（一）
大約在3億5000萬年前的古生代，一直到6500萬年前的新生代，地球經(jīng)歷了漫長復(fù)雜的地殼運(yùn)動，將遠(yuǎn)古植物遺體埋聚在地層之下，經(jīng)過隔絕空氣的壓力和溫度作用，形成了煤炭。
我國的煤炭資源形成于六個不同的地質(zhì)時期：
古生代石炭紀(jì)晚期至二疊紀(jì)早期:距今約3.20億年-2.78億年；
古生代二疊紀(jì)晚期:距今約2.64億年-2.50億年；
中生代三疊紀(jì)晚期:距今約2.27億年-2.05億年；
中生代侏羅紀(jì)早中期:距今約2.05億年-1.59億年；
中生代白堊紀(jì)早期:距今約1.42億年-0.99億年；
新生代第三紀(jì):距今約6700萬年-250萬年。
煤炭是地球上蘊(yùn)藏量最豐富，分布地域最廣的化石能源，占世界化石能源可采資源量的60%以上。
我國煤炭資源儲量居世界第三，煤炭在我國一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重占65%以上。
我國探明儲量最大的煤田——神府東勝煤田位于陜西省北部榆林市和內(nèi)蒙古南部鄂爾多斯市境內(nèi)，是鄂爾多斯聚煤盆地的一部分，形成于1.8億年前的侏羅紀(jì)地質(zhì)時代。煤田總面積3.12萬平方公里，探明儲量2236億噸，是我國能源戰(zhàn)略西移的重要后備基地。煤層埋藏淺、基巖薄、沙層厚。煤種以長焰煤和不粘煤為主，特低灰、特低硫、特低磷、中高發(fā)熱量，屬優(yōu)質(zhì)的動力、化工和冶金用煤。
煤田地處黃土高原與毛烏素沙地過渡地帶，干旱少雨，水資源匱乏，年均降水量360mm,是年蒸發(fā)量的1/5左右；生態(tài)環(huán)境脆弱，植被覆蓋率僅為3%—11%；土地沙化與水土流失嚴(yán)重，是國家級水土流失重點(diǎn)監(jiān)督區(qū)與治理區(qū)。
。
（二）
我國“富煤貧油少氣”的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，決定了在未來相當(dāng)長一個時期內(nèi)，我國煤炭的主體能源地位不會改變。但煤炭開采利用所帶來的生態(tài)環(huán)境問題尚未得到根本性解決，這一問題已經(jīng)引起了全社會的高度關(guān)注。
習(xí)近平總書記指出：煤炭的大量開采和使用帶來兩大突出問題：一是煤炭開采帶來的生態(tài)損害，核心是地下水破壞和生態(tài)環(huán)境損傷問題；二是煤炭消費(fèi)帶來的環(huán)境破壞，主要是煤炭燃燒污染物排放問題。煤炭產(chǎn)業(yè)必須推動能源技術(shù)革命，帶動產(chǎn)業(yè)升級。
負(fù)責(zé)神東礦區(qū)開發(fā)建設(shè)的神華神東煤炭集團(tuán)從建設(shè)初期就承擔(dān)起我國煤炭綠色開采、清潔生產(chǎn)的重要使命，牢固樹立“產(chǎn)環(huán)保煤炭、建生態(tài)礦區(qū)”的理念，堅持煤炭開采與生態(tài)治理并舉，走出了一條主動型“煤炭綠色開采”之路。
礦區(qū)開發(fā)建設(shè)30年以來，建成了世界一流的現(xiàn)代化千萬噸礦井群，成為世界首個2億噸級煤炭生產(chǎn)基地，累計生產(chǎn)清潔煤炭24億噸。在荒漠上建成了大片綠洲，累計完成生態(tài)治理面積250平方公里，植被覆蓋率提高到60—80%，生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)正向演替。圍繞煤炭綠色開采開展研究項目200余項，獲得各類科技獎16項，其中國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎1項、二等獎4項；獲得環(huán)境保護(hù)先進(jìn)榮譽(yù)２１項，其中2006年榮獲我國環(huán)境領(lǐng)域最高獎——中華環(huán)境獎。
通過研究現(xiàn)代煤炭開采對上覆巖層、水資源及地表生態(tài)的影響規(guī)律，探索實踐了超大工作面開采減損技術(shù)、水資源保護(hù)利用技術(shù)、地表生態(tài)修復(fù)技術(shù)、煤炭資源高效清潔生產(chǎn)技術(shù)，形成了神東礦區(qū)煤炭綠色開采的理論和技術(shù)體系，破解了煤炭開采中水資源保護(hù)和地表生態(tài)修復(fù)兩大難題，實現(xiàn)了真正意義上的綠色開采，引領(lǐng)和帶動了煤炭產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展。
