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交叉·前沿
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GU Dazhao,LI Jingfeng,CAO Zhiguo,et al.Technology and engineering development strategy of water protection and utilization of coal mine in China[J].Journal of China Coal Society,2021,46(10):3079-3089.
水是文明之源、生态之要、发展之需，2020年我国水资源总量3.1万亿m3，人均水资源占有量2 214 m3[1]，仅为世界平均水平的1/4，中国已经被联合国列为13个贫水国家之一[2]。目前我国每年缺水500亿m3，其中农业缺水约400亿m3、工业和民用缺水约100亿m3；在655个城市中，近400个城市缺水。水资源短缺未来将成为制约我国经济高质量发展的重大瓶颈。
党的十八大以来，党和国家高度重视水资源保护工作，2013年国家发改委出台了《矿井水利用发展规划》[3]；2014年国务院发布了《水污染防治行动计划》(水十条)，明确指出:“推进矿井水综合利用，煤炭矿区的补充用水、周边地区生产和生态用水应优先使用矿井水[4-5]；2017年财政部、国家税务总局、水利部联合发布了《扩大水资源税改革试点实施办法》，在试点地区将矿井水纳入了征收范围[6]；2021年生态环境部、国家发改委和国家能源局联合发布了《关于进一步加强煤炭资源开发环境影响评价管理的通知》，规定了矿井水在充分利用后确需外排的，水质应满足或优于受纳水体环境功能区划规定的地表水环境质量对应值，且含盐量不得超过1 000 mg/L[7]。这些政策的出台对我国水资源保护和矿井水的综合利用起到了极大的推动作用。
煤炭资源的开采常伴随着大量矿井水的产生，我国吨煤开采产生矿井水约2 t[8-9]，矿井水的外排、渗漏造成严重的水资源浪费。2014-06-13在中央财经领导小组第6次会议上习近平总书记指出，煤炭大规模开发利用带来两大问题：一是煤炭开发带来的地下水破坏和地表生态损伤；二是煤炭利用带来的大气污染。
因此，厘清我国煤矿矿井水资源保护利用现状，提出未来我国煤矿矿井水资源发展战略、目标与技术路线，推进煤矿矿井水资源的综合利用，可以有效缓解我国水资源短缺的矛盾，对我国煤炭行业的绿色发展和矿区生态文明建设具有重大意义。
2018年，中国工程院设立了“2035我国矿井水保护利用战略与工程科技”重点咨询项目，笔者主要阐述了该研究的主要结论。
(1)矿井水保护技术发展历程。我国矿井水保护相关的技术研究与工程实践开始于20世纪90年代，发展至今主要经历了3个阶段，如图1所示。20世90年代之前，煤炭行业总体上尚未建立保护矿井水资源的意识，煤矿企业只是将矿井水当成水害的源头，现场多采取限高开采、矿井水抽放等技术手段尽量减小矿井水对煤矿安全生产产生的影响[10]。20世纪90年代—21世纪初，逐渐认识到煤炭开采对地下水资源的破坏及污染问题，提出保水采煤的理念，科研院所也开始初步开展相关的基础研究和技术研发，结合煤矿企业的现场实际情况，逐步形成了以限高协调开采、注浆封堵、充填开采等为代表的堵截法保水采煤技术[11-14]。21世纪初至今，国家及煤矿企业意识到在煤矿开采过程中，不仅要保护矿井水不被破坏浪费，更要充分利用矿井水，这就形成了煤水共采的理念。国家能源集团在神东矿区创造性的开展了煤矿地下水库技术研发，实现了矿井水资源的大规模利用。此外，通过相关科研院所的不断努力，多种堵截法矿井水保护技术也得到了进一步发展，新型充填开采、帷幕注浆等技术开始在煤矿企业示范应用[15-18]。
图1 我国煤矿矿井水保护技术发展历程
Fig.1 Development history of water protection technology of coal mine in China
