關(guān)停礦井轉(zhuǎn)型升級戰(zhàn)略構(gòu)想與關(guān)鍵技術(shù)

和小強

【摘 要】 煤炭是工業(yè)社會發(fā)展的重要能源，是可以直接利用的不可再生化石能源，由于儲量較多，而且開采相對容易，成為了我國經(jīng)濟發(fā)展的主要能源。但是隨著社會的不斷發(fā)展，以及國家和人民對于環(huán)境的不斷重視，煤炭在國家能源消耗所占的比重不斷降低，各種可再生的替代能源、綠色能源應(yīng)用越來越多，使得煤炭在能源消費的占比，正逐漸減少。這一發(fā)展趨勢，也使得很多生產(chǎn)方式落后、產(chǎn)能較低的礦井被關(guān)停。

【關(guān)鍵詞】 關(guān)停礦井 轉(zhuǎn)型升級 資源利用 戰(zhàn)略構(gòu)想

我國在這一領(lǐng)域的專家通過深入的研究，對關(guān)停礦井的轉(zhuǎn)型升級指出了具體方向?qū)τ陉P(guān)停礦井地下空間資源的利用。比如建立地下城市、井下抽水蓄能發(fā)電、地下停車場、地下醫(yī)學療養(yǎng)、地下農(nóng)業(yè)、地下生態(tài)景觀、地下實驗室等等眾多空間利用想法。當然目前對于地下空間的利用，有十分成熟的大同煤礦集團晉華宮旅游礦井，將開采后的工作面開發(fā)成為旅游參觀景點，這也為我們地下空間資源的利用提供了一個重要的方向。

一、關(guān)停礦井的利用現(xiàn)狀

最先出現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)改革的是西方發(fā)達國家，在這里我們不得不提到的是德國的魯爾礦區(qū)。作為歐洲曾經(jīng)最大的工業(yè)區(qū)，為德國的經(jīng)濟發(fā)展作出了巨大的、不可磨滅的貢獻。但是在上世紀的60年代，最重要的工業(yè)區(qū)出現(xiàn)了能源危機，由于過度的開發(fā)和利用煤炭和鐵礦資源，當?shù)丨h(huán)境極其惡劣，當?shù)厝嗣窨嗖豢把?。德國政府意識到這個嚴重的問題，并進行了系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型發(fā)展嘗試，走出了一條工業(yè)文化之路。將埃森煤礦廢棄的廠房和設(shè)備加以利用，成立了煤炭博物館、煤礦展覽館等，供人們參觀游覽的場所。還有荷蘭利用煤礦地下熱資源進行發(fā)電、并利用地下熱水供暖的例子;德國的有色金屬礦利用地下的空間建立深層金屬礦山實驗室;前南斯拉夫的水晶礦井，引起礦井內(nèi)的水晶景觀十分壯麗，被譽為地下“水晶宮”。還有利用關(guān)停礦井、廢棄礦區(qū)的文化資源，建立工業(yè)文化遺產(chǎn)，在這一方面較為成熟的有“漢陽造”廣告創(chuàng)意園區(qū)，在最大程度保留原有工業(yè)遺跡的基礎(chǔ)上，把這一工業(yè)園區(qū)打造成為國家級別廣告的創(chuàng)意園區(qū);潞安常村礦把矸石堆積區(qū)域進行覆土，然后栽種植被，不僅可以防止矸石山自燃，還可以將原本污染很嚴重的矸石山變成人們可以游玩的假山公園。

總的來說對于關(guān)停礦井等相關(guān)資源的利用，主要是從空間資源、文化資源、其他資源方面進行，這也是我們對關(guān)停礦井轉(zhuǎn)型升級，重要的發(fā)展和研究方向。

二、關(guān)停礦井轉(zhuǎn)型升級構(gòu)想

對關(guān)停礦井的轉(zhuǎn)型升級，我們不管進行哪一方面資源的利用，都一定要把握可持續(xù)發(fā)展、系統(tǒng)性、安全性等原則。最先做到的就是安全性，因為地下活動很可能會對地下原有應(yīng)力造成破壞，很容易引起一些災(zāi)害。所以我們一定要保證安全的前提下，對地下的資源進行利用。其次就是要能夠把握系統(tǒng)性應(yīng)用的原則，盡可能的對地下資源有一個深入的了解，找到真正適合的轉(zhuǎn)型升級方案與構(gòu)想，不僅要考慮對于資源的利用，還要能夠考慮對于國家戰(zhàn)略的重要作用以及經(jīng)濟成本等[1]。

