“雙碳”形勢下的煤礦綠色開采探索

文/劉存玉

2022年全國兩會期間，習近平總書記參加內(nèi)蒙古代表團審議時指出：“綠色轉(zhuǎn)型是一個過程，不是一蹴而就的事情。要先立后破，而不能夠未立先破。富煤貧油少氣是我國的國情，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)短期內(nèi)難以根本改變。實現(xiàn)‘雙碳’目標，必須立足國情，堅持穩(wěn)中求進、逐步實現(xiàn)，不能脫離實際、急于求成，搞運動式‘降碳’、踩‘急剎車’。不能把手里吃飯的家伙先扔了，結(jié)果新的吃飯家伙還沒拿到手，這不行。既要有一個綠色清潔的環(huán)境，也要保證我們的生產(chǎn)生活正常進行?！边@為傳統(tǒng)能源企業(yè)做好碳達峰碳中和工作提供了根本遵循。

多年來，冀中能源峰峰集團在低碳減排、綠色開采等方面從未停止探索。面對“雙碳”形勢對能源企業(yè)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)和機遇，峰峰集團堅持以習近平生態(tài)文明思想為指導，踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，貫徹落實綠色發(fā)展戰(zhàn)略，大力推進產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，全方位實施生產(chǎn)方式變革，深層次開展清潔生產(chǎn)和資源集約化利用，企業(yè)生態(tài)和環(huán)境面貌得到了顯著改善。

沿空留巷，提高煤炭資源回收率

峰峰集團本部10對礦井依靠科技創(chuàng)新、工藝變革、裝備升級，以先進適用技術(shù)改造提升煤炭主業(yè)質(zhì)效。通過提高回采率、解放下組煤和“三下”煤，找煤增量、謀久做長，精采細收、低碳高效，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益和生態(tài)效益最大化。

在萬年礦、梧桐莊礦、羊東礦、大社礦、辛安礦、新屯礦等8對礦井成功推廣應(yīng)用沿空留巷技術(shù)，形成“強制切頂卸壓自成巷”“可縮自適應(yīng)留巷”“柔膜泵注混凝土留巷”“支架留巷”四項技術(shù)，不僅緩解了采掘接續(xù)問題，而且降低了煤炭開采過程中的能耗。應(yīng)用沿空留巷技術(shù)，可以不留煤柱，并釋放出煤柱下煤層瓦斯，極大地提高了煤炭回采率，且不同程度上降低了巷道掘進量，提高了掘進率，從而節(jié)約了支護材料，降低了巷道維護費，“留”出了一筆大效益。2021年，峰峰集團全年沿空留巷3000米以上。

“四位一體”，推進礦井水綜合利用

作為全國“大水礦區(qū)”之一，峰峰集團長期致力于礦井水的源頭減排、資源化利用，先后投資1.7億元，實施礦井水堵水工程和礦井水處理工程，采用超磁分離、絮凝沉淀+高效過濾、井下混凝+多介質(zhì)過濾、一體化全自動反沖洗等工藝，實現(xiàn)了礦井水穩(wěn)定達標排放。推廣采空區(qū)礦井水減量、過濾、儲存、再利用“四位一體”綜合利用系統(tǒng)，推進礦井水綜合利用。

在萬年礦、新屯礦、孫莊采礦公司等單位新建5個采空區(qū)過濾系統(tǒng)，有效降低了礦井水懸浮物濃度；大社礦升級源頭分離、加藥控制等設(shè)備，實現(xiàn)了礦井水綜合利用。在井下綜合處理基礎(chǔ)上，峰峰集團礦井水還用于井上生產(chǎn)降塵、矸石山噴淋、洗煤電力生產(chǎn)補水，以及地方景觀補水、農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)補水等，為改善地方環(huán)境、促進經(jīng)濟發(fā)展提供了有力支撐。

綜合施策，做好矸石處置利用大文章

實施矸石山綜合治理工程。目前，峰峰集團共有18座矸石山，堆存煤矸石5000余萬噸。按照“一山一策、一面一策”的思路，采用矸石山穩(wěn)定性治理+表層土壤構(gòu)建+植被恢復(fù)“三位一體”治理模式，累計投入資金上億元，綠化矸石山109.2萬平方米，削坡135.2萬立方米，覆土24.3萬立方米，實現(xiàn)閑置矸石山綠化全覆蓋、生產(chǎn)礦井矸石山綠化率80%以上。組織實施“低平原矸石山快速治理與覆綠模式及工程應(yīng)用”項目，達到國際先進水平，獲得煤炭工業(yè)科技進步二等獎。2021年，峰峰集團18座矸石山全部完成環(huán)境整治工程驗收工作，為河北省首家全部通過驗收的單位。

