列 水平. · 4 · 工程科学学报，第 44 卷，第 1 期

蔡美峰等：宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 5 2.3发展目标 学管理手段，着力提高煤炭资源综合利用率，从而 在当前国家能源战略背景条件下，结合宁夏 促进煤炭产业结构、方式的良性转变；多举措并 地区煤矿开采现实情况，经过凝练总结，初步提出 进，逐步实现近零生态损害的绿色开采、近零排放 了宁夏煤炭资源绿色开发的总体目标：树立绿色 的煤炭清洁高效循环利用；构建绿色、高效、安 发展理念，积极实施绿色矿业，以科技创新引领绿 全、清洁、低碳、稳定可持续的煤炭资源供应体 色开采，煤炭资源勘探开发与生态环境保护和恢 系，最终实现宁夏煤炭产业的高质量可持续发展 复并重，促进生态环境和生态文明建设迈上新的 据此，初步提出了宁夏地区煤炭绿色开发战略目 台阶；积极发展矿业循环经济，依靠科技进步和科 标路线图，如图1所示 2035 Target for 2035 All emissions reach the level of natural gas emissions More than 80%of coal achieve clean utilization and ultra-clean emission 2030 Target for 2025 Fully implement green filling mining and water-retaining mining Lower emissions from coal processing Target for 2030 每2025 Advanced demonstration project of The protection and utilization rate of underground coal chemical development technique iated resources (gas,water and heat)is greater than 70% The ground subsidence damage is less than 20% The recovery rate of ground ecology is more than 80% ◆Ultra low emission 2020 Advanced demonstration project of coal chemical development technique Current level of green coal development Low comprehensive utilization rate of coal 1980 ◆Serious pollution 500 1000 1500 2000 Mining depth/m 图1宁夏煤矿绿色开发目标路线图 Fig.1 Objective of green development of coal mines in Ningxia province 3宁夏煤矿绿色开发技术路径 矿山开采中水资源保护策略与技术，认为现阶段 通过对宁夏煤矿绿色开发现状的调研和系统 宁夏矿区水资源保护技术可以从以下几个方面来 开展5-1刀： 研究，并结合宁夏地区煤矿未来发展战略布局的 实际要求，在广泛听取当地政府、矿山企业以及业 (1)编制和完善宁夏煤矿产业水资源综合利 内专家学者意见的基础上，初步提出了宁夏煤矿 用规划.煤炭的生产加工需消耗大量的水资源，属 未来绿色开发的技术路径，如图2所示.需要说明 于高耗水产业，其发展的同时也加速了自治区水 的是，该技术路径是大的战略技术框架，可根据未 资源的消耗与生态平衡破坏.水资源的循环综合 来国家能源发展战略、自治区政府矿业经济发展 利用是实现宁夏煤矿可持续发展的重要保障，需 的实际要求等进行相应调整， 进一步加强矿区水资源管理制度，制定合理的水 3.1煤炭开采中水资源保护技术 价调节机制和政策，优化用水结构，实行多元化供 宁夏地处我国西北干旱地区，常年降雨量少， 水，合理利用矿井疏干水等非常规水源，综合提高 水资源十分匮乏，与煤炭资源呈逆向分布.自治区 矿区水资源利用率，提高矿山企业经济效益 煤炭产业的发展深受当地水资源稀缺的制约，如 (2)加快宁夏煤矿污水处理系统建设，提高污 何节约用水，提高水的利用率与经济效益已成为 水处理水平和利用率，煤炭工业不仅是耗水量大， 宁夏煤矿企业亟待突破的瓶颈难题.结合国内外 还会产生大量的污水，如果污水不经处理随意排

2.3    发展目标 在当前国家能源战略背景条件下，结合宁夏 地区煤矿开采现实情况，经过凝练总结，初步提出 了宁夏煤炭资源绿色开发的总体目标：树立绿色 发展理念，积极实施绿色矿业，以科技创新引领绿 色开采，煤炭资源勘探开发与生态环境保护和恢 复并重，促进生态环境和生态文明建设迈上新的 台阶；积极发展矿业循环经济，依靠科技进步和科 学管理手段，着力提高煤炭资源综合利用率，从而 促进煤炭产业结构、方式的良性转变；多举措并 进，逐步实现近零生态损害的绿色开采、近零排放 的煤炭清洁高效循环利用；构建绿色、高效、安 全、清洁、低碳、稳定可持续的煤炭资源供应体 系，最终实现宁夏煤炭产业的高质量可持续发展. 据此，初步提出了宁夏地区煤炭绿色开发战略目 标路线图，如图 1 所示. 2035 2030 2025 2020 1980 0 500 1000 1500 Mining depth/m Year 2000 ~ ~ More than 80% of coal achieve clean utilization and ultra-clean emission All emissions reach the level of natural gas emissions Target for 2035 Target for 2025 Target for 2030 Current level of green coal development Low comprehensive utilization rate of coal Serious pollution Advanced demonstration project of coal chemical development technique Fully implement green filling mining and water-retaining mining Lower emissions from coal processing Advanced demonstration project of coal