“雙碳”形勢下的煤礦綠色開采探索

文/劉存玉

2022年全國兩會(huì)期間，習(xí)近平總書記參加內(nèi)蒙古代表團(tuán)審議時(shí)指出：“綠色轉(zhuǎn)型是一個(gè)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(shí)現(xiàn)‘雙碳’目標(biāo)，必須立足國情，堅(jiān)持穩(wěn)中求進(jìn)、逐步實(shí)現(xiàn)，不能脫離實(shí)際、急于求成，搞運(yùn)動(dòng)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(gè)綠色清潔的環(huán)境，也要保證我們的生產(chǎn)生活正常進(jìn)行。”這為傳統(tǒng)能源企業(yè)做好碳達(dá)峰碳中和工作提供了根本遵循。

多年來，冀中能源峰峰集團(tuán)在低碳減排、綠色開采等方面從未停止探索。面對(duì)“雙碳”形勢對(duì)能源企業(yè)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，峰峰集團(tuán)堅(jiān)持以習(xí)近平生態(tài)文明思想為指導(dǎo)，踐行“綠水青山就是金山銀山”理念，貫徹落實(shí)綠色發(fā)展戰(zhàn)略，大力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，全方位實(shí)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(tuán)本部10對(duì)礦井依靠科技創(chuàng)新、工藝變革、裝備升級(jí)，以先進(jìn)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(xì)收、低碳高效，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)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(duì)礦井成功推廣應(yīng)用沿空留巷技術(shù)，形成“強(qiáng)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(xiàng)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(jìn)量，提高了掘進(jìn)率，從而節(jié)約了支護(hù)材料，降低了巷道維護(hù)費(fèi)，“留”出了一筆大效益。2021年，峰峰集團(tuán)全年沿空留巷3000米以上。

“四位一體”，推進(jìn)礦井水綜合利用

作為全國“大水礦區(qū)”之一，峰峰集團(tuán)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(shí)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(dòng)反沖洗等工藝，實(shí)現(xiàn)了礦井水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。推廣采空區(qū)礦井水減量、過濾、儲(chǔ)存、再利用“四位一體”綜合利用系統(tǒng)，推進(jìn)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(gè)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(jí)源頭分離、加藥控制等設(shè)備，實(shí)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(tuán)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(bǔ)水，以及地方景觀補(bǔ)水、農(nóng)業(yè)灌溉和工業(yè)補(bǔ)水等，為改善地方環(huán)境、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)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(shí)施矸石山綜合治理工程。目前，峰峰集團(tuán)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(jì)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(shí)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(shí)施“低平原矸石山快速治理與覆綠模式及工程應(yīng)用”項(xiàng)目，達(dá)到國際先進(jìn)水平，獲得煤炭工業(yè)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。2021年，峰峰集團(tuán)18座矸石山全部完成環(huán)境整治工程驗(yàn)收工作，為河北省首家全部通過驗(yàn)收的單位。

探索推動(dòng)煤矸石綜合利用。圍繞煤矸石處置和綜合利用，峰峰集團(tuán)在矸石發(fā)電、制磚、充填等方面不斷探索實(shí)踐。實(shí)施矸石發(fā)電，現(xiàn)有矸石熱電廠兩座，總裝機(jī)容量為86兆瓦，年發(fā)電量5.16億千瓦時(shí)，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(jì)投資1.4億元，建成6座矸石充填站。不僅如此，峰峰集團(tuán)2019年成立了“矸石利用中心”，加快推進(jìn)煤矸石綜合利用項(xiàng)目。

推進(jìn)煤矸石填溝復(fù)墾綠化項(xiàng)目。在辛安礦探索實(shí)施河北省首個(gè)填埋荒溝暨農(nóng)田復(fù)墾項(xiàng)目——煤矸石填溝復(fù)墾綠化項(xiàng)目，總結(jié)提煉出表土剝離、荒溝改造、導(dǎo)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(yàn)。

“變廢為寶”，提高瓦斯抽采利用率

峰峰集團(tuán)創(chuàng)新工作思路，推動(dòng)煤層氣綜合利用項(xiàng)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(xiàng)目，不僅解決了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