探索推動煤矸石綜合利用。圍繞煤矸石處置和綜合利用，峰峰集團在矸石發(fā)電、制磚、充填等方面不斷探索實踐。實施矸石發(fā)電，現(xiàn)有矸石熱電廠兩座，總裝機容量為86兆瓦，年發(fā)電量5.16億千瓦時，供熱面積400萬平方米，消耗中煤50萬噸、煤泥20萬噸。利用煤矸石制磚，先后建成三座矸石磚廠。在矸石充填方面，累計投資1.4億元，建成6座矸石充填站。不僅如此，峰峰集團2019年成立了“矸石利用中心”，加快推進煤矸石綜合利用項目。

推進煤矸石填溝復(fù)墾綠化項目。在辛安礦探索實施河北省首個填埋荒溝暨農(nóng)田復(fù)墾項目——煤矸石填溝復(fù)墾綠化項目，總結(jié)提煉出表土剝離、荒溝改造、導水排水、矸石填埋、農(nóng)田復(fù)墾“五步法”施工工序，破解了煤矸石堆存與處置難題，為行業(yè)煤矸石填溝復(fù)墾提供了技術(shù)支撐，積累了寶貴經(jīng)驗。

“變廢為寶”，提高瓦斯抽采利用率

峰峰集團創(chuàng)新工作思路，推動煤層氣綜合利用項目建設(shè)，加大煤炭開發(fā)過程甲烷排放控制與利用，積極抽采瓦斯，大力發(fā)展低濃度瓦斯發(fā)電和壓縮出售項目，不僅解決了資源浪費和環(huán)境污染問題，而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。

峰峰集團所屬礦井地質(zhì)條件復(fù)雜，瓦斯絕對涌出量約220m3/min，本部7對礦井屬煤與瓦斯突出礦井或高瓦斯礦井，均建有地面永久瓦斯抽采系統(tǒng)以及高低負壓雙瓦斯抽采系統(tǒng)。借鑒石油煤層氣地面開發(fā)經(jīng)驗，九龍礦地面水射流徑向水平破煤瓦斯治理技術(shù)試驗成功，達到行業(yè)領(lǐng)先水平，對礦井深部煤層安全高效開采具有技術(shù)支撐作用，有力推動了瓦斯井下局部治理向地面區(qū)域治理轉(zhuǎn)變。

目前，峰峰集團已在九龍礦、大淑村礦、羊東礦、新屯礦4個單位投入運行22臺瓦斯發(fā)電機組。2021年實現(xiàn)瓦斯抽采量3297萬立方米，利用率為75.1%，年發(fā)電量3884萬千瓦時。同時，加強電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計、建設(shè)運行、運維檢修各環(huán)節(jié)綠色低碳技術(shù)研發(fā)，實施低氮燃燒技術(shù)，自備電廠在發(fā)電過程中氮氧化物濃度降低30%，實現(xiàn)全過程節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地和環(huán)境保護。此外，峰峰集團創(chuàng)造性地提出了建設(shè)煤層氣壓縮母站及壓縮子站，將煤層氣壓縮至25兆帕，作為CNG外售的項目，在河北省屬于首創(chuàng)。

“四新”應(yīng)用，助力礦井節(jié)能減排

峰峰集團積極推動節(jié)能環(huán)保項目落地，推廣新型環(huán)保成套設(shè)備和治理新技術(shù)，通過生產(chǎn)方式綠色化、能源消耗減量化、資源利用無害化，確保環(huán)保設(shè)施穩(wěn)定運行、污染物達標排放，資源綠色清潔生產(chǎn)、高效低碳利用。

“十三五”期間，峰峰集團累計投資1.3億元，完成節(jié)能技改項目70余項，每年可節(jié)約用電3639萬千瓦時、節(jié)煤6.3萬噸。其中，應(yīng)用空氣壓縮機余熱利用、太陽能等低碳無碳能源技術(shù)12項，每年減少用電723萬千瓦時；峰煤焦化公司建成干熄焦余熱發(fā)電系統(tǒng)，充分利用干熄焦余熱資源，實現(xiàn)年發(fā)電1900萬千瓦時。

