目錄
叢書序一
叢書序二
前言
**章 項目總體介紹 1
**節 研究意義 3
第二節 研究現狀 5
第三節 研究內容 9
第二章 我國煤礦安全生產工程科技戰略研究 17
**節 現狀分析 19
第二節 研究結論 22
第三節 政策建議 51
第三章 國內外廢棄礦井資源開發利用現狀研究 55
**節 現狀分析 57
第二節 研究結論 60
第三節 政策建議 95
第四章 廢棄礦井煤及可再生能源開發利用戰略 103
**節 現狀分析 105
第二節 研究結論 131
第三節 政策建議 143
第五章 廢棄礦井地下空間開發利用戰略 147
**節 現狀分析 149
第二節 研究結論 165
第三節 政策建議 183
第六章 廢棄礦井水及非常規天然氣開發利用戰略研究 185
**節 現狀分析 187
第二節 研究結論 209
第三節 政策建議 217
第七章 廢棄礦井生態開發及工業旅遊戰略研究 219
**節 現狀分析 221
第二節 研究結論 236
第三節 政策建議 253
第八章 我國露天礦坑資源綜合開發利用戰略研究 275
**節 現狀分析 277
第二節 研究結論 288
第三節 政策建議 306
第九章 總體政策建議 313
**節 我國煤礦安全的總體政策建議 315
第二節 我國關閉/廢棄礦井資源綜合利用的總體政策建議 317
主要參考文獻 323

**章項目總體介紹
我國“缺氣、少油、相對富煤”，煤炭作為主體能源地位相當長一段時期內無法改變，仍將長期擔負國家能源安全、經濟持續健康發展重任。我國煤炭資源分布不均，開采條件極其復雜，易發生瓦斯、頂板、礦井火災、水害、衝擊地壓、塵害、熱害等災害。《中共中央國務院關於推進安全生產領域改革發展的意見》指出，安全生產是關繫人民群眾生命財產安全的大事，是經濟社會協調健康發展的標志，是黨和政府對人民利益高度負責的要求。大力實施安全發展戰略，以人民為中心，始終把人的生命安全放在首位，發展決不能以犧牲安全為代價。煤礦是我國安全生產的重中之重，安全發展戰略要求進一步加強煤礦安全生產，為經濟社會發展提供強有力的安全保障。因此，迫切需要開展我國煤礦安全生產工程科技戰略研究，完善煤礦區塌陷治理、礦井水污染、煤與瓦斯突出、衝擊礦壓、礦井煤層自燃等煤礦重大災害的防治對策措施，提出我國煤礦安全生產工程科技發展2020~2050年發展路線圖，構建煤礦安全保障體繫。
當前，我國煤炭工業中部分礦井已到達其生命周期，或不符合安全生產的要求或開采成本高虧損嚴重，直接關閉此類礦井不僅造成資源的巨大浪費，還有可能誘發後續的安全、環境及社會問題。我國關閉/廢棄礦井剩餘資源開發利用難度大，無法照搬國外利用模式，開展整體戰略、基礎理論和關鍵技術研究迫在眉睫。我國關閉/廢棄礦井資源開發利用面臨以下關鍵科學問題：地下煤炭氣化高效轉化與開發利用耦合機制、基於安全智能精準控制的地下空間儲物環境保障機理、基於多場耦合的礦井水及非常規能源智能精準開發模式、構建關閉/廢棄礦井可再生能源開發與微電網輸能模式、構建基於生態修復與環境支持的關閉/廢棄礦井工業旅遊開發模式。在能源生產與消費革命和推動煤炭供給側改革的新時代背景下，開展我國關閉/廢棄礦井資源精準開發利用研究具有重要的政治和經濟戰略內涵。
**節研究意義
我國化石能源資源賦存的基本特點是貧油、少氣、相對富煤。2019年，煤炭在我國一次能源的生產和消費結構中的比重分別占69.3%和57.7%。煤炭作為主體能源地位相當長一段時期內無法改變，仍將長期擔負國家能源安全、經濟持續健康發展重任。
