義能煤礦綠色礦山建設(shè)探索實(shí)踐

張 強(qiáng) 孫 力

（1.通用技術(shù)集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250031；2.山東義能煤礦有限公司，山東 汶上 272511）

山東義能煤礦有限公司（以下簡稱“義能煤礦”）2019年編制了《山東義能煤礦有限公司綠色礦山建設(shè)實(shí)施方案》，成立了綠色礦山建設(shè)工作領(lǐng)導(dǎo)小組。經(jīng)過多年的穩(wěn)步推進(jìn)及一年的重點(diǎn)建設(shè)[1-3]，義能煤礦在資源高效開發(fā)與合理利用、科技創(chuàng)新、節(jié)能減排及礦山環(huán)境恢復(fù)與綜合治理等方面已取得了顯著效果，已按標(biāo)準(zhǔn)基本建成綠色礦山。

1 建設(shè)目標(biāo)

1.1 總體目標(biāo)

義能煤礦認(rèn)真貫徹落實(shí)習(xí)近平總書記提出的“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”發(fā)展理念，實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，全力打造綠色礦山。義能煤礦全面實(shí)現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境生態(tài)化、開采方式科學(xué)化、資源利用高效化、管理信息數(shù)字化、礦區(qū)社區(qū)和諧化，堅(jiān)持“無害化開采、生態(tài)化發(fā)展”的戰(zhàn)略方向，努力將煤礦建設(shè)成為一座科技礦山、綠色礦山、生態(tài)礦山、標(biāo)桿礦山。

1.2 建設(shè)期目標(biāo)

義能煤礦對照綠色礦山相關(guān)指標(biāo)要求，在分析現(xiàn)有綠色礦山創(chuàng)建工作成果及存在問題的基礎(chǔ)上，認(rèn)真實(shí)施資源節(jié)約與高效利用、礦山環(huán)境保護(hù)與綜合治理、科技創(chuàng)新、節(jié)能減排和社區(qū)和諧規(guī)劃建設(shè)任務(wù)，開展資源綜合利用類工程、科技攻關(guān)類工程、礦山環(huán)境恢復(fù)治理類工程以及和諧社區(qū)建設(shè)類工程，科學(xué)、合理、有序地開展綠色礦山建設(shè)工作。到建設(shè)期末，使該礦全面達(dá)到和符合綠色礦山建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)和要求。

2 綠色礦山建設(shè)現(xiàn)狀

2.1 礦區(qū)環(huán)境

（1）功能分區(qū)合理

工業(yè)場地按功能由南向北主要?jiǎng)澐譃槿齻€(gè)區(qū)，即場前生活辦公區(qū)、輔助生產(chǎn)倉庫區(qū)及煤炭生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)區(qū)。

（2）儲(chǔ)運(yùn)與防塵

工業(yè)場地內(nèi)煤炭加工運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的煤塵采用機(jī)械通風(fēng)除塵和噴霧灑水降塵結(jié)合的措施，設(shè)計(jì)配備了灑水車定時(shí)灑水防塵。各個(gè)轉(zhuǎn)載點(diǎn)設(shè)有噴霧灑水裝置，對煤炭外運(yùn)車輛采取定量裝載并加蓋蓬布抑塵、出場停車沖洗措施。

（3）礦區(qū)綠化完備

礦井綠化在建設(shè)時(shí)堅(jiān)持開發(fā)和綠化同步發(fā)展的原則，結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥捞攸c(diǎn)，利用地方樹種，按照不同的功能分區(qū)對工業(yè)場地、場外道路進(jìn)行綠化?，F(xiàn)礦區(qū)綠化覆蓋率100%。

2.2 資源開發(fā)方式

該礦采用立井開拓方式，傾斜長壁后退式采煤法，綜采工藝，超高水材料充填采空區(qū)管理頂板。公司各項(xiàng)采礦工藝技術(shù)指標(biāo)達(dá)到自然資源部、山東省及綠色礦山建設(shè)規(guī)范要求的最低指標(biāo)要求。

義能煤礦建有一套完備的超高水充填系統(tǒng)，自2015年10月投產(chǎn)以來，一直采用超高水全部充填法進(jìn)行長壁綜采，充填率達(dá)到95%以上，目前地面下沉最大不超過300 mm，對地面建筑物影響輕微。項(xiàng)目實(shí)施后，地面房屋總體上不超過一級(jí)損壞，通過簡單修復(fù)，可以保證房屋使用安全。

2.3 資源綜合利用

（1）選煤

義能煤礦建有與礦井同等能力的選煤廠，位于礦井工業(yè)場地內(nèi)，采用原煤無壓三產(chǎn)品重介旋流分選工藝。選煤廠洗水一級(jí)閉路循環(huán)，不外排。近三年原煤入選率均達(dá)到100%。

（2）煤矸石綜合利用

目前生產(chǎn)掘進(jìn)矸石、選煤廠洗選出來的矸石及工業(yè)場地鍋爐房產(chǎn)生的灰渣用于塌陷區(qū)回填、鋪路，部分用來制磚。下一步井下矸石置換充填方案實(shí)施后，井下掘進(jìn)矸石用以置換充填，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)矸石不升井。

（3）礦井水綜合利用

礦井井下正常排水量為40 m3/h，處理站采用水力循環(huán)澄清池+無閥過濾器+活性炭處理工藝。一級(jí)處理后的礦井水經(jīng)過消毒處理后大部分用于超高水充填系統(tǒng)，少部分用于工業(yè)場地消防用水、綠化用水、地面防塵用水、選煤廠用水等。近三年來礦井水綜合利用率100%。