chemical development technique The protection and utilization rate of underground associated resources (gas, water and heat) is greater than 70% The ground subsidence damage is less than 20% The recovery rate of ground ecology is more than 80% Ultra low emission 图 1    宁夏煤矿绿色开发目标路线图 Fig.1    Objective of green development of coal mines in Ningxia province 3    宁夏煤矿绿色开发技术路径 通过对宁夏煤矿绿色开发现状的调研和系统 研究，并结合宁夏地区煤矿未来发展战略布局的 实际要求，在广泛听取当地政府、矿山企业以及业 内专家学者意见的基础上，初步提出了宁夏煤矿 未来绿色开发的技术路径，如图 2 所示. 需要说明 的是，该技术路径是大的战略技术框架，可根据未 来国家能源发展战略、自治区政府矿业经济发展 的实际要求等进行相应调整. 3.1    煤炭开采中水资源保护技术 宁夏地处我国西北干旱地区，常年降雨量少， 水资源十分匮乏，与煤炭资源呈逆向分布. 自治区 煤炭产业的发展深受当地水资源稀缺的制约，如 何节约用水，提高水的利用率与经济效益已成为 宁夏煤矿企业亟待突破的瓶颈难题. 结合国内外 矿山开采中水资源保护策略与技术，认为现阶段 宁夏矿区水资源保护技术可以从以下几个方面来 开展[15−17] ： （1）编制和完善宁夏煤矿产业水资源综合利 用规划. 煤炭的生产加工需消耗大量的水资源，属 于高耗水产业，其发展的同时也加速了自治区水 资源的消耗与生态平衡破坏. 水资源的循环综合 利用是实现宁夏煤矿可持续发展的重要保障，需 进一步加强矿区水资源管理制度，制定合理的水 价调节机制和政策，优化用水结构，实行多元化供 水，合理利用矿井疏干水等非常规水源，综合提高 矿区水资源利用率，提高矿山企业经济效益. （2）加快宁夏煤矿污水处理系统建设，提高污 水处理水平和利用率. 煤炭工业不仅是耗水量大， 还会产生大量的污水，如果污水不经处理随意排 蔡美峰等： 宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 · 5 ·

工程科学学报，第44卷.第1期 Strategic Realize the green sustainable development of coal mine in Ningxia province and demand greatly improve the comprehensive utilization rate of coals Target Form a green coal development technique system in Ningxia province task Comprehensive ultra low Key Comprehensive zero emission of coal processing emission of coal processing indicators！ and utilization and utilization Water resources protection technique Large-scale low-cost treatment and zero-emission Major technique of mine water key Surface ecological impairment and restoration techniques! technique in mining area Intelligent and green mining technique Clean coal technique T2020 2025 2030 2035 Year 图2宁夏煤矿绿色开发技术体系示意图 Fig.2 Green development technique system of coal mines in Ningxia province 放会污染地表土壤植被和附近干净水源%因此， 术及膜蒸馏技术等1-2四 应根据污水种类设计深度污水处理方案，对污水 (1)高密度沉降技术也称载体絮状技术，是一 进行分类处理，系统控制，回收利用处理后的再生 种快速沉淀技术.其工作原理是在含悬浮物矿 水，推进宁夏煤矿工业污水处理项目和生活污水 井水中加入高密度的不溶介质，悬浮物在高密度 集污管网建设， 介质作用下形成具有较大半径和密度的絮凝体， (3)积极推广保水采煤技术.在煤炭开采过程 进而大大提高了悬浮物的沉降速度，相同处理量 中，会有大量的地下水顺着煤层流失，造成地下水 下沉淀池体积也大为减小.与传统常规的絮凝技 位下降，地表生态退化刀.为保障宁夏水资源的集 术相比，高密度沉降技术占地面积较小，处理效率 约综合利用，合理科学运用保水采煤技术已是势 更高 在必行，该技术的有效应用能大幅度降低地下水 (2)由于矿井水中的悬浮物主要是非磁性或 资源的损耗，保护宁夏地区的生态环境 弱磁性物质，直接采用磁分离技术很难将其有效 3.2矿井水处理技术 分离.超磁分离技术是在待处理的矿井水中加人 矿井水是指矿区所采煤层及巷道附近的地下 磁种，非磁性悬浮物在混凝剂与助凝剂的联合作 水，按水质类型可分为5类：洁净矿井水、含悬浮 用下与磁种结合，使本身无磁性的悬浮物形成带 物矿井水、含有害元素矿井水、酸性矿井水、高矿 磁性的絮凝体含有磁性絮凝体颗粒可以被高 化矿井水.矿井水在流经煤层开采工作面时会带 梯度磁滤网或磁盘吸附，实现矿井水的净化 人大量的煤粉、砂土和岩粉等悬浮物，感官性较 (3)不同于高密度沉降技术和超磁分离技术， 差.此类悬浮物粒径较小、密度低、难以自然沉 采空区过滤技术处理矿井水过程中不涉及特定的 淀，常规的混凝沉降不能高效快速去除矿井水中 仪器和试剂，在煤炭开采过程形成的采空区即可 的悬浮物.目前常用的井下高效处理方式主要有 完成矿井水悬浮物的过滤去除，该技术是通过 高密度沉降技术、超磁分离技术、采空区过滤技 采空区中的填充物对矿井水中的污染物进行吸

