兗州礦區環境友好模式研究

楊繼賢,張雁秋

(1．中國礦業大學環測學院,江蘇 徐州 221116；2.兗礦集團環保節能處,山東 鄒城 273500)

煤炭開采、加工和利用過程中不可避免地要破壞和改變自然環境，排放煤矸石、礦井水、生活污水、瓦斯等污染物，危害生態環境和人體健康。由于生態環境治理遠遠滯后于污染物治理，因此煤炭行業形成了污染性和生態破壞性并存而且以生態破壞性更為嚴重的環境污染特點。在今后較長時期內，我國煤炭消費仍將保持適度增長，我國經濟社會發展將面臨區域性生態環境保護和污染減排的雙重壓力。面對新形勢，加快發展方式轉變，加大結構調整，大力發展循環經濟，推動環境友好礦區建設，是煤炭工業實現節約發展、清潔發展和可持續發展的必由之路。

1 兗州礦區環境保護和能源消耗結構現狀分析

1.1 礦井水處理與復用情況分析

礦井水是煤采掘業的廢棄物，經處理又是一重要的水資源。礦井水除用于洗煤外，經深度處理后，可用于電廠循環冷卻水、煤化工用水等。兗礦集團礦井水產生與利用情況見表1、圖1。

表1 2010年礦井水產生與利用情況

由表1及圖1所示，兗礦集團各煤礦礦井水每天凈化處理量60504m3，處理后綜合復用量達55955m3/d，綜合復用率92.4％；工業復用量33310m3/d，工業復用率55.05％。

圖1 兗礦集團礦井水產生與復用情況(單位：m3/d)

1.2 煤矸石綜合利用情況分析

“十一五”以來，兗礦集團當年產生煤矸石綜合利用率保持100％。歷史遺留下來的矸石山正在逐步減小，南屯煤礦矸石山2004年就已經消失了，矸石山數量已經由“十五”期間的11座減少到6座，僅存的矸石山作為制磚的原料，也成了稀缺資源。

1.3 能源消耗結構情況分析

2010年，兗礦集團工業產值綜合能耗比“十五”末降低29％，原煤生產、電解鋁、供電等主要產品單位能耗分別降低24.6％、5.49％、15.92％，累計實現節能量30.87萬t標準煤。

2010年，兗礦集團工業生產綜合能耗385.8萬t標準煤，其中原煤消耗1284886t，占26.77％；洗精煤消耗835677t，占19.5％；其他洗煤消耗2556932t，占33.13％；焦炭消耗72520t，占1.83％；電力消耗520966萬kWh，占16.6％；油類9405t，占0.36％；熱力1729100百萬kJ，占1.53％；天然氣消耗927萬m3，占0.29％。

2010年，兗礦集團能源消耗結構和比例情況見表2和圖2，2010年主要產品能源消耗情況見表3。

表2 2010年兗礦集團工業生產綜合能源消耗結構

圖2 2010年兗礦集團工業生產綜合能源消耗比例

表3 兗礦集團2010年主要工業產品能源消耗指標

2 環境友好礦區的內涵

本研究所講的環境友好礦區指的是以綠色、低碳發展為前題，以資源消耗和廢物減量化、資源再利用、廢棄物資源化為主要措施，注重以人為本，依靠管理創新、技術進步，推動產業結構優化升級，加快轉變經濟發展方式，提高資源產出效率和回收利用率，保護環境，實現可持續發展的煤炭礦區。

3 環境友好礦區模式

環境友好礦區模式如圖3所示。

圖3 環境友好礦區模式框架圖

3.1 環境方針

環境方針是企業環境管理的宗旨和工作方向，建設環境友好礦區的意圖與原則，是目標指標體系的框架。兗礦集團環境方針是：建設綠色企業，保護地球家園。追求生態效益，守法控制超前。提供潔凈精品，合理開采能源。全員關注環境，綜合持續發展。

3.2 環境友好礦區指標體系

兗礦集團環境友好目標指標以年度《環保節能目標責任書》的形式層層分解落實到各礦處(廠)、車間(區隊、 科室)。環境友好礦區指標體系(表4)的構建圍繞著污染控制和清潔生產等三個方面，細分了50個小項。每項設定了具體的指標值以及得分權重。指標權重是根據國內外關于環境友好城市、環境友好企業和環境友好工程評分標準，并結合了企業實際情況等設定的。

表4 環境友好礦區指標體系

注：①標*的是《中華人民共和國環境保護行業標準——行業類生態工業園區標準(試行)》中的指標，其中部分指標的設定要達到同行業國際先進水平；②其余指標采用了中華環境友好煤炭企業評估標準中的指標以及兗礦集團自身設定的指標；③單位產品綜合能耗、污染物排放總量等指標設定參考了山東省限額標準和地方政府下達的污染物排放總量指標；④“十一五”期間以2005年為基數，“十二五”期間以2010年為基數，以此類推。

3.3 管控創新體系

管理體系是技術體系和產業結構調整的保障。兗礦集團在環境管理方面積極引入國際先進的環境管理模式，實現管控創新。

兗礦集團環境友好礦區管控創新體系是以引進國際化、市場化的ISO14001環境管理體系為基礎，健全了五個體系，即：組織領導體系、目標責任管理體系、監測體系、信息化體系和監督考核體系；實施四個管理納入，即：納入對標管理、納入精細化管理、納入標準化管理、納入企業文化管理。引入三個管理方法，即：實施清潔生產審核、建立環境應急預案、編制環境報告書，逐步開展環境信息公開。形成全員、全方位、全過程促進環境友好發展的良好局面。環境友好礦區管控創新體系詳見圖4。

