（一）

大约在3亿5000万年前的古生代，一直到6500万年前的新生代，地球经历了漫长复杂的地壳运动，将远古植物遗体埋聚在地层之下，经过隔绝空气的压力和温度作用，形成了煤炭。

我国的煤炭资源形成于六个不同的地质时期：

古生代石炭纪晚期至二叠纪早期:距今约3.20亿年-2.78亿年；

古生代二叠纪晚期:距今约2.64亿年-2.50亿年；

中生代三叠纪晚期:距今约2.27亿年-2.05亿年；

中生代侏罗纪早中期:距今约2.05亿年-1.59亿年；

中生代白垩纪早期:距今约1.42亿年-0.99亿年；

新生代第三纪:距今约6700万年-250万年。

煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石能源，占世界化石能源可采资源量的60%以上。

我国煤炭资源储量居世界第三，煤炭在我国一次能源消费结构中的比重占65%以上。

我国探明储量最大的煤田——神府东胜煤田位于陕西省北部榆林市和内蒙古南部鄂尔多斯市境内，是鄂尔多斯聚煤盆地的一部分，形成于1.8亿年前的侏罗纪地质时代。煤田总面积3.12万平方公里，探明储量2236亿吨，是我国能源战略西移的重要后备基地。煤层埋藏浅、基岩薄、沙层厚。煤种以长焰煤和不粘煤为主，特低灰、特低硫、特低磷、中高发热量，属优质的动力、化工和冶金用煤。

煤田地处黄土高原与毛乌素沙地过渡地带，干旱少雨，水资源匮乏，年均降水量360mm,是年蒸发量的1/5左右；生态环境脆弱，植被覆盖率仅为3%—11%；土地沙化与水土流失严重，是国家级水土流失重点监督区与治理区。

。

（二）

我国“富煤贫油少气”的能源结构特点，决定了在未来相当长一个时期内，我国煤炭的主体能源地位不会改变。但煤炭开采利用所带来的生态环境问题尚未得到根本性解决，这一问题已经引起了全社会的高度关注。

习近平总书记指出：煤炭的大量开采和使用带来两大突出问题：一是煤炭开采带来的生态损害，核心是地下水破坏和生态环境损伤问题；二是煤炭消费带来的环境破坏，主要是煤炭燃烧污染物排放问题。煤炭产业必须推动能源技术革命，带动产业升级。

负责神东矿区开发建设的神华神东煤炭集团从建设初期就承担起我国煤炭绿色开采、清洁生产的重要使命，牢固树立“产环保煤炭、建生态矿区”的理念，坚持煤炭开采与生态治理并举，走出了一条主动型“煤炭绿色开采”之路。

矿区开发建设30年以来，建成了世界一流的现代化千万吨矿井群，成为世界首个2亿吨级煤炭生产基地，累计生产清洁煤炭24亿吨。在荒漠上建成了大片绿洲，累计完成生态治理面积250平方公里，植被覆盖率提高到60—80%，生态系统实现正向演替。围绕煤炭绿色开采开展研究项目200余项，获得各类科技奖16项，其中国家科学技术进步一等奖1项、二等奖4项；获得环境保护先进荣誉２１项，其中2006年荣获我国环境领域最高奖——中华环境奖。

通过研究现代煤炭开采对上覆岩层、水资源及地表生态的影响规律，探索实践了超大工作面开采减损技术、水资源保护利用技术、地表生态修复技术、煤炭资源高效清洁生产技术，形成了神东矿区煤炭绿色开采的理论和技术体系，破解了煤炭开采中水资源保护和地表生态修复两大难题，实现了真正意义上的绿色开采，引领和带动了煤炭产业的绿色发展。

（三）

一、煤炭开采对上覆岩层、地下水及地表生态的影响规律

采用综合机械化全部垮落法采煤工艺，开采中不可避免地造成地表塌陷损伤。面对这一矛盾和问题，利用地球物理勘探、水文地质钻探、数值和实验室模拟、根管定位监测等手段，深入研究了煤炭采前、采中、采后全过程中煤层覆岩、松散层、地表土壤结构变形破坏及含水率的变化，掌握了上覆岩层变化规律、地下水的影响规律和地表生态影响规律，为实现绿色开采奠定了理论基础。

1、煤炭开采对上覆岩层的变化规律

在常规三维地震的基础上，增加时间维度，创新了四维地震勘探手段，观测了煤层上覆岩层在采前、采中和采后的空间赋存状态，揭示了煤层开采后上覆岩层的垮落、破断和沉陷规律。正常情况下顶板岩层自下而上产生冒落带、裂隙带、弯曲下沉带。浅埋煤层开采后顶板岩层呈切落式冒落，只形成冒落带和裂隙带。上覆岩层的破坏程度和变形量自下而上逐渐减小，冒落带和裂隙带产生了明显的裂隙，形成导水通道；弯曲下沉带受采动影响最小，没有裂隙与采空区连通。

