魏墻煤礦綠色礦山建設技術與應用

晏 銳

(中煤西安設計工程有限責任公司，陜西 西安 710054)

0 引言

為全面貫徹落實黨的十九大精神，深入學習習近平總書記系列重要講話精神。牢固樹立和貫徹落實“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念，積極響應國家及地方關于推進綠色礦山建設的方針、政策，引領和推動西部地區煤炭綠色開采、促進煤炭工業轉型升級。魏墻煤礦通過綠色礦山建設，實現科學有序開采，使礦產資源開發利用與生態環境保護相協調，建成礦區環境生態化、開采方式科學化、資源利用高效化、管理信息數字化和礦區社區和諧化的礦山。

1 礦區環境建設

魏墻煤礦自建設之初就提出“綠色、環保、安全、高效”的現代化礦井建設目標。從設計、施工到生產一直堅持按照這個目標執行。魏墻煤礦工業場地位于井田中部蘆河西側，老貫溝北緣臺地上。場地南北長約600 m，東西寬約390 m。工業場地采用臺階式布置，場地分為2個臺階，臺階高差11 m，2個臺階沿南北等高線分為東、西側平臺。根據場地主導風向和地面工藝系統布置要求，工業場地分為3個區，即生產區、輔助生產區和場前附屬設施區。3個區既有獨立的功能，又相互結合，緊密聯系；最大程度實現人流與物流分離。

工業場地布局合理、土地利用充分，區內標識、標牌規范統一、清晰美觀，礦井生產運行有序、管理規范。礦區功能分區布局符合相關規定，各功能區建立了相適應的管理機構，并制定相關制度。

目前，礦區生產生活運行有序，管理規范，礦容礦貌已全面達到《陜西省綠色礦山建設工作方案》的要求。今后，將繼續完善工業場地綠化，及時進行排矸場植被恢復，確保排矸場可綠化面積全部綠化。加大綠化力度，盡早實現“花園式”礦山目標。

2 資源開發及綜合利用

魏墻煤礦始終以環境保護為己任，堅持綠色低碳發展，完善各項環境保護指標，強化管理，按照“最大程度減輕環境污染、最大程度保護環境”的思路，制定了一系列生態環境恢復及土地復墾措施。

2.1 資源開發

魏墻煤礦按“一井一面”模式進行開發，礦井正在開采3號煤層，主要開拓系統布置在3號煤層中，3號煤層采用長壁綜合機械化開采，全部垮落法管理頂板。礦井采區采出率達到88%，工作面采出率達到96.5%，均滿足相關規定。

魏墻井田內建(構)筑物及需要保護的敏感目標較多，設計留有大量的保護煤柱。因此，魏墻煤礦將積極探索“三下”壓煤開采方式，以解放“三下”壓覆的煤炭資源，提高資源采出率。

2.2 資源綜合利用

2.2.1 壓濾煤泥綜合利用

選煤廠壓濾煤泥根據客戶需求，摻入最終混煤產品中作為化工園區的燃料煤使用。這樣既消除環境污染又實現經濟效益。

2.2.2 矸石綜合利用

目前，礦井矸石主要用于充填塌陷區。礦井設有塌陷區綜合治理工程隊，配備挖掘運輸設備。并按照復墾治理規劃，利用自卸汽車將井下和地面的矸石運往塌陷區充填復墾。

根據榆橫礦區的總體規劃，榆橫礦區內設有2個煤矸石電廠，煤矸石電廠建成后，本礦選煤廠矸石將作為煤矸石電廠的燃料。根據魏墻煤礦規劃，未來將采用井下矸石充填開采技術，實現礦井矸石零排放目標。

2.2.3 礦井污廢水綜合利用

生活污水處理站：礦井和選煤廠合建一座生活污水處理站，處理規模為1 200 m3/d，采用A-O法及混凝、沉淀、過濾、消毒處理工藝。生活污水經污水處理站處理后水質達到城市綠化用水水質標準和選煤用水水質指標，全部復用于選煤廠洗煤補充用水、澆灑綠地及黃泥灌漿用水，生活污水重復利用率達到100%。