3.4 產業結構優化體系

環境友好產業結構的形成主要通過結構優化調整，關停淘汰落后產能產業與產品；發展低能耗、低污染、高附加值的環境友好型產業與產品。

圖4 環境友好礦區管控創新體系

兗礦集團堅持清潔能源、精細化工、高端產品方向，積極推進煤炭高效生產、加工轉化和潔凈利用，培育技術含量高、資源能源消耗低、環境污染輕、生態損害小、產品質量優、市場競爭力強的產業體系。作為產業結構優化體系主要是進行了淘汰落后產能，集團公司主業逐步形成環境友好型煤炭產業、環境友好型煤化工產業和環境友好型煤電鋁產業，稱為動脈產業。圍繞著煤炭采掘、煤化工、電—電解鋁“三大動脈產業”產生的廢棄物，兗礦集團采取吃凈榨干后成為再生資源，進入往復循環的方式，形成了與動脈產業融為一體的靜脈產業。環境友好礦區產業結構優化體系見圖5。

圖5 環境友好礦區產業結構優化體系

動脈產業是通過產業結構調整實現的。一是加快淘汰落后產能。先后關停設計規模年產55萬t的水泥廠和設計規模年產16萬t焦炭的礦區焦化廠，每年可節約能源9.6萬噸標準煤。二是依托綜采放頂煤技術，實施煤炭資源節約開采。與礦井生產能力配套建設了6座選煤廠，實現了煤炭全部洗選加工和潔凈利用。三是充分利用兗礦及周邊地區的高硫煤資源，建設魯南煤化工“一基地三礦區”。自主研發的千噸氣化爐項目，比應用德士古氣化技術年節能3.23噸標準煤/臺；配套建設的應用潔凈煤氣發電與甲醇聯產關鍵技術(IGCC)，回收燃氣輪機尾氣余熱進行蒸汽輪機發電，發電能力81MW，年節能13.23萬噸標準煤，實現了資源循環利用和清潔高效生產。四是建成裝機總容量529MW的8座煤泥、煤矸石等低熱值燃料綜合利用電廠。通過電廠余熱利用，取消燃煤供暖鍋爐24臺，年節約燃煤約10萬t，實現節能量7萬噸標煤。年產14萬t高性能鋁擠壓材項目部分系統開始試生產。產業和產品結構的進一步優化，促進能源資源的跨產業循環利用與潔凈利用，提高了產業競爭力和經濟附加值。

靜脈產業主要是通過廢棄物資源化利用實現的。一是煤炭產業產生煤矸石、煤泥等固廢，配套建設坑口熱電廠，將固廢中的碳轉化為熱能、電能，該潔凈能源又反哺于動脈產業。二是礦井水，是煤采掘業的廢棄物，經處理又是一重要的水資源。三是兗礦集團的高硫煤用于發展煤化工產生的單質硫生產硫磺。四是煤化工產生的各種可燃廢氣和部分煤制油尾氣用于聯合循環發電，并供應生產過程中需要的電力和蒸汽，污染物接近零排放。五是引進溴化鋰技術，實現了綜合利用電廠熱電冷聯產。

3.5 技術支撐體系

兗礦集團環境友好礦區的技術支撐體系主要依托的技術有礦井水、生活污水處理與零排放技術，氨氮廢水煙氣脫硫技術、煤矸石無害化處置與資源化利用技術、煤炭開采塌陷預防與生態恢復技術和高硫煤資源化技術。環境友好礦區技術支撐體系詳見圖6。

圖6 環境友好礦區技術支撐體系

4 結論

1) 提出了環境友好礦區的概念，創建了環境友好礦區模式。該模式由環境友好礦區環境方針、目標指標體系和實現目標指標體系的三大支撐體系構成。三大支撐體系包括管控創新體系、產業結構優化體系和技術支撐體系。

2) 建立了環境友好礦區的環境方針、目標和指標體系。環境友好礦區目標指標體系的構建圍繞著發展目標、遵守法規、環境生態建設與管理、污染控制和清潔生產等方面，細分了50個小項，每項設定了具體的指標值以及得分權重，提出了指標的數據采集和計算方法。

3) 建立了環境友好管控創新體系。在國內外首次構建了比較完善的環境友好礦區管控體系。兗礦集團構建了集團公司、專業公司、基層單位三級組織領導機制，目標責任機制和獎懲機制等三個機制；實現對標管理、標準化管理、企業文化和精細化管理的四個納入，建立了比較完備的管控創新體系。形成了全員、全方位、全過程促進環境友好發展的良好局面。

4) 建設以高效綠色開采潔凈利用為特征的環境友好產業結構體系。包括以煤炭高效綠色開采技術形成環境友好煤炭產業；以高硫煤資源化利用技術形成環境友好煤化工產業；以產品高端化技術形成環境友好煤電鋁產業；以溴化鋰制冷技術應用，實現煤泥、煤矸石綜合利用電廠熱電冷聯產產業。

5) 構建基于煤炭全生命周期廢物資源化利用為導向的環境友好技術支撐體系。包括：在煤炭系統在采空區凈化礦井水并復用，在煤炭系統應用采用微渦流反應器解決井下注漿期間礦井水處理，在煤炭系統采用電吸附技術解決含鹽量高的礦井水處理等礦井水處理與利用技術；在循環流化床鍋爐采用氨氮廢水進行煙氣脫硫技術；多噴嘴對置式水煤漿氣化技術，三級克勞斯硫回收技術，煤氣燃氣輪機發電技術等高硫煤潔凈利用技術。