放会污染地表土壤植被和附近干净水源[16] . 因此， 应根据污水种类设计深度污水处理方案，对污水 进行分类处理，系统控制，回收利用处理后的再生 水，推进宁夏煤矿工业污水处理项目和生活污水 集污管网建设. （3）积极推广保水采煤技术. 在煤炭开采过程 中，会有大量的地下水顺着煤层流失，造成地下水 位下降，地表生态退化[17] . 为保障宁夏水资源的集 约综合利用，合理科学运用保水采煤技术已是势 在必行，该技术的有效应用能大幅度降低地下水 资源的损耗，保护宁夏地区的生态环境. 3.2    矿井水处理技术 矿井水是指矿区所采煤层及巷道附近的地下 水，按水质类型可分为 5 类：洁净矿井水、含悬浮 物矿井水、含有害元素矿井水、酸性矿井水、高矿 化矿井水. 矿井水在流经煤层开采工作面时会带 入大量的煤粉、砂土和岩粉等悬浮物，感官性较 差. 此类悬浮物粒径较小、密度低、难以自然沉 淀，常规的混凝沉降不能高效快速去除矿井水中 的悬浮物. 目前常用的井下高效处理方式主要有 高密度沉降技术、超磁分离技术、采空区过滤技 术及膜蒸馏技术等[18−22] . （1）高密度沉降技术也称载体絮状技术，是一 种快速沉淀技术[18] . 其工作原理是在含悬浮物矿 井水中加入高密度的不溶介质，悬浮物在高密度 介质作用下形成具有较大半径和密度的絮凝体， 进而大大提高了悬浮物的沉降速度，相同处理量 下沉淀池体积也大为减小. 与传统常规的絮凝技 术相比，高密度沉降技术占地面积较小，处理效率 更高. （2）由于矿井水中的悬浮物主要是非磁性或 弱磁性物质，直接采用磁分离技术很难将其有效 分离. 超磁分离技术是在待处理的矿井水中加入 磁种，非磁性悬浮物在混凝剂与助凝剂的联合作 用下与磁种结合，使本身无磁性的悬浮物形成带 磁性的絮凝体[19] . 含有磁性絮凝体颗粒可以被高 梯度磁滤网或磁盘吸附，实现矿井水的净化. （3）不同于高密度沉降技术和超磁分离技术， 采空区过滤技术处理矿井水过程中不涉及特定的 仪器和试剂，在煤炭开采过程形成的采空区即可 完成矿井水悬浮物的过滤去除[20] . 该技术是通过 采空区中的填充物对矿井水中的污染物进行吸 2020 2025 2030 Year 2035 Strategic demand Target task Key indicators Major key techniques Realize the green sustainable development of coal mine in Ningxia province and greatly improve the comprehensive utilization rate of coals Form a green coal development technique system in Ningxia province Comprehensive ultra low emission of coal processing and utilization Comprehensive zero emission of coal processing and utilization Intelligent and green mining technique Clean coal technique Water resources protection technique Large-scale low-cost treatment and zero-emission technique of mine water Surface ecological impairment and restoration technique in mining area 图 2    宁夏煤矿绿色开发技术体系示意图 Fig.2    Green development technique system of coal mines in Ningxia province · 6 · 工程科学学报，第 44 卷，第 1 期

蔡美峰等：宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 7 附、沉淀和过滤，具有处理成本低、不会造成二次 矿开采时的清洁矿井水或经处理后的矿井污水 污染等方面的优点. (6)深翻蓄水保墒技术.宁夏矿区中存在大面 (4)膜蒸馏技术.上述3种方法主要是对矿井 积缺水农作物生产地，因而需“蓄天上水，保土中 废水中的悬浮物净化处理.除了悬浮物外，矿井水 墒”，大力实施深翻蓄水保墒技术，最大限度地降 中还溶解了大量的可溶性盐类，矿井废水利用率 低土壤中水分的无效消耗，提高水分利用率，在农 低很大程度上是由其矿化度高造成的四.对于高 作物增产中具有重要作用. 矿化度矿井水，膜蒸馏技术能很好地实现脱盐处 3.4“智能+绿色”开采技术 理.膜蒸馏技术起源于海水的淡化，是一种热驱动 对新型煤矿产业而言，煤炭的智能化开采与 的分离过程，在这个过程中，只有蒸汽分子能够通 煤矿产业的绿色可持续发展是息息相关的.所谓 过多孔的疏水膜，从而实现矿井水的脱盐处理四 煤矿的智能化开采，就是在综采技术的基础上，实 与传统工艺相比，膜蒸馏技术操作温度较低，对膜 现矿区自动化、信息化、少人或无人化开采.智能 特性要求也较低，是一种成本效益高的工艺 化开采是实现采矿安全高效最大化的必由之路7 3.3矿区地表生态减损和修复技术 要建成“智能+绿色”的新型煤矿产业，需坚持生态 矿区的生态系统主要有由土壤地质、地貌、植 优先原则，明确绿色开采理念，将智能化开采技术 被、水及微生物等组成，在煤炭开采过程中应尽量 融入到绿色矿山建设中，开发出一套新的发展模 减少对矿区地表生态的破坏.对于已损伤的矿区 式.现阶段矿山智能化开采面临的主要问题有智 地表生态，应采取人工方法，按照自然规律，恢复 能控制硬件设备研发技术还不成熟，智能化方面 其原有的生态系统2-刃针对宁夏矿区的地表生 研究人才欠缺以及井下条件的复杂性和不可预测 态现状，总结出如下相应的减损和修复技术： 性等2从实际出发，下一阶段宁夏煤矿智能化研 (1)地貌重塑技术.宁夏各矿井产生的煤矸石 究应至少包括以下几个方面： 均堆存在采煤塌陷区附近，首先需要清除表面杂 (1)矿山智能化总体设计思路.整理总结宁夏 草，实现表土剥离，然后开挖表层土，同时从矸石 各煤矿现有的生产模式与智能化应用需求，分析 仓运输煤矸石进行填充，最后将表土覆盖在煤矸 当前各类智能化设备技术在现场应用的可行性， 石上，实现破坏地貌的重塑2] 并根据具体的现场条件与生产工.艺提出相应的改 (2)土壤重构技术.对宁夏各矿区破坏的土壤 进方法.改良传统的煤矿开采工艺与生产模式， 采取相应的修复及重构技术，改善土壤的环境质 将煤矿开采设备系统与智能化应用有机结合，淘 量，提高土壤的蓄水能力，重新构造适宜农作物生 汰落后开采工艺与产能设备，建立信息化智慧矿 产的优质土壤.重构土壤一般规划土壤培肥.参 山开采技术标准体系与程序化管理规范. 