井下水處理站：井下水處理站處理規模為4 800 m3/d，主要采用混凝、沉淀、過濾及消毒的常規處理工藝用作黃泥灌漿用水及工業場地其它復用水水源；部分水量采用反滲透脫鹽處理后用于井下消防灑水和采掘設備用水。

井下污水復用系統：建立井下污水復用系統，利用自循環凈化及儲存回用技術。將井下涌水排至廢舊巷道、采空區，實現采空區矸石凈化井下污水，凈化后的水資源經井下水處理設施處理后，用于井下降塵灑水、沖洗巷道用水。

2.2.4 礦井余熱綜合利用

礦井涌水余熱利用：工業場地浴室定時洗浴熱負荷1 583 kW，單身樓、探親樓、辦公樓24 h供應熱水熱負荷1 813 kW，空調系統的建筑物總熱負荷2 291 kW；同時使用系數0.7，總熱負荷4 668 kW。經計算采用水源熱泵技術，利用礦井涌水余熱資源可給本礦提供最大供熱量5 355 kW，完全可以滿足上述用熱需要。

礦井回風余熱利用：工業場地主、副井井筒保溫總熱負荷7 145 kW；礦井及選煤廠熱水采暖建筑物熱負荷3 275 kW。根據實測，礦井回風量約145 m3/s，溫度17 ℃，相對濕度83%；采用高效傳熱技術與熱泵供熱新技術，設計排風溫度1 ℃，相對濕度按95%計算其余熱量；利用回風余熱可給本礦提供最大供熱量11 948 kW。由此可見，利用礦井回風余熱完全可以滿足礦井井筒保溫及熱水采暖建筑物用熱需要。

目前，礦井余熱綜合利用項目正在實施，預計該項目投入使用后，全年可節約標準煤9 023 t。每年可減排CO2約22 167 t，減排SO2約148.9 t，減排NOx約140.8 t，減排粉塵86.6 t，減排灰渣2 707 t。

3 現代化礦山建設

3.1 科技創新

魏墻煤礦始終堅持“科技安本、管理奠基、文化鑄魂、人才強企”的企業發展理念。堅持企業建設必須依靠科學技術，落實科學發展觀和科技興企、人才強企的指導思想。

圍繞生產難題，魏墻煤礦開展了一系列科研項目，不僅取得了諸多研究成果，還產生了可觀的經濟效益?，F就魏墻煤礦已完成的主要科研項目進行統計，見表1。

表1 魏墻煤礦主要科研項目統計Table 1 Statistics of main scientific research projects in Weiqiang Coal Mine

魏墻煤礦始終把“科技興企”作為一項長期工作來抓，積極推進科技成果轉化，促進科研攻關不斷向深層次發展。近期內，計劃開展礦井余熱綜合利用技術研究、“三下”采煤技術研究、井下水處理技術研究。

3.2 數字化礦山

魏墻煤礦數字化礦山建設已基本完成，已經建立了安全生產綜合監控網絡系統、生產經營管理網絡系統、安全生產管理執行系統、礦山環境監測系統以及相關基礎設施。

3.2.1 安全生產綜合監控網絡系統

安全生產綜合監控網絡系統是一個綜合性能強、傳輸帶寬大、完全覆蓋礦井地面和井下的高速數據傳輸通道。通過該系統把地面、井下各種安全和生產控制環節有機的聯系起來，實現礦井安全和生產實時監控。該系統包括監控類子系統(綜采工作面監控系統、井下主運輸監控系統、井下排水監控系統、礦井通風監控系統、空壓機站監控系統、礦井電力監控系統、地面安防監控系統等)和監測類子系統(井下人員定位系統、礦壓監測系統、束管監測系統、工業電視監控及大屏幕顯示系統、無軌膠輪車運輸信號系統、行政通信系統、有線調度通信系統、無線通信系統、應急廣播系統等)。