(2)矿井水处理技术发展历程。我国矿井水处理利用相关的技术研究与工程实践开始于20世纪80年代，发展至今主要经历了4个阶段，如图2所示。
图2 我国煤矿矿井水利用技术发展历程
Fig.2 Development history of water treatment and utilization technology of coal mine in China
20世纪80年代—2005年，针对矿井水处理和排放的管理较为粗放，大量中小型煤矿直接外排；对矿井水进行处理的企业中，处理要求也仅是去除矿井水中的煤粉等大颗粒悬浮物，代表性技术为简单的“混凝—沉淀—过滤”。
2006—2010年，在2006年原国家环保总局颁布了《煤炭工业污染物排放标准》，要求所有煤矿外排矿井水的COD、悬浮物等6项指标必须达到标准要求限值，这标志着我国对矿井水的管理逐渐实现正规化，也倒逼煤炭企业开始重视矿井水处理问题。这个时期，在传统“混凝—沉淀—过滤”的基础上，发展出“高密度迷宫斜板(斜管)沉淀”技术[19]，矿井水处理率、水质达标率也大幅提升。
2011—2015年，国家对矿井水处理与利用重视程度越来越高，国家发改委、国家能源局和国务院等机构相继发布了《矿井水利用发展规划》《水污染防治行动计划》(水十条)《煤炭清洁高效利用行动计划》等政策，都要求加强与提高矿井水的处理与利用水平。为了更好的处理与利用矿井水，煤炭企业应用了煤矿地下水库、微砂絮凝、磁分离等新技术[7,20-22]，同时随着我国煤炭开采主产区向西部地区的转移，高矿化度矿矿井水成为影响处理利用的主要问题[23]，超滤、反渗透等技术的应用也开始逐年增多。
2016—2020年，随着《水污染防治行动计划》(水十条)的深入开展，内蒙古、陕西、山西等西部煤炭主产区近年来都要求煤炭企业将矿井水外排标准由《煤炭工业污染物排放标准》提高到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类标准。地表水Ⅲ类标准要求的基本水质指标有24项，远多于《煤炭工业污染物排放标准》的6项，且在共有的水质指标中，地表水Ⅲ类指标的标准限值都要严格于《煤炭工业污染物排放标准》。但由于大多数煤矿矿井水处理站是按照《煤炭工业污染物排放标准》建造的，因此需要大幅度的提标改造才能满足新的标准要求，另外大部分新建煤矿按照环评要求必须达到污水“零排放”，在这种情况下，反渗透、纳滤、高级反渗透、浓盐水结晶分盐等技术得到大量应用[24-25]。
(3)矿井水井下保护利用技术处于世界领先水平。世界上绝大多数国家的地下矿山都是将矿井水排至地表来处理，这不仅要耗费大量的能源来提升矿井水，而且地面处理占用大量的土地资源，同时对于蒸发量大于降雨量的西部地区，矿井水排至地表还会造成水资源蒸发浪费。我国科技工作者将矿井水处理与井下空间紧密结合，研发了矿井水井下处理技术与装备，将井下产生的矿井水直接在井下处理，处理后可直接回用于井下的生产、降尘、消防等，多余的矿井水还可储存于井下采空区改造的地下水库中，降低了矿井水总体处理成本。其中最具代表性的是煤矿地下水库采空区净化技术，该技术充分利用了采空区中垮落的岩体对矿井水的过滤、沉淀、吸附等作用，实现了矿井水的大规模低成本处理(图3)。井下处理技术中，还涌现出井下高密度沉降(重介速沉)、井下超磁分离、井下反渗透等一批先进新技术，并得到了一定规模的应用，取得了很好的处理效果。
图3 煤矿地下水库净化机理
Fig.3 Purification mechanism of underground reservoir of coal mine
此外，国家能源集团正在建设高矿化度矿井水井下处理工程，即将投入运行，在世界上首次实现了高矿化度矿井水“井下脱盐+浓盐水采空区封存”的全套技术工艺与装备，为高矿化度矿井水处理提供了一个全新的技术路线(图4)。
图4 高矿化度矿井水采空区封存技术工程示范
