顧大釗院士：應在煤礦建設更多地下水庫

“煤炭開發會產生大量礦井水，傳統思路是將這些礦井水外排。目前，開採1噸煤炭大約產生2立方米礦井水，全國每年有近50億噸礦井水未能得到有效利用。”近日，中國工程院院士、“煤炭開採水資源保護與利用”國家重點實驗室主任顧大釗在接受記者專訪時指出，黃河流域生態保護和高質量發展的關鍵在水，有必要改變傳統開採思路，將礦井水作為重要的水資源保護、利用起來。

生態保護的最大挑戰是缺水

全國14個大型煤炭基地中有9個在黃河流域，其產量佔了全國煤炭總產量的近70%。作為我國最重要的煤炭資源富集區、原煤生產加工區和煤炭產品轉換區，黃河流域也承載着巨大的環境壓力，尤其在晉陝蒙寧甘等生態環境極度脆弱的西部地區，水的問題越來越凸顯。

顧大釗認為，目前，黃河流域高質量發展和生態保護面臨的最大挑戰是水資源短缺，尤其在西部地區，地表水蒸發量很大，礦井水外排會加劇區域內水量減少。“煤炭開採對黃河流域地下水結構和徑流的影響主要有水量和水質兩方面。”顧大釗指出，正常情況下，煤炭開採會破壞地下含水層進而產生礦井水，礦井水外排後地下水位下降，往往有黃河水補給，因此對黃河水的水量有影響；同時，如果礦井水礦化度高或流經地表被污染，沒有處理好就外排，最終彙集到黃河也會影響其水質。

但他也指出，只要進行科學開採和處理，煤炭開發對黃河流域水資源和地表生態的影響是可控的。以國家能源集團神東煤炭集團為例，神東礦區每年約產生1億立方米礦井水，通過煤炭開採水資源保護技術，礦井水利用率達到82%，其中用作礦區生產、生活和生態的礦井水分別佔35.1%、24.0%和15.3%，給礦區外供水佔7.6%。

隨着人們生態保護意識的加強，煤炭開採理念也發生了明顯變化，不再停留於“把煤採出來就行”的階段，開始更多地關注整個開採前後的生態環保問題。據介紹，神東礦區在煤炭開採前植被覆蓋率只有3%-11%，開採後經過復墾，植被複墾率已達到80%。

顧大釗同時指出：“煤礦開採的不僅是煤炭資源，還有礦井水資源，如果將礦井水保存下來，並處理乾淨，是很寶貴的資源。”

有多少湯泡多少饃，要把“湯”保護好

從幾近荒漠到植被大面積覆蓋，位於缺水地區的神東礦區是如何做到的？

“1995年我初到神華集團時，正在建設大柳塔和補連塔，建井時發現，雖然地面很乾，但地下有很多水。神東地區缺水，年降水量還不到400毫升/平方米，地表水蒸發量卻高達2000-2500毫升/平方米，把礦井水外排很快就會蒸發。周邊水源緊張，地下水又這麼多，這個矛盾該如何解決？”顧大釗向記者娓娓道來：

開始我們嘗試先把水抽到地面保存，但地表水滲漏、蒸發嚴重，水還容易受污染變質，而且在地面建設小水庫涉及多方因素，難度比較大；

接着，在大柳塔嘗試保水開採技術，如充填開採、限高開採，雖然含水層保住了，但不僅煤炭資源幾乎要扔掉一半，效率還很低，一個工作面一年產量連100萬噸都達不到；

最後，我們設想，煤炭開採完垮下去的巖體空隙是否可作為天然存水空間，直接把水保存在井下？於是嘗試用人工壩體將周邊煤柱圍起來，形成擋水壩體，建造成地下水庫。經過試驗，效果很好，又進一步建設調水設施和水處理設施。

記者從神東煤炭集團瞭解到，該集團採用煤礦地下水庫技術，已建成33座地下水庫，最大儲水量約3100萬立方米，每年給礦區供水近7000萬立方米，佔礦區年用水量的95%以上。

“有多少湯泡多少饃，煤炭開採不是沒‘湯’，而是‘湯’留不住。”顧大釗指出，把煤炭開採過程產生的“湯”保護好、利用好，能更好踐行黃河流域“以水而定、量水而行”的理念。神東礦區煤礦地下水庫，不僅可將礦井水大量儲存在井下，減少蒸發損失；且由於可準確測控井下礦井水的狀況，進而避免礦井水害事故，確保礦井安全；還可以為井下和地面供水，解決缺水難題。

需求牽引，堅持保護與開發並舉

是什麼成就了煤礦地下水庫？“需求牽引。”顧大釗告訴記者，煤礦地下水庫是一個系統工程，是煤炭開採水資源保護技術的一種。

“這一系統工程，實際上是工程超前了技術，技術超前了理論。為更好地在黃河流域推廣應用，我們現在正在補課，更深入系統地進行基礎研究和技術開發，這正是‘煤炭開採水資源保護與利用國家重點實驗室’正在乾的事。”顧大釗同時指出，隨着黃河流域西部地區煤炭開採逐漸由淺層向深部轉移，水資源保護技術難度更大，礦井水質也更趨複雜，也將面臨一系列新的技術挑戰。

顧大釗強調，黃河流域生態保護和高質量發展要先解決水的問題，礦井水高效利用的戰略意義更加凸顯，理念、技術、管理都要不斷更新。

顧大釗認為，在黃河流域進行煤炭開發，要堅持水資源保護與開發並舉。一方面，重要水源地、生態保護區要科學實施分區開採，採用水資源保護性開採措施；另一方面要充分認識到煤炭開發對水資源的開發屬性。

同時，他還指出：“西部煤炭大規模高效率開採必然破壞含水層，在經濟可行的前提下要儘量保護含水層，若無法很好保護含水層，可考慮換個思路，將注意力放在水資源保護上，將這些水儲存井下並高效利用，也是對水資源的有效保護。”另外，礦井水要按實際需求進行分級處理、分質利用，充分利用礦區特有優勢，實現低成本處理，科學合理制定礦井水排放和利用標準，避免增加不必要的處理成本和企業負擔。