考有关农田建设标准，根据宁夏矿区规划以后的 (2)虚拟现实与可视化技术.利用三维可视化 耕地规模施加相应的绿肥，提高重构后土壤的生 仿真技术.，实景动态模拟开采过程，检验和优化采 产力. 矿设计方案，为无人采矿做准备 (3)植被重建技术.根据宁夏每个矿区的地块 (3)先进传感及检测监控技术，用于实现井下 规模，在四周以及主要道路两边配置防护林网，种 环境要素采集、地形感知和三维空间识别、定位、 植沙柳等绿色植被，达到农田防护的需求 导航及目标跟踪，是智能采矿设备运行及工艺过 (4)微生物修复技术.微生物技术是目前国内 程控制的前提条件B0 外治理重金属污染土壤的一种重要方法.微生物 (4)采矿设备遥控及智能化技术.包括：采矿 能通过氧化还原等作用吸附沉淀土壤中的某些重 设备在采场的置位、定位、生产作业智能控制技 金属离子，并影响其迁移能力和生物效应如砷 术和设备故障诊断与预防技术等 酸还原菌能将土壤中的As+还原成毒性较低的 (5)井下无轨导航与控制关键技术.包括：井 As+.同时微生物自身的新陈代谢作用能分解消化 下装备定位与导航控制技术、目标跟踪技术、运 动植物尸骸，起到生物固氨作用，在土壤中引入合 动控制技术、远程通讯技术等B) 适的微生物能大大提高土壤质量P (6)高速数字通信网络技术.井下通信设施布 (5)灌溉管网设备配备技术.根据宁夏每个矿 设空间有限且存在无线通信屏障，需要研究适用 区的地块规模，配套和修建相应的灌溉管网和农 井下的高速数字通信网络技术 田道路，对复垦造地进行均衡浇灌，水源可以为煤 (7)地下自动化采矿新工艺.适应采矿自动控

附、沉淀和过滤，具有处理成本低、不会造成二次 污染等方面的优点. （4）膜蒸馏技术. 上述 3 种方法主要是对矿井 废水中的悬浮物净化处理. 除了悬浮物外，矿井水 中还溶解了大量的可溶性盐类，矿井废水利用率 低很大程度上是由其矿化度高造成的[21] . 对于高 矿化度矿井水，膜蒸馏技术能很好地实现脱盐处 理. 膜蒸馏技术起源于海水的淡化，是一种热驱动 的分离过程，在这个过程中，只有蒸汽分子能够通 过多孔的疏水膜，从而实现矿井水的脱盐处理[22] . 与传统工艺相比，膜蒸馏技术操作温度较低，对膜 特性要求也较低，是一种成本效益高的工艺. 3.3    矿区地表生态减损和修复技术 矿区的生态系统主要有由土壤地质、地貌、植 被、水及微生物等组成，在煤炭开采过程中应尽量 减少对矿区地表生态的破坏. 对于已损伤的矿区 地表生态，应采取人工方法，按照自然规律，恢复 其原有的生态系统[23−27] . 针对宁夏矿区的地表生 态现状，总结出如下相应的减损和修复技术： （1）地貌重塑技术. 宁夏各矿井产生的煤矸石 均堆存在采煤塌陷区附近，首先需要清除表面杂 草，实现表土剥离，然后开挖表层土，同时从矸石 仓运输煤矸石进行填充，最后将表土覆盖在煤矸 石上，实现破坏地貌的重塑[23] . （2）土壤重构技术. 对宁夏各矿区破坏的土壤 采取相应的修复及重构技术，改善土壤的环境质 量，提高土壤的蓄水能力，重新构造适宜农作物生 产的优质土壤[24] . 重构土壤一般规划土壤培肥，参 考有关农田建设标准，根据宁夏矿区规划以后的 耕地规模施加相应的绿肥，提高重构后土壤的生 产力. （3）植被重建技术. 根据宁夏每个矿区的地块 规模，在四周以及主要道路两边配置防护林网，种 植沙柳等绿色植被，达到农田防护的需求. （4）微生物修复技术. 微生物技术是目前国内 外治理重金属污染土壤的一种重要方法. 微生物 能通过氧化还原等作用吸附沉淀土壤中的某些重 金属离子，并影响其迁移能力和生物效应[25] ，如砷 酸还原菌能将土壤中的 As5+还原成毒性较低的 As3+ . 同时微生物自身的新陈代谢作用能分解消化 动植物尸骸，起到生物固氮作用，在土壤中引入合 适的微生物能大大提高土壤质量[26] . （5）灌溉管网设备配备技术. 根据宁夏每个矿 区的地块规模，配套和修建相应的灌溉管网和农 田道路，对复垦造地进行均衡浇灌，水源可以为煤 矿开采时的清洁矿井水或经处理后的矿井污水. （6）深翻蓄水保墒技术. 宁夏矿区中存在大面 积缺水农作物生产地，因而需“蓄天上水，保土中 墒”，大力实施深翻蓄水保墒技术，最大限度地降 低土壤中水分的无效消耗，提高水分利用率，在农 作物增产中具有重要作用. 3.4    “智能+绿色”开采技术 对新型煤矿产业而言，煤炭的智能化开采与 煤矿产业的绿色可持续发展是息息相关的. 所谓 煤矿的智能化开采，就是在综采技术的基础上，实 现矿区自动化、信息化、少人或无人化开采. 智能 化开采是实现采矿安全高效最大化的必由之路[27] . 要建成“智能+绿色”的新型煤矿产业，需坚持生态 优先原则，明确绿色开采理念，将智能化开采技术 融入到绿色矿山建设中，开发出一套新的发展模 式. 现阶段矿山智能化开采面临的主要问题有智 能控制硬件设备研发技术还不成熟，智能化方面 研究人才欠缺以及井下条件的复杂性和不可预测 性等[28] . 从实际出发，下一阶段宁夏煤矿智能化研 究应至少包括以下几个方面： （1）矿山智能化总体设计思路. 整理总结宁夏 各煤矿现有的生产模式与智能化应用需求，分析 当前各类智能化设备技术在现场应用的可行性， 并根据具体的现场条件与生产工艺提出相应的改 进方法[29] . 改良传统的煤矿开采工艺与生产模式， 将煤矿开采设备系统与智能化应用有机结合，淘 汰落后开采工艺与产能设备，建立信息化智慧矿 山开采技术标准体系与程序化管理规范. （2）虚拟现实与可视化技术. 利用三维可视化 仿真技术，实景动态模拟开采过程，检验和优化采 矿设计方案，为无人采矿做准备. （3）先进传感及检测监控技术. 用于实现井下 环境要素采集、地形感知和三维空间识别、定位、 导航及目标跟踪，是智能采矿设备运行及工艺过 程控制的前提条件[30] . （4）采矿设备遥控及智能化技术. 包括：采矿 设备在采场的置位、定位、生产作业智能控制技 术和设备故障诊断与预防技术等. （5）井下无轨导航与控制关键技术. 包括：井 下装备定位与导航控制技术、目标跟踪技术、运 动控制技术、远程通讯技术等[31] . （6）高速数字通信网络技术. 井下通信设施布 设空间有限且存在无线通信屏障，需要研究适用 井下的高速数字通信网络技术. （7）地下自动化采矿新工艺. 适应采矿自动控 蔡美峰等： 宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 · 7 ·