Fig.4 Engineering demonstration of high salinity mine water storage technology in coal mine
(4)探索出了具有中国特色的矿井水大规模利用新路径。我国煤炭资源的开采强度和开采规模高于国外发达国家，产生的矿井水量较大，为了能够最大程度的利用矿井水，减轻对矿区环境的影响，我国除了将矿井水回用于生活用水、生产用水、环境用水等常规利用方法外，还依据产业特点，探索出了坑口电厂和煤化工等工业利用、矿区大范围综合生态恢复利用、专业化水务公司大区域调配利用等具有中国特色的新路径，有效提升了矿井水利用率，较大程度缓解了地区发展水资源短缺的矛盾。
以神东矿区为例，矿区生产能力约2亿t，每年用水需求约7 000万m3，但外部供水量不足300万m3，其余绝大部分用水均来源于煤矿地下水库储水。自煤矿地下水库技术研发成功并应用于神东矿区以来，已累计建成33座地下水库，最大储水量约3 100万m3，提供了矿区95%以上的用水，满足了矿区生产、生活、生态的用水需求。
2005年中国煤炭工业协会和中国矿业大学(北京)调研统计得出，我国煤矿富水系数(即吨煤排水量)为2.1，2005年我国煤炭产量约20亿t，全国矿井水资源量约为42亿m3；2010年我国煤炭产量32.4亿t，矿井富水系数为1.9，全国煤矿矿井水产生量约为61亿m3[26]。
2018—2019年，笔者所在团队调研了全国11个省、自治区的396座生产矿井，并充分考虑了在建矿井、停产与废弃矿井排水影响，通过统计分析得出我国平均煤矿富水系数约为1.87。根据2018年我国煤炭产量36.8亿t，可以得出2018年全国矿井水产生量约为68.8亿m3，详细的矿井水产生量详见表1。
表1 2018年我国煤矿矿井水产生量
Table 1 Water resources production of coal mine in China(2018)
区域煤炭产量/万t煤矿富水系数矿井水产生量/亿m3东部(鲁豫冀皖苏)41 1052.5910.6西部(晋陕蒙宁甘新)281 4741.5242.8其他45 4213.3815.4全国368 0001.8768.8
2005年全国煤矿矿井水资源量为42亿m3，矿井水利用量约为8.54亿m3，平均利用率为20.3%[27]。
2018—2019年，笔者所在团队通过调研和统计分析得出，2018年全国煤矿矿井水平均利用率约为35%。2018年与2005年相比，矿井水产生总量由约42亿m3提高到68.8亿m3，矿井水平均利用率由20.3% 提高到35.0%。
我国不同地区矿井水利用率具有以下特点(图5)：缺水矿区的利用率要高于不缺水矿区；矿井水水质好的矿区利用率高于水质差的矿区；矿区附近配套产业密集度高的利用率高于矿区配套产业密集度低的；国有大型煤矿的利用率高于地方中小煤矿。
图5 2018年我国典型矿区矿井水利用率
Fig.5 Utilization rate of mine water resources in special mining areas in China(2018)
根据中国工程院、中国煤炭工业协会、中石油等国内机构和IEA，BP等国际机构的预测，2018—2035年，煤炭消费在一次能源消费中的占比将平稳下降，预计将由2018年的59%下降至2035年的45%左右。综合中国工程院、国家能源局相关煤炭生产布局研究，2018—2035年各省区煤炭产量预测见表2。
表2 我国不同地区煤炭产量预测
Table 2 Prediction of coal output in different regions of China 万t