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”提出了“綠色資源量”的概念，是指能夠滿足煤礦安全、技術、經濟、環境等綜合條件，並支撐煤炭科學產能和科學開發的煤炭資源量。研究結果顯示，我國可供開采的綠色煤炭資源量極其有限。我國預測煤炭資源量約5.97萬億t，探明煤炭儲量1.3萬億t。而我國綠色煤炭資源量隻有5048.95億t，僅約占全國煤炭資源量的10%。破解該難題需要從煤炭安全開采和關閉/廢棄礦井資源開發利用等方面著手。
當前我國煤炭安全開采形勢依然嚴峻。一方面，我國中東部礦區開采歷史較長，深部開采帶來的災害日趨嚴重。我國中東部地區隨著淺部資源的日趨枯竭，深部資源開采成為趨勢。從全國看，煤礦開采深度每年平均增加10~20m，我國目前千米深井已有70餘處，**深度達到1500m左右。隨著開采深度的增加，開采條件更加復雜惡劣，**地應力超過40MPa，全國共有62個高溫礦井，工作面溫度超過30℃的有38個，煤礦水文地質條件趨於復雜，水害種類不斷增加，堅硬頂板“離層水”、隱伏陷落柱、高承壓水、煤層群開采回采下層煤等水害威脅日趨嚴重。此外，瓦斯突出、衝擊地壓、熱害等礦井在災害特點上都呈現出新的變化，出現了多種災害耦合，增大了災害的復雜性。另一方面，西部礦區災害防治技術亟待攻關。西部礦區煤炭資源豐富、儲量巨大，西部地區相比中東部地區，地層賦存特征差異較大等因素造成現有中東部的開采技術難以適用於西部。西部礦區的高強度開采帶來了一繫列嚴重地質災害：超長工作面、大采高開采導致大範圍頂板切落壓架；頂板岩層破壞所形成的裂隙通道導致突水或突水潰沙；地下水的流失造成地表植被死亡、草地沙漠化等生態環境問題；更為嚴重的是這些地質災害相互影響，導致發生重特大的礦山和環境災害。根據西部煤炭高強度開采下典型地質災害的特征，可將其分為3類：突水潰沙型地質災害、頂板切落型地質災害、突水潰沙與頂板切落並發型地質災害。西部地區的高強度開采帶來的相關災害防治技術問題已逐漸成為煤炭安全高效開采的掣肘。按國家能源需求和煤炭資源回收現狀，綠色煤炭資源量僅可開采40~50年，大面積進入非綠色煤炭資源賦存區開采不可避免，必須提前布局，做好工程科技儲備，將部分非綠色煤炭資源轉變為綠色煤炭資源，保障國家能源安全和可持續發展。
隨著我國經濟社會的發展和煤炭資源的持續開發，部分礦井已到達其生命周期，也有部分落後產能礦井不符合安全生產的要求，開采成本高，虧損嚴重，面臨關閉。尤其是近年來實施的煤炭行業供給側結構改革，促使一批資源枯竭及落後產能礦井和露天礦坑加快關閉，形成大量的關閉/廢棄礦井。據統計，“十二五”期間淘汰落後煤礦7100處，淘汰落後產能5.5億t/a，其中關閉煤礦產能3.2億t/a。中國工程院重點咨詢項目“我國煤炭資源高效回收及節能戰略研究”研究結果表明，預計到2030年，我國關閉/廢棄礦井數量將達到15000處。關閉/廢棄礦井關閉後，仍賦存著多種巨量的可利用資源。據調查，目前的關閉/廢棄礦井中賦存煤炭資源量高達420億t，非常規天然氣近5000億m3，並且還具有豐富的礦井水資源、地熱資源、空間資源和旅遊資源等。由於我國煤炭企業的關閉/廢棄礦井再利用意識淡薄，多數礦井直接關閉，而未開展關閉/廢棄礦井資源的再開發利用。這不僅造成資源的巨大浪費，還有可能誘發後續的安全、環境及社會問題。