峰峰集團(tuán)所屬礦井地質(zhì)條件復(fù)雜，瓦斯絕對(duì)涌出量約220m3/min，本部7對(duì)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(fù)壓雙瓦斯抽采系統(tǒng)。借鑒石油煤層氣地面開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，九龍礦地面水射流徑向水平破煤瓦斯治理技術(shù)試驗(yàn)成功，達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平，對(duì)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(dòng)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(tuán)已在九龍礦、大淑村礦、羊東礦、新屯礦4個(gè)單位投入運(yùn)行22臺(tái)瓦斯發(fā)電機(jī)組。2021年實(shí)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(shí)。同時(shí)，加強(qiáng)電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)運(yùn)行、運(yùn)維檢修各環(huán)節(jié)綠色低碳技術(shù)研發(fā)，實(shí)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(shí)現(xiàn)全過程節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地和環(huán)境保護(hù)。此外，峰峰集團(tuán)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(xiàng)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(tuán)積極推動(dòng)節(jié)能環(huán)保項(xiàng)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(yùn)行、污染物達(dá)標(biāo)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(tuán)累計(jì)投資1.3億元，完成節(jié)能技改項(xiàng)目70余項(xiàng)，每年可節(jié)約用電3639萬千瓦時(shí)、節(jié)煤6.3萬噸。其中，應(yīng)用空氣壓縮機(jī)余熱利用、太陽能等低碳無碳能源技術(shù)12項(xiàng)，每年減少用電723萬千瓦時(shí)；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(shí)現(xiàn)年發(fā)電1900萬千瓦時(shí)。

2021年，峰峰集團(tuán)實(shí)施節(jié)能技改工程項(xiàng)目23項(xiàng)，年節(jié)約用電1177萬千瓦時(shí)，節(jié)資創(chuàng)效1988萬元。廣泛應(yīng)用掘錨護(hù)一體機(jī)、液壓支架電液控等裝備，先后完成大淑村礦東翼3-6部運(yùn)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(xiàng)目；梧桐莊礦實(shí)施采區(qū)排水系統(tǒng)優(yōu)化改造、永磁電機(jī)和集中供液技術(shù)等多項(xiàng)節(jié)能技改項(xiàng)目，全年節(jié)約電量343萬千瓦時(shí)，節(jié)資創(chuàng)效1100萬元。經(jīng)初步測算，2021年峰峰集團(tuán)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(dāng)量，比2015年下降了17%。

瞄準(zhǔn)高端，延伸做長產(chǎn)業(yè)鏈條

“十四五”期間，峰峰集團(tuán)以“固本、開源、創(chuàng)新、做強(qiáng)”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(jìn)。

“三大園區(qū)”“八大中心”的優(yōu)勢在于通過精準(zhǔn)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(jì)潛力、充分釋放企業(yè)內(nèi)需動(dòng)力。“集中+管控”戰(zhàn)略模式，將提高企業(yè)對(duì)每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)目標(biāo)管理的精確量化，從而控制煤炭消費(fèi)總量，實(shí)現(xiàn)企業(yè)高效發(fā)展。這既是峰峰集團(tuán)應(yīng)對(duì)碳達(dá)峰碳中和的重要舉措，也是推進(jìn)礦區(qū)資源綜合利用、促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的積極探索，更是實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降碳的有力支撐。

2021年，峰峰集團(tuán)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(yùn)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(duì)煤種、指標(biāo)進(jìn)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(shí)現(xiàn)了從源頭控制，優(yōu)化提高煤炭品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)分質(zhì)分級(jí)清潔高效利用。

與此同時(shí)，峰峰集團(tuán)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(xiàng)指標(biāo)達(dá)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(chǔ)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(yáng)塵、運(yùn)煤不留痕”的生產(chǎn)格局，獲得了“全國綠化模范單位”稱號(hào)。

“雙碳”目標(biāo)下，峰峰集團(tuán)還對(duì)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(jìn)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(tuán)將積極融入國家“雙碳”戰(zhàn)略，堅(jiān)持全產(chǎn)業(yè)鏈推進(jìn)，探索研究降碳減排方法途徑，推動(dòng)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(chǔ)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。