地区2018年2020年2025年2030年2035年山 西89 34095 00097 00095 00090 000内蒙古97 560104 500105 500107 000107 000陕 西62 32566 00066 00066 00067 000宁 夏7 4168 0007 5007 0008 000甘 肃3 5164 0004 0006 0006 000新 疆21 31723 00024 00026 00033 000北 京176————河 北5 5055 0004 5003 5002 000辽 宁3 3763 0002 0001 5001 000吉 林1 5181 4001 000800500黑龙江6 1986 0004 0003 0001 000江 苏1 2461 000500500—福 建918500400300—山 东12 16911 0009 0007 0006 000安 徽11 52910 5009 6009 0007 500江 西531300200——河 南10 6569 8009 0007 0005 000湖 北313200———湖 南1 6931 3001 000600—广 西471300200——重 庆1 187600400300—四 川3 5163 0002 0001 500500贵 州14 15517 00013 10014 0008 000云 南4 5354 0003 5003 0002 000青 海7736006001 000500总 计368 000376 000365 000360 000345 000
根据上面的预测，我国煤炭总产量将由2018年的36.8亿t缓慢下降至2035年的34.5亿t。同时东北、华北以及长江以南地区煤炭产量呈现明显下降，但西部晋陕蒙宁甘新6省区煤炭产量稳中有升，产量占比将由目前的76%进一步提升至90%，我国煤炭开发基地进一步西移趋势非常明显。
根据煤炭产量发展趋势和煤矿生产富水系数研究预测，我国煤矿矿井水总量将由2018年的68.8亿m3 下降到2035年的60.2亿m3。同时，由于我国西部地区煤炭产量不断增加，西部地区煤矿矿井水量将由2018年的42.9亿m3上升到2035年的47.4亿m3。
虽然我国煤矿矿井水总量呈缓慢降低趋势，但2035年前可以稳定在每年60亿m3以上，是长期稳定的非常规水资源，可有效地支撑我国矿区高质量发展。
我国矿井水保护技术的发展从无到有，逐步形成了以煤矿地下水库建设为代表的疏导法和以充填开采为代表的堵截法。因此，根据我国煤炭行业发展趋势并结合国家政策，我国煤矿矿井水保护技术的发展趋势将在疏导法和堵截法这2种矿井水保护方法的基础上不断拓展，如图6所示。
图6 我国煤矿矿井水保护技术发展趋势
Fig.6 Development trend of water protection technology of coal mine in China
3.1.1 以煤矿地下水库为代表的疏导法发展趋势
目前以煤矿地下水库为代表的疏导法虽然在神东矿区得到了大规模的应用，但是受采掘地质条件的限制，该技术尚未在其他矿区开展大规模应用，因此为了进一步拓宽煤矿地下水库技术的适用条件，并将建设过程标准化，该技术方法未来发展方向的重点将是以下3个方面：① 特厚、大倾角等特殊条件下建库技术研发；② 煤矿地下水库关键技术系列标准制定；③ 特殊组分矿井水采空区封存技术研发。
3.1.2 以充填开采为代表的堵截法发展趋势
近年来受国家相关环保政策的影响，充填开采越来越受到煤矿生产企业重视，但是由于该技术目前还存在成本高、效率低的问题。因此，以充填开采为代表的堵截法必须在新型充填开采工艺的应用推广、高效充填开采装备研发及新型充填材料研发3个方面有所突破，以降低以充填开采为主的堵截法保水技术对生产效率和经济效益的影响[28]。
矿井水处理利用技术的发展除了受到新技术发展的影响外，还与国家政策、煤炭行业的发展等紧密相关。因此，根据我国煤炭行业发展趋势并结合国家政策，我国矿井水处理利用技术的发展有3个趋势，如图7所示。
图7 我国煤矿矿井水利用技术发展趋势
Fig.7 Development trend of water treatment and utilization technology of coal mine in China