工程科学学报，第44卷，第1期 制水平的提高，采矿模式、采矿技术及工艺都必须 瓶颈专项攻关.组织设立国家级、自治区自然科 有创新的发展和变革. 学基金基础研究重大专项、科学仪器重大专项、 为了实现上述技术，必须加大科技投入，首先 重点研发计划等，深入开展采空区回填矸石技术、 在自动化采矿装备研制方面取得突破，争取早日 深部煤层瓦斯富集及抽采流动理论、矿井污水 实现大型自动化采矿装备国产化.此外，将5G、云 净化方法、煤化工技术、矿区生态环境损毁的调 计算、大数据、互联网、物联网等先进技术与现代 查诊断技术、土地清洁和污染治理技术、废弃地 煤矿开采技术进行深度融合，构建完整区域链的 和地下空间的可持续利用、地貌重塑技术和植被 智能采矿系统，这可为加速自治区煤矿智能采矿 恢复技术等基础技术理论研究，并对瓦斯抽采装 技术的推广应用创造可靠的条件B2-3别 备、水净化处理装备、煤气化炉等短板技术进行 3.5洁净煤技术 攻关，解决制约复杂条件煤矿绿色开发的理论与 洁净煤技术是指在煤炭的开采、加工和利用 技术瓶颈 等环节中，实现污染物较低排放和煤炭高效利用 (2)逐步完善宁夏煤矿绿色开发的相关政策 的绿色新兴技术.洁净煤技术主要可以分为3大 法规制度.要深入解决煤矿开采中暴露的环境破 类：煤矿开采与加工的净化技术，煤炭运输、燃烧 坏问题，需要以可持续发展的观念去重新审查当 与利用过程中的净化技术以及后期废渣的处理循 前涉及煤矿开发利用的环境保护法律法规，及时 环利用技术4目前宁夏地区洁净煤技术尚不 修订、完善和健全自治区煤炭绿色发展和清洁利 成熟，具有较大的发展空间，下一步的主要发展方 用的法规体制.进一步开展煤炭普法工作，培养全 向可以概括为以下几个方面： 民的法制意识.建立多部门联合生态环境治理监 (1)优化宁夏地区燃煤发电技术，逐步提高煤 管制度，加大对自治区煤炭产业机构环境保护的 炭利用率，降低燃煤污染物的排放.全面升级改造 监督及执法力度，严格执行环境保护和水土保持 燃煤电厂洁净燃煤发电设备，淘汰落后及不合规 方面的相关政策法规和业内标准要求，及时查处 范的产能机组，杜绝个别散煤的使用，实现电厂污 违规生产、污染物排放超标等不合法行为，为矿区 染物的超低排放与煤炭的清洁化利用两， 的生态文明建设保驾护航. (2)完善煤炭加工产业链，推动自治区煤炭燃 (3)改革煤炭绿色开发技术，完善煤炭科技创 料向低成本、高效率方向转化.除了燃煤发电技 新体系.研究制定自治区中长期的绿色科技发展 术，煤炭的深加工技术能最大限度地实现其综合 战略，设立专项计划大力支持煤炭绿色革命转化 利用)积极推广煤干馏、气化和液化技术，深入 技术和面向未来的颠覆性技术研发，推动煤炭科 开展煤制氢气、煤制甲烷、煤制液态烃等化学品 技创新的绿色发展.突破矿山绿色安全智能化开 研发工作，实现煤炭二次产物的清洁化利用与工 采、煤炭二次开发利用、矿井水大规模低成本安 业化应用 全排放等关键性技术的瓶颈，推广并应用煤矿高 (3)制定洁净煤技术相关标准与规范.针对自 精度探测、中低浓度瓦斯与煤共采、保水采煤、干 治区煤炭加工与利用效率，硫化物、废渣等污染物 法选煤等先进工艺技术.落实煤炭科技人才培养 排放情况，建立高效清洁用煤的行业标准整顿 引进计划，加快煤炭集成创新、科学研究探索进 处理个别不正规用煤机构，加强自治区洁净煤技 度，建立煤炭科技协同创新共同体，推动5G、大数 术相关政策的有效性与连续性.通过实施规范 据、物联网、云计算等现代信息技术在自治区煤 化、标准化管理手段，实现宁夏地区煤炭产业的洁 炭行业的高效应用 净、安全、低碳、经济、可持续发展 (4)加大矿区绿色发展的金融扶持力度，强化 4宁夏煤矿绿色发展建议 资金政策保障.针对自治区各煤炭产业机构绿色 发展的具体情况，坚持“有控有扶”的原则，研制促 通过科技进步和政策法规实施实现煤炭安 进煤炭绿色发展的财税激励政策.加大对矿区的 全、高效、绿色开发是宁夏煤炭工业高质量发展 采煤机组升级改造、采煤沉陷区综合治理、废弃 的主要方向.依靠科技进步和科学管理，促进矿业 矿井再利用、后期废渣处理循环利用等绿色开采 领域调结构、转方式，实现煤炭工业绿色发展.综 技术的财政支持与补贴，促进自治区煤炭产业的 合上述分析，进一步提出相关建议如下： 降本增效.优化自治区煤炭产业的环境税收制度， (1)组织开展煤矿绿色开发基础理论和技术 减少不合理的重复收税，加强纳税评估，根据具体

制水平的提高，采矿模式、采矿技术及工艺都必须 有创新的发展和变革. 为了实现上述技术，必须加大科技投入，首先 在自动化采矿装备研制方面取得突破，争取早日 实现大型自动化采矿装备国产化. 此外，将 5G、云 计算、大数据、互联网、物联网等先进技术与现代 煤矿开采技术进行深度融合，构建完整区域链的 智能采矿系统，这可为加速自治区煤矿智能采矿 技术的推广应用创造可靠的条件[32−33] . 3.5    洁净煤技术 洁净煤技术是指在煤炭的开采、加工和利用 等环节中，实现污染物较低排放和煤炭高效利用 的绿色新兴技术. 洁净煤技术主要可以分为 3 大 类：煤矿开采与加工的净化技术，煤炭运输、燃烧 与利用过程中的净化技术以及后期废渣的处理循 环利用技术[34−36] . 目前宁夏地区洁净煤技术尚不 成熟，具有较大的发展空间，下一步的主要发展方 向可以概括为以下几个方面： （1）优化宁夏地区燃煤发电技术，逐步提高煤 炭利用率，降低燃煤污染物的排放. 全面升级改造 燃煤电厂洁净燃煤发电设备，淘汰落后及不合规 范的产能机组，杜绝个别散煤的使用，实现电厂污 染物的超低排放与煤炭的清洁化利用[34] . （2）完善煤炭加工产业链，推动自治区煤炭燃 料向低成本、高效率方向转化. 除了燃煤发电技 术，煤炭的深加工技术能最大限度地实现其综合 利用[35] . 积极推广煤干馏、气化和液化技术，深入 开展煤制氢气、煤制甲烷、煤制液态烃等化学品 研发工作，实现煤炭二次产物的清洁化利用与工 业化应用. （3）制定洁净煤技术相关标准与规范. 针对自 治区煤炭加工与利用效率，硫化物、废渣等污染物 排放情况，建立高效清洁用煤的行业标准[36] . 整顿 处理个别不正规用煤机构，加强自治区洁净煤技 术相关政策的有效性与连续性. 通过实施规范 化、标准化管理手段，实现宁夏地区煤炭产业的洁 净、安全、低碳、经济、可持续发展. 4    宁夏煤矿绿色发展建议 通过科技进步和政策法规实施实现煤炭安 全、高效、绿色开发是宁夏煤炭工业高质量发展 的主要方向. 依靠科技进步和科学管理，促进矿业 领域调结构、转方式，实现煤炭工业绿色发展. 综 合上述分析，进一步提出相关建议如下： （1）组织开展煤矿绿色开发基础理论和技术 瓶颈专项攻关. 