2021年，峰峰集團實施節(jié)能技改工程項目23項，年節(jié)約用電1177萬千瓦時，節(jié)資創(chuàng)效1988萬元。廣泛應(yīng)用掘錨護一體機、液壓支架電液控等裝備，先后完成大淑村礦東翼3-6部運輸皮帶永磁電滾筒改造、孫莊礦職工洗浴供熱改造等節(jié)能技改項目；梧桐莊礦實施采區(qū)排水系統(tǒng)優(yōu)化改造、永磁電機和集中供液技術(shù)等多項節(jié)能技改項目，全年節(jié)約電量343萬千瓦時，節(jié)資創(chuàng)效1100萬元。經(jīng)初步測算，2021年峰峰集團本部原煤生產(chǎn)、洗選、焦化、發(fā)電等產(chǎn)業(yè)年碳排放量為490萬噸二氧化碳當量，比2015年下降了17%。

瞄準高端，延伸做長產(chǎn)業(yè)鏈條

“十四五”期間，峰峰集團以“固本、開源、創(chuàng)新、做強”戰(zhàn)略為核心，系統(tǒng)性地提出構(gòu)建“三大園區(qū)”“八大中心”設(shè)想，并統(tǒng)籌協(xié)調(diào)有序推進。

“三大園區(qū)”“八大中心”的優(yōu)勢在于通過精準的產(chǎn)業(yè)布局和高度集中的管理管控，深度釋放企業(yè)經(jīng)濟潛力、充分釋放企業(yè)內(nèi)需動力?！凹?管控”戰(zhàn)略模式，將提高企業(yè)對每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)目標管理的精確量化，從而控制煤炭消費總量，實現(xiàn)企業(yè)高效發(fā)展。這既是峰峰集團應(yīng)對碳達峰碳中和的重要舉措，也是推進礦區(qū)資源綜合利用、促進生態(tài)文明建設(shè)的積極探索，更是實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降碳的有力支撐。

2021年，峰峰集團成立精煤研發(fā)中心，從精煤產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)組織、調(diào)運配洗、市場銷售、客戶反饋等環(huán)節(jié)全面管控，由原來配煤研究只針對煤種、指標進行分析研究，只注重產(chǎn)品技術(shù)研究，上升到精煤“研、產(chǎn)、供、銷”全方位、一體化的綜合管理層面，實現(xiàn)了從源頭控制，優(yōu)化提高煤炭品質(zhì)，實現(xiàn)分質(zhì)分級清潔高效利用。

與此同時，峰峰集團所屬兩大中央洗煤廠積極推廣新型環(huán)保成套設(shè)備和治理新技術(shù)，保證了各項指標達到或高于國家環(huán)保要求。邯鄲洗選廠積極打造“生態(tài)工廠”，從受煤坑智能噴霧、生活污水處理站、應(yīng)急事故池、雨污分離管網(wǎng)建設(shè)等環(huán)保工程，到投入使用智能高效空氣凈化系統(tǒng)，產(chǎn)品存儲全部倉化棚化，洗煤用水全流程閉路循環(huán)，形成了“洗煤不見煤、裝煤不揚塵、運煤不留痕”的生產(chǎn)格局，獲得了“全國綠化模范單位”稱號。

“雙碳”目標下，峰峰集團還對所屬羊東礦、大淑村礦等礦井的瓦斯利用、碳市場交易及碳核查、焦化行業(yè)余熱發(fā)電和節(jié)能減碳技術(shù)、政策需求等方面進行了調(diào)研摸底，為下一步全面開展碳核查和碳資產(chǎn)管理奠定了基礎(chǔ)。未來，峰峰集團將積極融入國家“雙碳”戰(zhàn)略，堅持全產(chǎn)業(yè)鏈推進，探索研究降碳減排方法途徑，推動單一焦化產(chǎn)業(yè)向“高端、高效、低碳、環(huán)保、可持續(xù)”新型現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)集群跨越，積極構(gòu)建“開采源頭治理+供儲過程管控+需求側(cè)清潔利用+終端生態(tài)增值”的煤炭產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展新格局。