(1)井下处理将成为矿井水利用的重要趋势。井下处理是当前矿井水处理的研究热点，井下处理除了可有效利用井下空间、减少地面征地费用、减少矿井水升井费用等优势外，更重要的是有利于实现矿井水的储存、处理一体化，并为矿井水零排放提供了技术经济上可行的解决方案。首先，充分利用井下采空区岩体的自然净化作用，发挥煤矿地下水库过滤、吸附和离子交换作用优势，支撑矿井水的大规模低成本井下处理；其次，研发井下高效处理装置，研制用于井下处理的低成本天然矿物和粉煤灰材料；最后，综合构建“库前预处理—库内自然净化—库后深度处理—浓盐水封存”的矿井水井下处理技术体系，从而实现矿井水井下高效低成本处理和零排放[29-32]。
(2)高矿化度矿井水处理及零排放新技术日益增多。高矿化度矿井水处理及零排放技术目前最大的难题是处理流程长、投资运行成本高和副产结晶盐消纳处置难，因此其发展趋势首先是针对浓缩和蒸发结晶过程提效降能等关键技术开展研究，其次是针对如何减少投资和运行成本开展研究，最后是结晶盐的处理与利用研究。关键技术研发包括研发高通量、耐污堵、低成本、长寿命的新型膜材料，开发高效除硬、膜污染控制和蒸发结晶结垢腐蚀控制技术等，通过提高浓缩倍率技术来减少吨水处理能耗。减少投资和运行成本研究方面，主要是研发利用太阳能、风能、地热等新能源，以及矿区电厂、煤化工的余热等低成本热源，因地制宜发展低温多效、膜蒸馏等处理技术来降低整体处理成本。结晶盐的处理利用研究方面，可以采用双极膜电渗析将盐溶液制备成酸碱回用，也可以直接封存到井下废弃采空区，实现结晶盐源头减量处理[33-34]。
(3)含特殊组分矿井水处理技术趋于精准化、标准化。常见的含特殊组分矿井水主要有高氟矿井水、高铁锰矿井水、含重金属矿井水以及放射性矿井水。由于水质特征各异，目前尚没有通用性的技术方案与成套装备，这导致不同案例之间的处理工艺差异较大，无法控制和对比处理效果及成本[35]。目前含特殊组分矿井水处理技术的发展趋势首先是精准化，目标是针对不同的污染组分实现高效定向去除。由于矿井水主要来自于地下水，其含有的阴阳离子对矿井水中特殊离子的去除有竞争、干扰等作用，因此亟须开发特殊污染组分的高效定向去除技术。其次是标准化，目标是开发去除特殊污染组分通用性的技术方案与成套装备，这需要不断的对大量个体案例总结和技术积累与改进，最终形成行业内普遍认可的最佳可行解决方案。
4.1.1 指导思想
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，坚持绿色发展理念，全面对接西部大开发、黄河流域生态保护和高质量发展等国家战略，根据2035年建成美丽中国的总体要求，通过科技创新和体制机制创新，推动我国煤矿矿井水保护与利用水平不断迈上新台阶，支撑矿区生态修复和高质量发展，实现煤炭行业可持续发展。
4.1.2 预期目标
依托科技创新“2030—煤炭清洁高效利用”重大项目等国家科技项目及企业攻关项目，建立系统的矿井水资源保护与处理技术理论框架和技术体系，突破煤矿矿井水大规模低成本处理技术，建立煤矿矿井水高效利用政策保障体系，不断优化体制机制，实现煤矿矿井水资源有效保护和高效利用。到2025年，实现煤矿地下水库储水规模达到1亿m3、充填开采技术成本下降20%以上、全国煤矿矿井水利用率达到55%的目标。到2030年，实现煤矿地下水库储水规模达到3亿m3、充填开采技术成本下降40%以上、全国煤矿矿井水利用率达到70%的目标。到2035年，实现煤矿地下水库储水规模达到5亿m3、充填开采技术成本下降50%以上、全国煤矿矿井水利用率达到80%的目标。
围绕国家经济社会发展战略需求，针对我国矿井水保护利用中关键科技瓶颈问题，大力支持相关基础研究，突破重大关键技术，建立示范工程，实现从煤炭开发源头保护矿井水资源，提高矿井水资源综合利用水平，为煤炭绿色开采和矿区高质量发展提供水资源保障。2035年我国矿井水保护利用战略实现技术路线如图8所示。
图8 2035我国矿井水保护与利用工程科技发展技术路线
Fig.8 Engineering and technical route towards 2035 of water resource protection and utilization of coal mine in China
