關停礦井轉型升級戰略構想與關鍵技術

和小強

【摘 要】 煤炭是工業社會發展的重要能源，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，成為了我國經濟發展的主要能源。但是隨著社會的不斷發展，以及國家和人民對于環境的不斷重視，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。這一發展趨勢，也使得很多生產方式落后、產能較低的礦井被關停。

【關鍵詞】 關停礦井 轉型升級 資源利用 戰略構想

我國在這一領域的專家通過深入的研究，對關停礦井的轉型升級指出了具體方向對于關停礦井地下空間資源的利用。比如建立地下城市、井下抽水蓄能發電、地下停車場、地下醫學療養、地下農業、地下生態景觀、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、關停礦井的利用現狀

最先出現能源結構改革的是西方發達國家，在這里我們不得不提到的是德國的魯爾礦區。作為歐洲曾經最大的工業區，為德國的經濟發展作出了巨大的、不可磨滅的貢獻。但是在上世紀的60年代，最重要的工業區出現了能源危機，由于過度的開發和利用煤炭和鐵礦資源，當地環境極其惡劣，當地人民苦不堪言。德國政府意識到這個嚴重的問題，并進行了系統的轉型發展嘗試，走出了一條工業文化之路。將埃森煤礦廢棄的廠房和設備加以利用，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，引起礦井內的水晶景觀十分壯麗，被譽為地下“水晶宮”。還有利用關停礦井、廢棄礦區的文化資源，建立工業文化遺產，在這一方面較為成熟的有“漢陽造”廣告創意園區，在最大程度保留原有工業遺跡的基礎上，把這一工業園區打造成為國家級別廣告的創意園區;潞安常村礦把矸石堆積區域進行覆土，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。

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

二、關停礦井轉型升級構想

對關停礦井的轉型升級，我們不管進行哪一方面資源的利用，都一定要把握可持續發展、系統性、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力造成破壞，很容易引起一些災害。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性應用的原則，盡可能的對地下資源有一個深入的了解，找到真正適合的轉型升級方案與構想，不僅要考慮對于資源的利用，還要能夠考慮對于國家戰略的重要作用以及經濟成本等[1]。

我們還要把握可持續發展原則，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，希望能夠在原子戰爭爆發時，求得一線生機。我們在對關停礦井地下資源的利用構想，就是以這一歷史現象為靈感。

我們可以在關停礦井的地下空間內，建立相對封閉的生態循環系統，通過人工建設一個相對穩定的生態圈，并建立相對完善的城市基礎設施。也許在不久的將來，我們可以培養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。如果這一構想應用到現實，當未來地球環境惡劣無法生存時，我們便可以大規模的轉移到地下，這一構想在電影《流浪地球》中有所體現。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據庫，利用地下結構相對穩定、干擾較少的優勢，能夠很好的對這些資源進行保存。這對于國家戰略防御，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，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，涉及最多的關鍵技術應該是生物學、農學以及相關地質科學和采礦科學。對于地上資源和空間的利用，我們有對于廢料堆積的改善，比如矸石山的生態治理，采煤沉陷區可以通過引水，成為人工湖，成為人們休閑娛樂的場所。

三、關停礦井轉型升級的關鍵技術

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，就離不開地質相關研究以及巷道支護技術。所謂巷道支護技術，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，然后在進行生態修復時能夠將這些因素考慮在內。沉陷區的人工湖設計，需要我們將沉陷區進行必要的地質勘查和底部密封，以免人工湖水滲入地下巷道，造成煤礦的事故。

小 結

對于關停礦井轉型升級的發展構想，可以從地下空間資源的利用、地下資源的利用以及關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，這一構想可能在現實中顯得十分遙遠，但是這對于未來的人類甚至地球可能會有深刻的影響，希望我們在探尋關停礦井轉型發展的過程當中，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.地下生態城市與深地生態圈戰略構想及其關鍵技術展望[J].巖石力學與工程學報，2017，36（06）：1301-1313.