组织设立国家级、自治区自然科 学基金基础研究重大专项、科学仪器重大专项、 重点研发计划等，深入开展采空区回填矸石技术、 深部煤层瓦斯富集及抽采流动理论、矿井污水 净化方法、煤化工技术、矿区生态环境损毁的调 查诊断技术、土地清洁和污染治理技术、废弃地 和地下空间的可持续利用、地貌重塑技术和植被 恢复技术等基础技术理论研究，并对瓦斯抽采装 备、水净化处理装备、煤气化炉等短板技术进行 攻关，解决制约复杂条件煤矿绿色开发的理论与 技术瓶颈. （2）逐步完善宁夏煤矿绿色开发的相关政策 法规制度. 要深入解决煤矿开采中暴露的环境破 坏问题，需要以可持续发展的观念去重新审查当 前涉及煤矿开发利用的环境保护法律法规，及时 修订、完善和健全自治区煤炭绿色发展和清洁利 用的法规体制. 进一步开展煤炭普法工作，培养全 民的法制意识. 建立多部门联合生态环境治理监 管制度，加大对自治区煤炭产业机构环境保护的 监督及执法力度，严格执行环境保护和水土保持 方面的相关政策法规和业内标准要求，及时查处 违规生产、污染物排放超标等不合法行为，为矿区 的生态文明建设保驾护航. （3）改革煤炭绿色开发技术，完善煤炭科技创 新体系. 研究制定自治区中长期的绿色科技发展 战略，设立专项计划大力支持煤炭绿色革命转化 技术和面向未来的颠覆性技术研发，推动煤炭科 技创新的绿色发展. 突破矿山绿色安全智能化开 采、煤炭二次开发利用、矿井水大规模低成本安 全排放等关键性技术的瓶颈，推广并应用煤矿高 精度探测、中低浓度瓦斯与煤共采、保水采煤、干 法选煤等先进工艺技术. 落实煤炭科技人才培养 引进计划，加快煤炭集成创新、科学研究探索进 度，建立煤炭科技协同创新共同体，推动 5G、大数 据、物联网、云计算等现代信息技术在自治区煤 炭行业的高效应用. （4）加大矿区绿色发展的金融扶持力度，强化 资金政策保障. 针对自治区各煤炭产业机构绿色 发展的具体情况，坚持“有控有扶”的原则，研制促 进煤炭绿色发展的财税激励政策. 加大对矿区的 采煤机组升级改造、采煤沉陷区综合治理、废弃 矿井再利用、后期废渣处理循环利用等绿色开采 技术的财政支持与补贴，促进自治区煤炭产业的 降本增效. 优化自治区煤炭产业的环境税收制度， 减少不合理的重复收税，加强纳税评估，根据具体 · 8 · 工程科学学报，第 44 卷，第 1 期

蔡美峰等：宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 9 情况使用多种评估模型以提高纳税评估的准确 subsidence area of Ningdong coal mine base.J Nort Fore Uni, 性.设立宁夏煤矿绿色发展专项开发资金，引进国 2020,35(1):218 内外先进的矿山绿色开发模式、先进技术装备和 (吴淑莹，周伟，袁涛，等.宁东煤矿基地采煤沉陷区植被动态变 化研究.西北林学院学报，2020,35(1)：218) 科学化管理措施等，结合自身情况消化吸收再创 [6] Yang Y P,Xu L,Feng F,et al.Site types and characteristics of 新，建设一批国家级绿色矿山示范工程，并向自治 coal gangue hill based on vegetation reconstruction in Ningdong 区类似条件的矿井进行推广应用 mining area.Bull Soil Water Conser,2020,40(3):6 (杨宇平，许丽，丰菲，等.基于植被重建的宁东矿区煤矸石山立 5结语 地类型及其特征.水土保持通报，2020,40(3)：6) 煤炭是保障国家能源安全的基石，煤矿绿色 [7] Luo C K,Bi J T,Xiao G J,et al.Pollution characteristics and 开发是实现煤炭工业可持续发展的关键.宁夏煤 assessment of heavy metals in soil of different industry zones of Ningdong base in Ningxia,China.J Eco Envir,2017,26(7):1221 矿资源的绿色可持续发展需建立在生态环境保护 (罗成科，毕江涛，肖国举，等.宁东基地不同工业园区周边土壤 的基础上，应尽量减少对矿区地表生态的损伤，促 重金属污染特征及其评价.生态环境学报，2017,26(7)：1221) 进矿业领域调结构、转方式，实现资源开发利用与 [8]Feng J,Hou EK,Wang S J.The prediction of the influence of coal 环境保护的协调发展.科技进步和政策法规的实 mining on the groundwater in Eastern Ningxia coal production 施是实现宁夏煤炭安全、高效、绿色开发的主要 base.Geo Bul China.2018.37(12):64 方向，也是煤炭工业高质量发展的重要保障.同时 (冯洁，侯恩科，王苏健.宁东煤炭基地煤炭开采对地下水的影 响预测.地质通报，2018,37(12)：64) 还需组织开展煤矿绿色开发基础理论和技术瓶颈 Qiao G,Xu Y N,Chen HQ,et al.The influence of ground fissure 专项攻关，加大对煤炭绿色技术革命创新支持力 9) on vegetation ecological environment in Ningdong coal mine.Geo 度，明确绿色发展理念与目标，积极实施绿色矿 Bul China,2018,37(12):56 业，助力生态环境和生态文明建设迈上新的台阶， (乔冈，徐友宁，陈华请，等.宁东煤矿区地裂缝对植被生态环境 最终实现宁夏煤炭产业的高质量可持续发展 的影响.地质通报，2018,37(12)：56) 致谢：衷心感谢项目组全体同志的辛勤劳动和贡 [10]Bian W,Li J F,Liu S Q,et al.Study on the technical route of 献及相关单位给予的大力支持！ highly mineralized mine water treatment in Ningdong energy base. Water Treat Tech,2021,47(8):5 参考文献 (卞伟，李井峰，刘淑琴，等.宁东基地高矿化度矿井水处理工程 实践与发展方向.水处理技术，2021,47(8)：5) [1]Xie H P,Wu L X,Zheng D Z.Prediction on the energy [11]Li L Li H X,Ma L.The mine water resources and its utilization consumption and coal demand of China in 2025.J China Coal Soc, status in Ningdong coalfield.Resour Emvir Arid Area,2021, 2019,44(7):1949 35(8):108 (谢和平，吴立新，郑德志.2025年中国能源消费及煤炭需求预 (李莉，李海霞，马兰.