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“先治理 后开采”——探访一流煤炭生产企业“黑金”变“绿金”的奥秘
2017-09-30 17:14:21 来源: 新华网
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  新华网北京9月30日电(索炜)能源本身并无清洁与否之分,决定多种能源清洁与否的是其开采、利用过程。

  迎着能源清洁利用的浪潮,神华神东煤炭集团公司(下称“神东”)从开采源头统筹环境与经济效益共同发展,突破了一个又一个绿色“掘金”的技术与理念。其在2015年煤炭市场疲软的境遇下,仍然发展稳健,成为当期国内唯一一个盈利的煤炭生产企业。

  记者近日在神东走访时发现,该公司不仅把“绿色”发展理念贯穿煤炭生产始终,更是在环保与生产的良性循环机制上找到了“以环保驱动经济效益”的方法。

  “很多人认为环保就是花钱的,没效益的。我们认为这是一个良性循环:采的煤越多,治理资金越多,环境越好,采的煤就越多”。神东环保管理处处长王义向记者表示。

  据悉,神东有1座煤矿被国土资源部命名为国家级“绿色矿山”,6座煤矿被国土资源部命名为国家级“绿色矿山试点单位”。

  视环境因素为资源要素

  神东所处的蒙、陕、晋三省区资源富集区位于毛乌素沙漠边缘地带,属于干旱缺水地区、自然生态条件非常脆弱,煤炭资源丰富且处于浅埋层条件。如何在脆弱的生态条件下充分开采煤炭资源,又不极大地影响生态环境成为神东集团发展中考虑的重要因素。

  王义介绍,在开采过程中会受到影响的水、沉陷土地和植物,通常被当做环境因素,各企业单位投钱治理,最终达标排走,毫无经济效益。但若当成资源要素来看待,则会产生经济效益。

  神东获得国家科技进步奖的“地下水和地表生态环境关键技术”和“微生物复垦技术”就是将环境因素视为资源要素的关键例证。

  我国是世界第一产煤大国,也是世界第一煤炭消费大国,我国煤矿开采每年产生的矿井水约为80亿吨,利用率仅为25%左右,每年造成的矿井水损失量达60亿吨。

图为 神东大柳塔地下水库

  记者见到了参与设计建造“煤矿地下水库”的大柳塔煤矿总工程师陈苏社。他不算小的办公桌面上摆满了科研用书和材料,正是他提出的“地下水和地表生态环境关键技术”让煤矿生产不仅实现“地下污水零升井,地面清水零入井”,更能够在关键时刻,解当地居民生活用水的“燃眉之急”。

  经过18年的努力,神东煤矿的地下水库充分诠释了“水往低处流”的真理,在流动过程中实现污水净化功能,流到低凹处实现了储水成库的功能,清水流出利用实现了自压输水的功能,同时,首次成功施工了155m的大垂深垂直钻孔,并利用“连通器”原理,尽可能实现“自然压差供水”。

  地下水库的人工“丁”字形坝体,充分保障地下水库的安全性,杜绝水患、水灾等潜在不安全因素,业内专家称其为“科学上有发现,技术上有发明,工程上有创新”。

  目前,神东已在15个矿井建成35座地下水库,仅神东大柳塔煤矿的3座地下水库总存水量就有大约700万m3,其中,一号库有330多万m3,二号库、三号库为180m3至190万m3左右。

  陈苏社介绍,建成地下水库之前,煤矿矿井生产用水全部从水厂采购,不仅浪费了干旱地区的水资源,同时极大程度上受到了水厂的制约,一旦停水,生产就会受到影响。而传统的地面储水方式蒸发量大,水质易受污染,建设运营成本高,在干旱的沙地生态更是难以维系。

  如今,神东的地下水库水提供了95%的矿区生产、生态和生活用水,大幅减少了外购水和排污水的费用,每年经济效益9.3亿元,实现了矿区水资源良性立体循环。仅大柳塔水库每年就可节省相关费用6000万元,省水280万吨。

  地下水库水不仅循环用于生产,经过神东地上的污水处理厂,甚至反哺当地百姓生活用水。据了解,2015年底,大柳塔镇由于天气寒冷,供水管爆裂,且由于埋深、斜坡等因素处理难度大,导致居民生活用水一度终端。神东的地下水在断水第二天就输送到生活区,用于供热、马桶中水等。

  除了水,神东将土地也当成了具有生产能力的资源。曾经的大柳塔采煤沉陷区,如今是“国家水土保持科技示范园”。

  大柳塔煤矿水土保持科技示范园区总建设面积50平方公里,实施了水保工程35项,投资1.3亿元,是全国首个以采煤沉陷区水保生态治理为主的示范园区,具有典型性与示范性。

  该区自2015年以来,规划建设为“三区一核”,“三区”即建设区、生产区、公益区,“一核”即科普展示核心区。

  记者来到该示范园区位于大柳塔镇东山段的生产区,放眼望去,绿意盎然。据了解,该区域原本植被覆盖率仅有3%-11%左右,如今,神东对该地区风沙、采煤沉陷区进行治理,治理率达到100%,植被覆盖率提高到60%以上。