4.2.1 基础理论
煤层开采覆岩裂隙带发育规律与地下水运移机制研究：研究大规模高强度煤炭开采条件下上覆岩层导水裂隙带发育规律，分析煤炭开采工艺参数与采动应力场、裂隙场和渗流场的关系；系统掌握采空区垮落岩体空隙空间分布与时空演变规律；建立煤层开采地下水运移物理试验模型，揭示矿井水在采空区和覆岩中的渗流路径和运移规律。
矿井水水-岩耦合化学作用机理研究：采用数值模拟和物理模拟试验相结合的方法建立典型地质和开采条件下水-岩耦合作用模拟模型，掌握矿井水运移和储存过程中水-岩耦合作用下地下水水质变化规律，揭示水-岩耦合化学作用的主要反应过程；探讨矿井水自净化过程的自发趋势，为矿井水存储和利用提供理论依据和应用指导。
4.2.2 关键技术
地下水赋存精准探测技术。研究复杂水文地质条件下煤炭开采上覆岩层结构和富水特征的精准探测技术，突破现有物探方法的局限性，重点研发精准探测仪器与装备，实现对矿井水源、水量及导水通道等矿井水文地质信息的精准探查和预测，为矿井水保护利用方案的制定和相关措施的精准实施提供支撑。
充填开采技术材料与装备。针对新型高效充填开采工艺和装备、低成本充填材料等开展技术攻关。通过研发高效充填支架及配套装备，降低充填工序对工作面回采效率的影响；在充分利用煤矸石等材料进行充填的同时，研发低成本、高强度充填材料，实现煤炭开采与水资源保护协调发展。
高矿化度矿井水大规模低成本处理技术。重点研发高矿化度矿井水井下处理技术与装备，突破浓盐水高效浓缩膜集成技术；研发高浓盐水井下采空区封存技术，充分利用矿区内工业余热、太阳能、地热能等低成本热源，突破低温多效蒸发、膜蒸馏等热法和膜法-热法耦合处理技术，最终形成高矿化度矿井水大规模低成本技术体系并大规模示范。
含特殊组分矿井水精准处理技术。针对矿井水中特殊组分，加强对特殊污染物的来源、赋存特征和迁移转化机理等基础理论的研究，重点研发特殊组分矿井水定向精准去除技术和大规模处理装备，实现特殊组分矿井水处理的标准化和规模化。
4.2.3 示范工程
蒙陕接壤区煤矿地下水库技术示范区。该区域是我国煤炭赋存条件最好的矿区，煤层厚，适合大规模高强度开发。在神东矿区煤矿地下水库工程基础之上，进一步向周边矿区进行技术推广应用，研发与突破大埋深、倾斜煤层、首采工作面条件下的地下水库建库理论与技术，重点在新街亿吨级新建矿区进行推广应用，在蒙陕地区建成超大规模煤矿地下水库群，储存矿井水超2亿m3，满足矿区及周边生产、生活和生态用水需求。
宁东、哈密高矿化度矿井水处理利用示范区。宁东和哈密矿区都属于我国大型煤电和煤化工基地，区域内煤电、煤化工项目对水资源需求巨大，但同时矿井水的矿化度普遍较高，区域内有丰富的工业余热、太阳能、地热能等低成本热源。在宁东和哈密重点开展高矿化度矿井水大规模低成本矿井水处理技术示范，满足区域内煤基能源产业用水需求。
蒙东草原区矿井水保护利用示范区。蒙东地区多以露天开采为主，对地表水系、浅层地下水和地表生态的破坏与井工矿具有较大区别。重点研发与应用以露天矿地下水库为主的矿井水资源保护利用技术，并结合草原区的生态特点，建立适合于生态恢复利用的矿井水处理利用体系，并应用于大规模草原生态恢复浇灌。
华北平原区充填开采水资源保护示范区。华北平原区煤炭资源日趋枯竭，开采深度大，区域地下水位持续下降，产生的矸石占用大量土地。另外矿区内村庄、道路等保护目标较多，需要控制地表沉陷。为保护地下水资源、处理矸石并保护地面建筑物，在华北平原区大力推广应用充填开采技术，研发大规模高效率低成本充填技术和成套装备，在确保煤炭生产效率的同时更好的保护地下含水层，实现煤炭开采与水资源保护协调发展。
两淮矿区废弃矿井水资源利用示范区。两淮地区由于资源枯竭和产能退出等原因，废弃矿井逐年增多，但废弃矿井中水资源未能得到有效治理和利用。应充分利用废弃矿井地下空间，重点突破与应用煤矿地下水库技术、污水地下处理技术、分布式抽水蓄能电站技术等，实现废弃矿井的矿井水资源充分利用。