綜上，開展我國煤礦安全及關閉/廢棄礦井資源精準開發利用研究，不僅可以構建煤礦安全保障體繫，而且能夠減少資源浪費、變廢為寶，提高關閉/廢棄礦井資源開發利用效率，為關閉/廢棄礦井企業提供一條轉型脫困和可持續發展的戰略路徑，推動資源枯竭型城市轉型發展。本書在深入分析國內外煤礦安全及廢棄礦井資源開發利用現狀的基礎上，提出了我國煤礦安全生產工程科技發展2020~2050年發展路線圖，提出旨在統籌考慮采場信息、開采擾動影響、致災因素等的前提下，努力打造煤炭無人(少人)智能開采與災害防控一體化的未來采礦，並指出我國關閉/廢棄礦井資源利用必須走智能精準開發之路，在此基礎上提出了我國煤礦安全科技和關閉/廢棄礦井資源開發利用面臨的科學問題，繫統闡述了我國煤礦安全及關閉/廢棄礦井資源的開發利用方向和研究內容。研究結果對於提高我國煤礦安全水平、促進能源結構調整、保障國家能源安全和經濟持續健康發展具有重大意義。
第二節研究現狀
一、我國煤礦安全現狀
2013年以來，隨著我國經濟發展進入新常態，能源消費需求增速放緩，能源結構調整加快，煤炭市場由長期總量不足逐漸向總量過剩轉變，煤炭產量有所下降。全國煤炭產量由2013年的39.74億t回落到2016年的34.1億t，下降14.2%。2017年，在經濟增長、氣候等多因素影響下，全國煤炭產量出現恢復性增長，煤炭產量為35.2億t，實現了供需關繫的基本平衡。
2017年，全國煤礦共發生事故219起、死亡375人，同比減少30起、151人，分別下降12%和28.7%，煤礦安全生產形勢持續穩定好轉。全國煤礦實現事故總量、重特大事故、百萬噸死亡率“三個明顯下降”，其中重大事故6起、死亡69人，沒有發生特別重大事故，重特大事故、死亡人數同比減少5起、125人，分別下降45.5%和64.4%；百萬噸死亡率0.106，同比下降0.05，下降32.1%。江蘇煤礦實現“零死亡”，重慶、寧夏、雲南、吉林、內蒙古、湖北、廣西、新疆、陝西等地煤礦事故死亡人數同比下降50%以上，北京、內蒙古、吉林、福建、江西、山東、廣西、重慶、雲南、青海、寧夏、新疆等地未發生較大以上煤礦事故。
從煤礦數量上看，2016年，美國隻有約1400個煤礦，且大多數是安全繫數更高、更容易開采的露天礦，露天礦占煤炭總產量的比重達70%，特別是在產量前20名的大型煤礦中，除4個井工礦外其餘都是露天礦；而我國多為地下煤礦，露天礦很少，其中，露天煤礦產量約占全國煤炭生產總量的3.3%。截至2018年6月，年產120萬t以下的煤礦(生產和建設煤礦)仍有4000處左右，占全國煤礦數量的80%左右。
從礦井用人和工效來看，1933年，美國煤礦人均年產量為723t，1953年為1415t，1990年快速增長到7110t，2015年人均年產量達到3萬多噸。而我國煤礦從業人員525萬人，井下作業人員340萬人，全國單班下井超千人的煤礦47處。大型煤炭集團人均年產量約1730t，隻相當於美國1953年的水平，是目前美國人均年產量的5.6%，而中國煤炭行業的人均年產量更低，僅為700t左右。礦井工效的差距主要反映煤炭工業化、自動化程度，美國采煤機械化程度早就達到100%，而我國隻有大型煤炭企業采煤機械化程度在90%以上。盡管中國多為地下煤礦，需要的勞動力數量可能高於美國的露天煤礦，但如此巨大的差距仍然意味著勞動效率的低下。
從煤礦安全生產水平來看，美國作為世界第二大產煤國，其過去10多年來煤炭年產量一直穩定在10億t左右，煤礦年死亡人數30人左右，其百萬噸死亡率一直維持在0.03。*近幾年，我國煤炭百萬噸死亡率直線下降，但仍高於美國等發達國家，2017年全國煤礦百萬噸死亡率為0.106，仍為美