（三）
一、煤炭開采對上覆巖層、地下水及地表生態(tài)的影響規(guī)律
采用綜合機(jī)械化全部垮落法采煤工藝，開采中不可避免地造成地表塌陷損傷。面對這一矛盾和問題，利用地球物理勘探、水文地質(zhì)鉆探、數(shù)值和實驗室模擬、根管定位監(jiān)測等手段，深入研究了煤炭采前、采中、采后全過程中煤層覆巖、松散層、地表土壤結(jié)構(gòu)變形破壞及含水率的變化，掌握了上覆巖層變化規(guī)律、地下水的影響規(guī)律和地表生態(tài)影響規(guī)律，為實現(xiàn)綠色開采奠定了理論基礎(chǔ)。
1、煤炭開采對上覆巖層的變化規(guī)律
在常規(guī)三維地震的基礎(chǔ)上，增加時間維度，創(chuàng)新了四維地震勘探手段，觀測了煤層上覆巖層在采前、采中和采后的空間賦存狀態(tài)，揭示了煤層開采后上覆巖層的垮落、破斷和沉陷規(guī)律。正常情況下頂板巖層自下而上產(chǎn)生冒落帶、裂隙帶、彎曲下沉帶。淺埋煤層開采后頂板巖層呈切落式冒落，只形成冒落帶和裂隙帶。上覆巖層的破壞程度和變形量自下而上逐漸減小，冒落帶和裂隙帶產(chǎn)生了明顯的裂隙，形成導(dǎo)水通道；彎曲下沉帶受采動影響最小，沒有裂隙與采空區(qū)連通。
采空區(qū)地表范圍內(nèi)，邊界裂縫留存地表的時間會很長，原始地形地貌自修復(fù)能力比較差，需要輔助人工治理。采空區(qū)地表中部均勻沉降區(qū)產(chǎn)生的動態(tài)裂縫隨著工作面推進(jìn)經(jīng)過一定周期能自動閉合修復(fù)，具有較強(qiáng)的自修復(fù)能力。
2、煤炭開采對地下水資源的影響規(guī)律
利用高密度電法、瞬變電磁法和水文地質(zhì)鉆探等手段，查明了基巖含水層和松散含水層受采動影響的動態(tài)變化規(guī)律。
煤炭開采后松散層水向下滲漏，造成松散沙層和粘土層含水率有所減少，但開采后地層趨于穩(wěn)定，導(dǎo)水裂隙逐漸閉合，通過大氣降水補(bǔ)給，基本恢復(fù)至采前狀態(tài)，具有自恢復(fù)的特性。
煤層頂板基巖水受采動影響向下滲漏后，含水性變低，采后基本沒有恢復(fù)。頂板滲漏水補(bǔ)給采空區(qū)，成為礦井水的主要來源。
3、煤炭開采對地表生態(tài)的影響規(guī)律
采用野外定點(diǎn)動態(tài)研究、遙感監(jiān)測對比和根管定位監(jiān)測方法，掌握了開采對地表生態(tài)的影響規(guī)律。開采塌陷后，一定程度上減緩了植物的生長速度，降低了土壤田間持水量。隨著塌陷時間的延長，植物生長速度與土壤田間持水量可恢復(fù)到原來的水平，根際真菌菌株數(shù)整體高于未開采區(qū)，塌陷區(qū)生態(tài)系統(tǒng)具有自修復(fù)能力，但十分緩慢。塌陷對植物的損傷程度依次為楊樹最大、沙柳較小，沙蒿最小；三種植物的自修復(fù)周期依次為沙蒿最短10個月、沙柳較長15個月、楊樹最長19個月。
二、超大工作面開采減損技術(shù)
煤炭開采不可避免地導(dǎo)致巖層與地表塌陷，采用超大工作面布置技術(shù)改變了塌陷的程度，有效減輕了開采對巖層和地表生態(tài)環(huán)境的影響。
根據(jù)煤層賦存條件和采掘裝備發(fā)展現(xiàn)狀，創(chuàng)新布置了加長加寬綜采工作面，工作面的長度由2000米增加到6000米、寬度由200米增加到450米，創(chuàng)建了超大工作面減損技術(shù)。該技術(shù)減少了綜采工作面布置數(shù)量、開采擾動次數(shù)及采空區(qū)邊緣裂縫數(shù)量，均勻沉降區(qū)自修復(fù)面積增加了40%以上，降低了對生態(tài)環(huán)境的破壞程度。
三、水資源保護(hù)利用技術(shù)
煤炭開采過程中對水資源的保護(hù)利用重點(diǎn)在井下，神東因勢利導(dǎo)，在井下建立分布式地下水庫，將開采對地下水的影響轉(zhuǎn)變?yōu)榈叵滤霓D(zhuǎn)移、凈化、儲存和利用，有效解決了這一問題。
利用人工擋水墻及周邊的安全煤柱作為壩體，建立了地下水庫。通過采空區(qū)矸石對礦井水進(jìn)行沉淀、過濾、吸附、離子交換等實現(xiàn)了自然凈化，作為生產(chǎn)、生活、生態(tài)用水。目前已建成的32座地下水庫，儲水量達(dá)2500萬立方米，解決了95%以上的礦區(qū)用水需求。