  不同以往的是,该区域种植的植物并非传统的松树等观赏类植物,满山遍野覆盖的都是经济性作物沙棘。据了解,神东在大柳塔示范园建成以沙棘为主的生态经济林基地25平方公里。利用矸石将天然沟壑填平复垦绿化,变为绿地和良田,还地于地方政府和村民。

图为 大柳塔煤矿水土保持科技示范园区种植的沙棘 新华网 索炜 摄

  王义告诉记者,目前山上种的大果沙棘,大约有255万株,初步测算,到盛果期,大约每年能够有1.3亿的经济产值,形成效益,随着继续扩大种植,可以完全保障当地农民的生产、生活。

  神东还在示范园建设区的办公、生活小区营造公园绿地,建成园林小区,绿化率达70%以上,多次被评为省、市、县文明示范小区和全国绿色社区。矿井工业区营造适生乡土树木,建成森林厂区。河道营造橡胶坝,建成滨水景区。

  在公益区,神东重点实施大柳塔镇移民村、周边山地绿化和地方公路生态长廊绿化等水保工程和公益林,治理面积8.1平方公里,绿化里程52公里;在科普展示核心区实施了水保植物示范、工程示范、产业示范、水保监测、科普教育等生态科技示范工程,具备了水土保持示范与宣传功能。

  示范区运用的微生物复垦技术是神东于2008年开始和中国矿业大学(北京)合作开展的一系列研究与实验。通过从当地土壤中筛选出适宜的丛枝菌根真菌,培养后接种于植物根系,扩大植物根系对土壤水分和养分吸收能力与吸收量,利用菌丝修复了断根,植物成活率和植株生长量均提高10%以上。2015年获国家科技进步二等奖,有效解决了干旱、贫瘠、沉陷伤根等难题。

  开采源头的节能、环保变“绿色”效益

  神东集团将绿色贯穿始终,开采煤矿中,创新井下绿色开采技术,最大限度减少对生态环境的影响。

  针对煤炭开采中矿井水、矸石、煤尘三大影响因素,通过采空区过滤净化、煤矸置换、煤炭采装运全环节封闭,结合生态修复,有效保护了地表生态环境。

  2017年1月在神东补连塔煤矿安装完成的8米大采高更是节能、环保的重要表现之一。该设备是目前国内,乃至世界上最大的一套采高设备。

图为 神东补连塔煤矿八米大采高

  据了解,补连塔煤矿平均煤层厚度约为7.44米,此前补连塔煤矿用的7米大采高实际采高约为6.67米,浪费煤层约1米,资源回采率低。

  针对高煤层的开采,煤矿还普遍采用放顶煤和分层开采两种方式。放顶煤开采在放煤的同时,矸石会掉落进煤层中,导致煤炭矸石量大,发热量下降,煤质指标不达标,日常设备投入成本比较高,检修工作量也比较大,资源回采率极低。

  而分层开采要将煤层分成几层,反复开采,上层开采后,会产生坑洼、积水、有毒有害气体和较大的压力,采下一层的时候就会产生更高的难度与安全隐患,回采率也低;同时,由于反复开采,消耗的生产用油脂、设备、水等也是双倍,节能极差。两种方法的回采率仅为60%至70%。

  补连塔煤矿2017年1月安装的8米大采高是业界最高采高,回采率高,工作面能够达到煤层高度的97%——98%。由于其一次采全高,推进速度较快,效率极高。以补连塔煤矿为例,8米大采高自2017年3月投入运行,分层开采或放顶煤需要一年半至两年,才能完成,8米大采高只要十个月,且工人劳动强度相对较小。

  补连塔煤矿综采三队队长王伟介绍,高度的增加带来的是工作面压力加大、经验缺乏、现场使用设备可靠性、现场操作与工矿条件匹配度等考验。目前运行稳定。

  王伟称,与七米的采高相比,八米大采高一个工作面可多回采120万吨煤,补连塔五个工作面可多回采出700万吨煤,按照目前煤价估算,经济效益约为20亿以上。

  另一方面,王伟介绍,补连塔煤矿的八米大采高是目前神东公司国产化最高的工作面,在设备设计、建造之初,神东就将环保、安全理念融入其中。

  原本支架用于各类安全阀泄压的乳化油脂在泄压时会向外溢流,以保证压力正常,设备钢体安全。神东要求八米大采高进行技术改造,所有油缸安全阀泄液全部回收到乳化泵站箱,可以重复再利用,以避免对地下水的污染,并将乳化液用于油缸提供动能,形成闭环。

  在安全方面,加长互帮版,进行管路改造,设计制造短管路,避免爆管、片帮伤人等。

  据了解,神东煤矿补连塔和上湾煤矿均适用8米以上的煤矿工作面。目前,上湾煤矿正设计建造8.8米大采高。

  “我们不是单纯的搞治理,现在更统筹,把生态文明大概念统筹起来做。我们倡导政府推动、企业唱主角,农民来参与——三方共赢的结果。”王义表示。

  据了解,神东自1985年以来累计绿化投入约为18亿,为陕西当地政府缴纳生态保持补偿资金约30亿。神东规定,每开采一吨煤,提取0.45元搞绿化的长效保障机制,将生态与煤矿 开采捆绑在一起,这也是王义所说的“采的煤越多,治理资金越多,环境越好,采的煤就越多”的良性循环机制。

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【纠错】 责任编辑: 索炜
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