3.2.2 生產經營管理網絡系統

魏墻煤礦建立了基于核心層、匯聚層、接入層的生產經營管理網絡系統。通過該系統可實現應用、視頻、語音等數據的傳輸，并進行數據交互。

3.2.3 安全生產管理執行系統

在生產經營管理網絡系統基礎上建立了安全生產管理執行系統，該系統可以提升礦井管理水平、安全水平、優化工作流程、實現精益生產、降低能源損耗、減少庫存、降低成本、提高生產效率。實現真正的礦井信息互通、數據共享和管理運作自動化，使經營管理科學化，從而達到生產計劃、安全、調度、過程控制最優。

3.2.4 礦山環境監測系統

目前，魏墻煤礦已建立了地質災害監測、含水層影響監測、鍋爐煙塵監測系統，各系統運轉正常。地質災害監測是根據工作面布置，在井下回采的同時，對位于開采區的地面重要建(構)筑物進行監測，隨時掌握建(構)筑物受影響程度。為建(構)筑物維修加固及組織受威脅的人員安全轉移和調整井下回采方案等提供依據，確保人民生命財產安全。含水層影響監測是根據工作面布置，在井下回采的同時，對位于采煤影響區內的水井、泉水及河流進行監測；隨時掌握水井、泉水及河流的水位、水質變化。當出現異常情況時，能夠及時調整井下回采方案，減緩對含水層的影響，從而保障村民飲水安全。鍋爐煙塵監測是對所排煙塵的流量、壓力、溫度、含氧量、煙塵濃度、SO2濃度、NOx濃度、濕度進行監測。

4 企業形象及和諧社區建設

4.1 企業形象建設

魏墻煤礦在傳承延長石油集團“艱苦奮斗、開拓創新”為核心的企業文化基礎之上，以黨的十九大精神為統領；堅持以人為本、服務大局、突出特色、務求實效的原則；創立了企業特有的“榮和”文化管理體系。公司按照“圍繞中心、注重實效、統一規劃、分步實施”的原則，逐步對“榮和”文化進行完善；制定公司企業文化創建中長遠規劃，并加強公司安全文化、廉潔文化、感恩文化、行為文化和團隊文化建設。使“榮和”文化入腦入心，擴散到企業的每一個角落、每一名員工，從而提高員工素質，提升企業管理水平，豐富企業管理內涵，并成為混合所有制企業改革的標桿。

4.2 和諧社區建設

魏墻煤礦高度重視和諧社區建設，始終堅持“企地共建、利益共享、共同發展”的辦礦理念。企業在謀求發展的同時，不忘履行社會責任，把建設和諧社區作為確保礦山及周邊地區經濟社會健康發展的核心工作。

4.2.1 居有其所

實施采空區農民向城鎮規劃區轉移，實現“居有其所”目標。在轉移方式上，對部分經濟條件好的農戶，實行經濟補償，鼓勵到縣城或市區購房居住。對一般農戶規劃轉移到鎮區或基礎條件較好的村莊。

4.2.2 工有其業

實施就業轉移，實現“工有其業”目標。凡在采空區內18～55歲的勞動力人口，盡量安排從事井下采掘或后勤工作，并享受企業工人待遇。對未到本企業就業，又沒有就業的人員，納入城鎮最低生活保障范圍，同等享受城鎮居民待業政策。

4.2.3 生活有所靠，老有所養

實施土地權屬轉移，以土地換就業、換社保，實現“生活有所靠，老有所養”目標。把采空區農民全部轉為城鎮居民。原有承包地、宅基地、自留山等農村產權全部交回集體，以產權換就業，產權換養老保險，對年老不能就業的可享受養老保險待遇。年輕人有工作，老年人有保險，解決采空區農民生活的后顧之憂。

近年來，魏墻煤礦還為地方建設、精準扶貧等社會事業捐出物資與款項累計近千萬元，為當地經濟發展和社會穩定做出了貢獻；獲得了許多社會榮譽，受到社會各界一致好評。

5 結語

魏墻煤礦綠色礦山建設因地制宜，提高資源利用效率，實現綠色可持續發展，實現資源與生態環境協調統一。魏墻煤礦綠色礦山建設加快了礦區及周邊地區社會經濟發展，促進了采掘業、運輸業、加工業、商業和服務業的發展，創造了許多就業機會，改善了當地產業結構，提高了當地居民生活水平。