宁东煤田矿井水资源及其利用现状分析 测.煤炭学报，2019,44(7)：1949) 干早区资源与环境.2021.35(8)：108) [2]Yuan L,Zhang T,Zhao Y X,et al.Precise coordinated mining of [12]Zhao J Z,Chen Z S.Analysis of abnormal gas in gas weathered coal and associated resources:A case of environmental zone of Ningdong mining area.Coal Geol Explor,2013(4):14 coordinated mining of coal and associated rare metal in Ordos (赵继展，陈志胜.宁东矿区瓦斯风化带内的瓦斯异常分析.煤 basin.J China Uni Mining Tech,2017(3):449 田地质与探，2013(4)：14) (袁亮，张通，赵毅鑫，等.煤与共伴生资源精准协调开采一以 [13]Wang Z X,Guo J J,Mu X,et al.Pollution characteristics and 鄂尔多斯盆地煤与伴生特种稀有金属精准协调开采为例简.中 inhalation exposure risk of atmospheric PAHs in Ningdong base. 国矿业大学学报，2017(3)：449) China Envir Sci,2019,39(7):3102 [3]Xu J L.Research and progress of coal mine green mining in 20 (王占祥，郭久久，穆熙，等.宁东基地大气PAHs污染特征及呼吸 years.Coal Sci Technol,2020.48(9):1 暴露风险.中国环境科学，2019,39(7)：3102) (许家林.煤矿绿色开采20年研究及进展.煤炭科学技术，2020， [14]Lu X Z,Gao J.Sustainable development of coal re-sources and 48(9):1) ecological environmental protection in mining areas in Ningxia// [4]Zhang Y T,Chen J P,Liu Z Z,et al.Environmental quality 2003 National Symposium on Mine Environmental Protection characteristics and spatial division of Ningxia mines.China Min Xi'an,2003 Mag,2017,26(1):49 (路学忠，高军，宁夏煤炭资源可持续发展与采矿区生态环境保 (张永庭，陈建平，刘自增，等.宁夏矿山环境质量空间分布特征 护/2003年全国矿山环境保护学术研讨会.西安，2003) 及其分区.中国矿业，2017,26(1)：49) [15]Han X Y,Li C.Present situation of water environment and the [5]Wu S Y,Zhou W,Yuan T,et al.Vegetation dynamics in mining comprehensive utilization of water resources in Ningdong base.J

情况使用多种评估模型以提高纳税评估的准确 性. 设立宁夏煤矿绿色发展专项开发资金，引进国 内外先进的矿山绿色开发模式、先进技术装备和 科学化管理措施等，结合自身情况消化吸收再创 新，建设一批国家级绿色矿山示范工程，并向自治 区类似条件的矿井进行推广应用. 5    结语 煤炭是保障国家能源安全的基石，煤矿绿色 开发是实现煤炭工业可持续发展的关键. 宁夏煤 矿资源的绿色可持续发展需建立在生态环境保护 的基础上，应尽量减少对矿区地表生态的损伤，促 进矿业领域调结构、转方式，实现资源开发利用与 环境保护的协调发展. 科技进步和政策法规的实 施是实现宁夏煤炭安全、高效、绿色开发的主要 方向，也是煤炭工业高质量发展的重要保障. 同时 还需组织开展煤矿绿色开发基础理论和技术瓶颈 专项攻关，加大对煤炭绿色技术革命创新支持力 度. 明确绿色发展理念与目标，积极实施绿色矿 业，助力生态环境和生态文明建设迈上新的台阶， 最终实现宁夏煤炭产业的高质量可持续发展. 致谢：衷心感谢项目组全体同志的辛勤劳动和贡 献及相关单位给予的大力支持！ 参    考    文    献 Xie  H  P,  Wu  L  X,  Zheng  D  Z.  Prediction  on  the  energy consumption and coal demand of China in 2025. J China Coal Soc, 2019, 44（7）: 1949 （谢和平, 吴立新, 郑德志. 2025年中国能源消费及煤炭需求预 测. 煤炭学报, 2019, 44（7）：1949） [1] Yuan L, Zhang T, Zhao Y X, et al. Precise coordinated mining of coal  and  associated  resources:  A  case  of  environmental coordinated  mining  of  coal  and  associated  rare  metal  in  Ordos basin. J China Uni Mining Tech, 2017（3）: 449 （袁亮, 张通, 赵毅鑫, 等. 煤与共伴生资源精准协调开采——以 鄂尔多斯盆地煤与伴生特种稀有金属精准协调开采为例简. 中 国矿业大学学报, 2017（3）：449） [2] Xu  J  L.  Research  and  progress  of  coal  mine  green  mining  in  20 years. Coal Sci Technol, 2020, 48（9）: 1 （许家林. 