地下水庫關(guān)鍵技術(shù)攻克了水量預(yù)測、水庫選址、庫容確定、壩體設(shè)計和施工、水庫運(yùn)行安全保障、水質(zhì)控制等6大技術(shù)難題，創(chuàng)建了庫間互相調(diào)運(yùn)、壩體監(jiān)控、應(yīng)急泄水三級預(yù)警防控技術(shù)體系，實現(xiàn)了井下供水、排水、凈化、防災(zāi)、節(jié)能和環(huán)保六大功能。
積極探索水資源綜合利用“三級處理”技術(shù)，確保水的分質(zhì)利用。一級處理：應(yīng)用井下采空區(qū)過濾凈化技術(shù)，礦井水經(jīng)凈化后直接在井下生產(chǎn)中使用；二級處理：地面各礦、廠、生活小區(qū)共配備38座廢水處理廠，廢水全部實現(xiàn)達(dá)標(biāo)處理；三級處理：地面建成3座礦井水深度處理廠，經(jīng)過深度處理后供生活使用。
在采煤、選煤、燃煤過程中，建立了采空區(qū)、選煤車間、鍋爐房三個廢水閉路循環(huán)系統(tǒng)，實現(xiàn)循環(huán)利用不外排。
創(chuàng)新了生產(chǎn)、生活、生態(tài)“三種利用”技術(shù)，實現(xiàn)了水的多級利用。
四、地表生態(tài)修復(fù)技術(shù)
創(chuàng)新了以“先治后采”為主要特征的“三期三圈”治理模式與技術(shù)。
開采前，研究應(yīng)用風(fēng)力與水力時空交替侵蝕下防風(fēng)固沙與水土保持技術(shù)，優(yōu)化草灌喬配比，調(diào)控植物演替速度與方向，建立了由外向內(nèi)依次為“外圍防護(hù)圈、周邊常綠圈、中心美化圈”的采礦區(qū)多層次動態(tài)防護(hù)體系，外圍大面積流動風(fēng)沙得以根本遏制，周邊水土流失山體變?yōu)槌＞G景觀，礦廠工作與生活區(qū)成為園林小區(qū)，改善了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境功能，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)抗開采擾動能力。
開采中，井下應(yīng)用綠色開采技術(shù)，最大程度減輕對地表生態(tài)環(huán)境的影響；對不可避免的影響，充分利用地表生態(tài)具有自修復(fù)功能的規(guī)律，創(chuàng)造環(huán)境條件進(jìn)行調(diào)適，促進(jìn)了生態(tài)修復(fù)；研究應(yīng)用人工接種微生物菌根復(fù)墾技術(shù)，攻克了沉陷區(qū)生態(tài)治理中土地貧瘠、干旱缺水和塌陷傷根三大技術(shù)難題，加快了生態(tài)修復(fù)，穩(wěn)定了生態(tài)系統(tǒng)。
開采后，研究氣候、土壤、生態(tài)承載力，優(yōu)化人工經(jīng)濟(jì)林與天然生態(tài)林結(jié)構(gòu)，應(yīng)用水分與土壤保持、涵養(yǎng)與利用技術(shù)，大力營造生態(tài)經(jīng)濟(jì)林，建立了沉陷區(qū)水、土、生態(tài)資源永續(xù)利用模式，已建成以沙棘為主的生態(tài)經(jīng)濟(jì)林30平方公里，實現(xiàn)了生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會三大效益，促進(jìn)了政府、村民、企業(yè)三方共贏。
五、煤炭資源高效清潔生產(chǎn)技術(shù)
1、高效生產(chǎn)
利用得天獨(dú)厚的煤層賦存條件，集成創(chuàng)新了以“斜硐開拓、大巷條帶式無盤區(qū)布置、輔助運(yùn)輸無軌膠輪化、運(yùn)輸系統(tǒng)膠帶化、大斷面超長煤巷掘進(jìn)、輔巷多通道快速搬家倒面、千萬噸綜采工作面”等為核心的現(xiàn)代化煤炭生產(chǎn)技術(shù)，配套自主研發(fā)的世界領(lǐng)先7米大采高支架、全斷面高效快速掘進(jìn)系統(tǒng)等先進(jìn)裝備，實現(xiàn)了礦井規(guī)模化、集中化安全高效生產(chǎn)，降低了成本，提高了效益。