采空区地表范围内，边界裂缝留存地表的时间会很长，原始地形地貌自修复能力比较差，需要辅助人工治理。采空区地表中部均匀沉降区产生的动态裂缝随着工作面推进经过一定周期能自动闭合修复，具有较强的自修复能力。

2、煤炭开采对地下水资源的影响规律

利用高密度电法、瞬变电磁法和水文地质钻探等手段，查明了基岩含水层和松散含水层受采动影响的动态变化规律。

煤炭开采后松散层水向下渗漏，造成松散沙层和粘土层含水率有所减少，但开采后地层趋于稳定，导水裂隙逐渐闭合，通过大气降水补给，基本恢复至采前状态，具有自恢复的特性。

煤层顶板基岩水受采动影响向下渗漏后，含水性变低，采后基本没有恢复。顶板渗漏水补给采空区，成为矿井水的主要来源。

3、煤炭开采对地表生态的影响规律

采用野外定点动态研究、遥感监测对比和根管定位监测方法，掌握了开采对地表生态的影响规律。开采塌陷后，一定程度上减缓了植物的生长速度，降低了土壤田间持水量。随着塌陷时间的延长，植物生长速度与土壤田间持水量可恢复到原来的水平，根际真菌菌株数整体高于未开采区，塌陷区生态系统具有自修复能力，但十分缓慢。塌陷对植物的损伤程度依次为杨树最大、沙柳较小，沙蒿最小；三种植物的自修复周期依次为沙蒿最短10个月、沙柳较长15个月、杨树最长19个月。

二、超大工作面开采减损技术

煤炭开采不可避免地导致岩层与地表塌陷，采用超大工作面布置技术改变了塌陷的程度，有效减轻了开采对岩层和地表生态环境的影响。

根据煤层赋存条件和采掘装备发展现状，创新布置了加长加宽综采工作面，工作面的长度由2000米增加到6000米、宽度由200米增加到450米，创建了超大工作面减损技术。该技术减少了综采工作面布置数量、开采扰动次数及采空区边缘裂缝数量，均匀沉降区自修复面积增加了40%以上，降低了对生态环境的破坏程度。

三、水资源保护利用技术

煤炭开采过程中对水资源的保护利用重点在井下，神东因势利导，在井下建立分布式地下水库，将开采对地下水的影响转变为地下水的转移、净化、储存和利用，有效解决了这一问题。

利用人工挡水墙及周边的安全煤柱作为坝体，建立了地下水库。通过采空区矸石对矿井水进行沉淀、过滤、吸附、离子交换等实现了自然净化，作为生产、生活、生态用水。目前已建成的32座地下水库，储水量达2500万立方米，解决了95%以上的矿区用水需求。

地下水库关键技术攻克了水量预测、水库选址、库容确定、坝体设计和施工、水库运行安全保障、水质控制等6大技术难题，创建了库间互相调运、坝体监控、应急泄水三级预警防控技术体系，实现了井下供水、排水、净化、防灾、节能和环保六大功能。

积极探索水资源综合利用“三级处理”技术，确保水的分质利用。一级处理：应用井下采空区过滤净化技术，矿井水经净化后直接在井下生产中使用；二级处理：地面各矿、厂、生活小区共配备38座废水处理厂，废水全部实现达标处理；三级处理：地面建成3座矿井水深度处理厂，经过深度处理后供生活使用。

在采煤、选煤、燃煤过程中，建立了采空区、选煤车间、锅炉房三个废水闭路循环系统，实现循环利用不外排。

创新了生产、生活、生态“三种利用”技术，实现了水的多级利用。

四、地表生态修复技术

创新了以“先治后采”为主要特征的“三期三圈”治理模式与技术。

开采前，研究应用风力与水力时空交替侵蚀下防风固沙与水土保持技术，优化草灌乔配比，调控植物演替速度与方向，建立了由外向内依次为“外围防护圈、周边常绿圈、中心美化圈”的采矿区多层次动态防护体系，外围大面积流动风沙得以根本遏制，周边水土流失山体变为常绿景观，矿厂工作与生活区成为园林小区，改善了矿区生态环境功能，增强生态系统抗开采扰动能力。