煤矿绿色开采20年研究及进展. 煤炭科学技术, 2020, 48（9）：1） [3] Zhang  Y  T,  Chen  J  P,  Liu  Z  Z,  et  al.  Environmental  quality characteristics  and  spatial  division  of  Ningxia  mines. China Min Mag, 2017, 26（1）: 49 （张永庭, 陈建平, 刘自增, 等. 宁夏矿山环境质量空间分布特征 及其分区. 中国矿业, 2017, 26（1）：49） [4] [5] Wu S Y, Zhou W, Yuan T, et al. Vegetation dynamics in mining subsidence  area  of  Ningdong  coal  mine  base. J Nort Fore Uni, 2020, 35（1）: 218 （吴淑莹, 周伟, 袁涛, 等. 宁东煤矿基地采煤沉陷区植被动态变 化研究. 西北林学院学报, 2020, 35（1）：218） Yang  Y  P,  Xu  L,  Feng  F,  et  al.  Site  types  and  characteristics  of coal  gangue  hill  based  on  vegetation  reconstruction  in  Ningdong mining area. Bull Soil Water Conser, 2020, 40（3）: 6 （杨宇平, 许丽, 丰菲, 等. 基于植被重建的宁东矿区煤矸石山立 地类型及其特征. 水土保持通报, 2020, 40（3）：6） [6] Luo  C  K,  Bi  J  T,  Xiao  G  J,  et  al.  Pollution  characteristics  and assessment  of  heavy  metals  in  soil  of  different  industry  zones  of Ningdong base in Ningxia, China. J Eco Envir, 2017, 26（7）: 1221 （罗成科, 毕江涛, 肖国举, 等. 宁东基地不同工业园区周边土壤 重金属污染特征及其评价. 生态环境学报, 2017, 26（7）：1221） [7] Feng J, Hou E K, Wang S J. The prediction of the influence of coal mining  on  the  groundwater  in  Eastern  Ningxia  coal  production base. Geo Bul China, 2018, 37（12）: 64 （冯洁, 侯恩科, 王苏健. 宁东煤炭基地煤炭开采对地下水的影 响预测. 地质通报, 2018, 37（12）：64） [8] Qiao G, Xu Y N, Chen H Q, et al. The influence of ground fissure on vegetation ecological environment in Ningdong coal mine. Geo Bul China, 2018, 37（12）: 56 （乔冈, 徐友宁, 陈华清, 等. 宁东煤矿区地裂缝对植被生态环境 的影响. 地质通报, 2018, 37（12）：56） [9] Bian  W,  Li  J  F,  Liu  S  Q,  et  al.  Study  on  the  technical  route  of highly mineralized mine water treatment in Ningdong energy base. Water Treat Tech, 2021, 47（8）: 5 （卞伟, 李井峰, 刘淑琴, 等. 宁东基地高矿化度矿井水处理工程 实践与发展方向. 水处理技术, 2021, 47（8）：5） [10] Li L, Li H X, Ma L. The mine water resources and its utilization status  in  Ningdong  coalfield. Resour Envir Arid Area,  2021, 35（8）: 108 （李莉, 李海霞, 马兰. 宁东煤田矿井水资源及其利用现状分析. 干旱区资源与环境, 2021, 35（8）：108） [11] Zhao J Z, Chen Z S. Analysis of abnormal gas in gas weathered zone of Ningdong mining area. Coal Geol Explor, 2013（4）: 14 （赵继展, 陈志胜. 宁东矿区瓦斯风化带内的瓦斯异常分析. 煤 田地质与勘探, 2013（4）：14） [12] Wang  Z  X,  Guo  J  J,  Mu  X,  et  al.  Pollution  characteristics  and inhalation exposure risk of atmospheric PAHs in Ningdong base. China Envir Sci, 2019, 39（7）: 3102 （王占祥, 郭久久, 穆熙, 等. 宁东基地大气PAHs污染特征及呼吸 暴露风险. 中国环境科学, 2019, 39（7）：3102） [13] Lu  X  Z,  Gao  J.  Sustainable  development  of  coal  re-sources  and ecological environmental protection in mining areas in Ningxia // 2003 National Symposium on Mine Environmental Protection. Xi’an, 2003 （ 路学忠, 高军. 宁夏煤炭资源可持续发展与采矿区生态环境保 护//2003年全国矿山环境保护学术研讨会. 西安, 2003） [14] Han  X  Y,  Li  C.  Present  situation  of  water  environment  and  the comprehensive utilization of water resources in Ningdong base. J [15] 蔡美峰等： 宁夏地区煤炭资源绿色开发现状与思路 · 9 ·