歷年百萬噸死亡率始終控制在0.03以下、礦井全員最高工效124噸/工、綜采工作面最高單產(chǎn)水平153萬噸/月、掘進(jìn)工作面最高單進(jìn)水平4656米/月，安全、生產(chǎn)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等主要指標(biāo)達(dá)到國內(nèi)第一、世界一流水平。
2、提高資源回收率
依靠現(xiàn)代化開采技術(shù)，采用先進(jìn)的回采工藝和裝備，采區(qū)回采率達(dá)到85%以上。
采用大巷條帶式無盤區(qū)布置方式，減少了盤區(qū)煤柱損失；加長加寬工作面，減少了工作面數(shù)量，采區(qū)回采率提高7%；首創(chuàng)4.5、5.5、6.3、7.0米一次采全高技術(shù)，工作面回采率達(dá)到了96.8%；推廣柔模砼墻和切頂卸壓沿空留巷等一系列無煤柱開采技術(shù)，減少了區(qū)段煤柱損失，采區(qū)回采率提高了6%；將放頂煤技術(shù)應(yīng)用到礦區(qū)冒放性較差的侏羅紀(jì)煤田，采區(qū)回采率提高到85.8%。
3、煤炭清潔加工
圍繞生產(chǎn)清潔煤炭，各礦井同步配套建設(shè)了選煤廠。主要洗選工藝為重介質(zhì)選煤。塊煤采用重介質(zhì)淺槽分選機(jī)分選，末煤采用重介質(zhì)旋流器+螺旋分選機(jī)（或TBS）聯(lián)合分選，煤泥采用水力旋流器+濃縮機(jī)+加壓過濾機(jī)或板框壓濾機(jī)進(jìn)行回收，并采用大型旋流化解聚技術(shù)干燥煤泥，實現(xiàn)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，為用戶提供了神優(yōu)和神潔品牌清潔煤炭，滿足了不同用戶的需求。
4、節(jié)能降耗
在規(guī)?；c集約化生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，推廣應(yīng)用變頻設(shè)備、高效煤粉工業(yè)鍋爐和建筑保溫、太陽能技術(shù)，創(chuàng)新鉆孔輸送電力和物料、礦井水源熱泵和風(fēng)源熱泵、電廠余熱回收等節(jié)能技術(shù)，實現(xiàn)了節(jié)煤、節(jié)電、節(jié)油、節(jié)氣，噸原煤生產(chǎn)綜合能耗為2.16千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸，低于國家先進(jìn)值標(biāo)準(zhǔn)28%。
（四）
神東綠色開采的實踐證明，作為傳統(tǒng)能源的煤炭，完全可以實現(xiàn)源頭上的清潔化生產(chǎn)、煤炭完全可以轉(zhuǎn)化為清潔能源，即使面臨我國能源綠色轉(zhuǎn)型變革的戰(zhàn)略調(diào)整，注入強(qiáng)大綠色基因的煤炭產(chǎn)業(yè)，仍將擁有廣闊的發(fā)展空間。
按照神華集團(tuán)“1245”清潔能源發(fā)展戰(zhàn)略和“一主兩翼”的戰(zhàn)略布局（煤炭清潔生產(chǎn)為主體，清潔利用、清潔轉(zhuǎn)化為兩翼），神東綠色開采和清潔生產(chǎn)的主體作用更加突出。
神東的優(yōu)質(zhì)煤炭正成為京津冀、長三角、珠三角潔凈煤的主要來源；在煤炭清潔利用的實踐中，神東的環(huán)保煤炭為神華燃煤機(jī)組實現(xiàn)煙塵、二氧化硫、氮氧化物的“超低排放”提供著源源不斷的清潔動力；煤制油、煤制烯烴、煤制甲醇等綠色清潔油品和煤化工產(chǎn)品的問世，特別是世界領(lǐng)先的火箭發(fā)動機(jī)燃料---液氧煤基航天煤油的研發(fā)成功，讓神東煤炭放飛了更多的綠色夢想。
作為神華綠色產(chǎn)業(yè)鏈條上的重要一環(huán)，神東將持續(xù)打造煤炭綠色開采的“升級版”，加快推進(jìn)煤炭開采水資源保護(hù)和利用國家級重點(diǎn)實驗室建設(shè)，強(qiáng)化煤炭開采技術(shù)與水資源、生態(tài)環(huán)境保護(hù)技術(shù)的深度融合，構(gòu)建煤炭綠色開采的技術(shù)體系和國家標(biāo)準(zhǔn)，為煤炭產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展提供示范。
開采一次性煤炭資源，營造永續(xù)利用的生態(tài)資源，建設(shè)山清水秀的美麗家園，神東的綠色開采永遠(yuǎn)在路上。