以2025年、2030年、2035年我国煤炭矿井水利用率分别达到55%，70%，80%为目标，对矿井水利用情况进行了情景分析。
以西部矿区为例，若煤矿矿井水利用率由2018年的35%提高到2035年的80%，则到2035年我国西部地区将新增利用23亿m3煤矿矿井水(图9)。新增利用的23亿m3的矿井水，能够支撑32万hm2的生态复垦(目前全国累计煤炭开采损伤土地面积100万hm2)、1亿t煤制油和2 000万t煤制烯烃生产，增加工业产值超过4 000亿元(表3，4)。
图9 西部地区煤矿矿井水利用量变化趋势
Fig.9 Trend of water consumption of coal mines in Western China
表3 新增矿井水可支撑的生态复垦面积(2035年)
Table 3 Ecological reclamation area supported by the water of coal mine in Western China(2035)
每公顷需水量/m3用水总量/亿m3复垦面积/万hm24 0501332
(1)摸清家底，搞好规划。建立全国和省区层面的矿井水全生命周期管理信息系统，查清全国矿井水资源量，探索建立矿井水智慧水务系统；组织全国大型矿区完成制定矿井水利用规划方案，鼓励矿井水跨省、市、地区调配，明确将矿井水资源量纳入水权交易范畴，可与黄河水指标按一定比例进行置换。
表4 2035年我国新增矿井水可支撑工业产值
Table 4 Industrial output value supported by the water of coal mine in Western China(2035)
类别每吨产品耗水量/t产量/亿t用水总量/亿m3万元工业产值用水量/t增加工业产值/亿元煤制油61.0617.53 429煤制烯烃200.2462.3642
(2)加大技术研发，建立示范工程。尽快启动“面向2030—煤炭清洁高效利用”重大专项，加大对煤矿地下水库技术、矿井水井下处理关键技术研发与装备研制的支持；以国内优秀矿山企业为依托，推进建设“矿井水资源高效利用国家工程研究中心”，建立矿井水综合利用典型示范工程。
(3)完善标准和政策，加强引导。修订《煤炭工业污染物排放标准(GB 20426—2006)》；各煤炭主产省区根据区域水环境功能，科学界定矿井水“零排放”概念，因地制宜地科学制定矿井水生态利用的水质标准，避免盲目追求“零排放”和提高外排标准；扩大水资源税应用试点，适当拉大矿井水外排税率与回用税率，对矿井水处理利用工程在征地、用电价格上给予支持；对矿区周边企业实行矿井水与常规水源配额制，提高常规水源取水成本，鼓励企业优先使用矿井水；还原矿井水资源的物权属性，允许和鼓励企业将处理好的矿井水作为商品进行自由交易。
(1)通过调研全国11个省和自治区的396座煤矿，并充分考虑了在建矿井、停产与废弃矿井排水影响，经过统计分析得出我国煤矿平均富水系数约为1.87；我国煤矿每年产生矿井水约68.8亿m3，矿井水平均利用率约为35%，每年未能有效利用的矿井水约50亿m3。
(2)根据煤炭产量发展趋势研究预测，我国煤矿矿井水总量将由2018年的68.8亿m3下降到2035年的60.2亿m3；同时，由于我国西部地区煤炭产量不断增加，西部地区煤矿矿井水量将由2018年的42.9亿m3 上升到2035年的47.4亿m3；2035年前全国矿井水每年可以稳定在60亿m3以上，将是我国长期稳定的非常规水资源。
(3)围绕国家经济社会发展战略需求，针对我国矿井水保护利用中关键科技瓶颈问题，提出了“掌握2项基础理论、突破5项关键技术、建立5个矿井水保护利用示范区”的工程科技发展路线，同时提出了相关政策建议和保障措施；到2025年实现我国煤矿矿井水利用率达到55%的目标；到2030年，实现我国煤矿矿井水利用率达到70%的目标；到2035年，实现我国煤矿矿井水利用率达到80%的目标。
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