我們還要把握可持續(xù)發(fā)展原則，不僅要考慮到這些資源的利用對于當代的價值，還要能夠考慮這一價值對于未來重要作用，真正把地下資源的利用做成一個利國利民、利在千秋的好事。

因為地下資源的利用有眾多方向，所以我們選用其中的幾個方向進行深入闡釋。

我們第一個要闡述的就是地下城市的構(gòu)想。在上世紀的美蘇爭霸、軍備競賽時期，很多國家的民眾都對原子彈有深深的恐懼，這也促使很多國家人民對于地下空間的開發(fā)，希望能夠在原子戰(zhàn)爭爆發(fā)時，求得一線生機。我們在對關(guān)停礦井地下資源的利用構(gòu)想，就是以這一歷史現(xiàn)象為靈感。

我們可以在關(guān)停礦井的地下空間內(nèi)，建立相對封閉的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，通過人工建設(shè)一個相對穩(wěn)定的生態(tài)圈，并建立相對完善的城市基礎(chǔ)設(shè)施。也許在不久的將來，我們可以培養(yǎng)人們對于地下空間生活的興趣和習慣，并逐漸接受這種生活方式。如果這一構(gòu)想應(yīng)用到現(xiàn)實，當未來地球環(huán)境惡劣無法生存時，我們便可以大規(guī)模的轉(zhuǎn)移到地下，這一構(gòu)想在電影《流浪地球》中有所體現(xiàn)。當然地下城市的建立不僅僅能夠為人們提供生存休閑場所，還可以作為戰(zhàn)略資源儲備場所。通過對地下空間的安全性支護和修繕，我們不僅可以為人們提供休閑娛樂和生存的場所，還能夠通過建立不可再生能源儲備庫，比如儲油庫、儲糧庫甚至是地下資源數(shù)據(jù)庫，利用地下結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定、干擾較少的優(yōu)勢，能夠很好的對這些資源進行保存。這對于國家戰(zhàn)略防御，有著十分重要的作用。我們還可以利用井下巷道，建立地下交通系統(tǒng)，能夠在非常時期為國家提供重要的交通運輸保障。

對于地下城市的建立，涉及最多的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)該是生物學、農(nóng)學以及相關(guān)地質(zhì)科學和采礦科學。對于地上資源和空間的利用，我們有對于廢料堆積的改善，比如矸石山的生態(tài)治理，采煤沉陷區(qū)可以通過引水，成為人工湖，成為人們休閑娛樂的場所。

三、關(guān)停礦井轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵技術(shù)

對于地下空間資源的利用，我們首先考慮的就是安全性，而要保障地下空間的安全性，就離不開地質(zhì)相關(guān)研究以及巷道支護技術(shù)。所謂巷道支護技術(shù)，就是通過改變巷道橫截面、增加支護材料等方式，提高地下開挖空間的穩(wěn)定性。在這一過程中需要我們對支護材料、支護方式等等進行深入研究和創(chuàng)新，找到能夠長期保證安全的支護方式。

對于地面矸石山的生態(tài)治理，我們需要對矸石山的自燃機理有一個清楚的認識，然后在進行生態(tài)修復(fù)時能夠?qū)⑦@些因素考慮在內(nèi)。沉陷區(qū)的人工湖設(shè)計，需要我們將沉陷區(qū)進行必要的地質(zhì)勘查和底部密封，以免人工湖水滲入地下巷道，造成煤礦的事故。

小 結(jié)

對于關(guān)停礦井轉(zhuǎn)型升級的發(fā)展構(gòu)想，可以從地下空間資源的利用、地下資源的利用以及關(guān)停礦井文物價值的利用，我們重點介紹了對于地下空間資源的利用，這一構(gòu)想可能在現(xiàn)實中顯得十分遙遠，但是這對于未來的人類甚至地球可能會有深刻的影響，希望我們在探尋關(guān)停礦井轉(zhuǎn)型發(fā)展的過程當中，能夠為人類的未來做出一些努力和嘗試。

【參考文獻】

[1] 謝和平，高明忠.地下生態(tài)城市與深地生態(tài)圈戰(zhàn)略構(gòu)想及其關(guān)鍵技術(shù)展望[J].巖石力學與工程學報，2017，36（06）：1301-1313.