开采中，井下应用绿色开采技术，最大程度减轻对地表生态环境的影响；对不可避免的影响，充分利用地表生态具有自修复功能的规律，创造环境条件进行调适，促进了生态修复；研究应用人工接种微生物菌根复垦技术，攻克了沉陷区生态治理中土地贫瘠、干旱缺水和塌陷伤根三大技术难题，加快了生态修复，稳定了生态系统。

开采后，研究气候、土壤、生态承载力，优化人工经济林与天然生态林结构，应用水分与土壤保持、涵养与利用技术，大力营造生态经济林，建立了沉陷区水、土、生态资源永续利用模式，已建成以沙棘为主的生态经济林30平方公里，实现了生态、经济、社会三大效益，促进了政府、村民、企业三方共赢。

五、煤炭资源高效清洁生产技术

1、高效生产

利用得天独厚的煤层赋存条件，集成创新了以“斜硐开拓、大巷条带式无盘区布置、辅助运输无轨胶轮化、运输系统胶带化、大断面超长煤巷掘进、辅巷多通道快速搬家倒面、千万吨综采工作面”等为核心的现代化煤炭生产技术，配套自主研发的世界领先7米大采高支架、全断面高效快速掘进系统等先进装备，实现了矿井规模化、集中化安全高效生产，降低了成本，提高了效益。

历年百万吨死亡率始终控制在0.03以下、矿井全员最高工效124吨/工、综采工作面最高单产水平153万吨/月、掘进工作面最高单进水平4656米/月，安全、生产、技术、经济等主要指标达到国内第一、世界一流水平。

2、提高资源回收率

依靠现代化开采技术，采用先进的回采工艺和装备，采区回采率达到85%以上。

采用大巷条带式无盘区布置方式，减少了盘区煤柱损失；加长加宽工作面，减少了工作面数量，采区回采率提高7%；首创4.5、5.5、6.3、7.0米一次采全高技术，工作面回采率达到了96.8%；推广柔模砼墙和切顶卸压沿空留巷等一系列无煤柱开采技术，减少了区段煤柱损失，采区回采率提高了6%；将放顶煤技术应用到矿区冒放性较差的侏罗纪煤田，采区回采率提高到85.8%。

3、煤炭清洁加工

围绕生产清洁煤炭，各矿井同步配套建设了选煤厂。主要洗选工艺为重介质选煤。块煤采用重介质浅槽分选机分选，末煤采用重介质旋流器+螺旋分选机（或TBS）联合分选，煤泥采用水力旋流器+浓缩机+加压过滤机或板框压滤机进行回收，并采用大型旋流化解聚技术干燥煤泥，实现了原煤全部入洗和煤泥全部回收利用，降低了煤炭水分和灰分，为用户提供了神优和神洁品牌清洁煤炭，满足了不同用户的需求。

4、节能降耗

在规模化与集约化生产系统的基础上，推广应用变频设备、高效煤粉工业锅炉和建筑保温、太阳能技术，创新钻孔输送电力和物料、矿井水源热泵和风源热泵、电厂余热回收等节能技术，实现了节煤、节电、节油、节气，吨原煤生产综合能耗为2.16千克标准煤/吨，低于国家先进值标准28%。

（四）

神东绿色开采的实践证明，作为传统能源的煤炭，完全可以实现源头上的清洁化生产、煤炭完全可以转化为清洁能源，即使面临我国能源绿色转型变革的战略调整，注入强大绿色基因的煤炭产业，仍将拥有广阔的发展空间。

按照神华集团“1245”清洁能源发展战略和“一主两翼”的战略布局（煤炭清洁生产为主体，清洁利用、清洁转化为两翼），神东绿色开采和清洁生产的主体作用更加突出。

神东的优质煤炭正成为京津冀、长三角、珠三角洁净煤的主要来源；在煤炭清洁利用的实践中，神东的环保煤炭为神华燃煤机组实现烟尘、二氧化硫、氮氧化物的“超低排放”提供着源源不断的清洁动力；煤制油、煤制烯烃、煤制甲醇等绿色清洁油品和煤化工产品的问世，特别是世界领先的火箭发动机燃料---液氧煤基航天煤油的研发成功，让神东煤炭放飞了更多的绿色梦想。

作为神华绿色产业链条上的重要一环，神东将持续打造煤炭绿色开采的“升级版”，加快推进煤炭开采水资源保护和利用国家级重点实验室建设，强化煤炭开采技术与水资源、生态环境保护技术的深度融合，构建煤炭绿色开采的技术体系和国家标准，为煤炭产业的绿色发展提供示范。

开采一次性煤炭资源，营造永续利用的生态资源，建设山清水秀的美丽家园，神东的绿色开采永远在路上。