2.4 節(jié)能減排

（1）節(jié)能

公司制定節(jié)能管理制度和節(jié)能減排設(shè)備更新計(jì)劃，并建立了生產(chǎn)全過程能耗核算體系，對生活、機(jī)房等用電、用水、用油及用煤單位進(jìn)行能源使用計(jì)量，按指標(biāo)考核，實(shí)現(xiàn)節(jié)能管理的“精細(xì)化”。

（2）減排

在礦山運(yùn)營過程中，堅(jiān)持達(dá)標(biāo)排放，利用全封閉煤炭儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，杜絕露天作業(yè)，減少了粉塵等固定顆粒物排放；利用礦井水處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)礦井生產(chǎn)、充填開采、洗選煤、井下礦井水循環(huán)利用，達(dá)到污水零排放；利用乏風(fēng)凈化系統(tǒng)，減少SO2、CO、粉塵、瓦斯等有害氣體的排放。

2.5 礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)

公司制定環(huán)境管理制度，并定崗定責(zé)，嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)“三同時(shí)”制度。項(xiàng)目建設(shè)過程中，依法編制《山東義能煤礦有限公司義能礦井項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書》等文件，取得相關(guān)批復(fù)并完成環(huán)保設(shè)施驗(yàn)收工作；依法編制《山東義能煤礦有限公司礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾方案》，并嚴(yán)格落實(shí)執(zhí)行。

2.6 科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山

礦山經(jīng)過多年的精心建設(shè)，已經(jīng)形成機(jī)構(gòu)完整、組織健全的科研隊(duì)伍，以研發(fā)超高水充填采煤技術(shù)、井下矸石不升井技術(shù)為載體，技術(shù)隊(duì)伍不斷補(bǔ)充和壯大，其中“超高水材料充填開采技術(shù)”科技成果已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。近三年科研及技改投入均高于上年主營業(yè)務(wù)收入的1.5%。

3 存在問題

3.1 矸石利用方式有待改進(jìn)

根據(jù)礦井開拓部署，義能煤礦二水平延深工程將全面展開，出矸量大，井下矸石難以外運(yùn)處理，只能在工業(yè)場地內(nèi)露天堆放儲(chǔ)存。煤矸石長期露天堆放，易污染空氣土壤及存在發(fā)生自燃的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 礦井余熱回收利用存在問題

義能煤礦在實(shí)際開采過程中有大量的低品味能源可回收利用，主要是礦井乏風(fēng)和壓風(fēng)機(jī)余熱。利用低品位能源經(jīng)過熱交換獲取的高品位能源用于礦區(qū)供熱，可全面替代礦區(qū)燃煤鍋爐系統(tǒng)，降低一次能源消耗及污染物的排放。

4 改進(jìn)措施

4.1 矸石利用改進(jìn)措施

實(shí)施井下矸石置換充填方案，采用巷道充填方式，充填巷掘進(jìn)完成后，暗斜井矸石通過膠帶輸送機(jī)沿矸石運(yùn)輸巷運(yùn)至充填巷，經(jīng)轉(zhuǎn)載機(jī)輸送至拋矸機(jī)，由拋矸機(jī)拋至充填巷迎頭。

4.2 礦井余熱回收利用改進(jìn)措施

礦井余熱回收利用工程分礦井乏風(fēng)、壓風(fēng)機(jī)余熱回收利用工程。在礦井源熱泵系統(tǒng)中，熱交換器實(shí)現(xiàn)將礦井乏風(fēng)及壓風(fēng)機(jī)余熱中所蘊(yùn)含的大量熱能通過噴淋換熱方式轉(zhuǎn)移到循環(huán)水里面。經(jīng)過熱泵系統(tǒng)后的循環(huán)水再重新送入礦井乏風(fēng)及壓風(fēng)機(jī)熱交換器進(jìn)行熱交換，循環(huán)往復(fù)，將不能直接利用的低溫?zé)崮茏優(yōu)橛杏玫母邷責(zé)崮?，用于煤礦建筑冬季采暖、夏季制冷、冬季極端環(huán)境溫度下的井口防凍以及全年洗浴熱水熱源。

5 改進(jìn)效果分析

5.1 矸石利用效果分析

義能煤礦矸石置換充填方案的實(shí)施，可有效解決二水平延深工程矸石問題，有效提高暗斜井掘進(jìn)速度；可實(shí)現(xiàn)礦井掘進(jìn)矸石不升井；可減少煤矸石露天存放，有效降低環(huán)境污染、土壤污染、地下水污染。

5.2 礦井余熱利用效果分析

項(xiàng)目建成后全面替代礦區(qū)現(xiàn)有燃煤鍋爐，改變礦區(qū)燃燒大量煤炭的高耗能、高污染、高運(yùn)行費(fèi)用的狀況。與常規(guī)的系統(tǒng)相比，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤1258 t，實(shí)現(xiàn)采用可再生能源替代常規(guī)能源的全新能源利用方式。

6 結(jié)語

義能煤礦在現(xiàn)有綠色礦山基礎(chǔ)上，通過建設(shè)矸石置換充填系統(tǒng)、礦井余熱回收利用系統(tǒng)等重點(diǎn)工程，對礦資源綜合利用、節(jié)能減排等方面均有較大提升。通過建設(shè)綠色礦山美化了礦區(qū)環(huán)境、提高了資源綜合利用能力，減少了地表沉降，緩解了礦山企業(yè)與周圍群眾的矛盾，有利于社會(huì)穩(wěn)定和區(qū)域經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，對營造一個(gè)良好的礦區(qū)生產(chǎn)環(huán)境、樹立工程形象、創(chuàng)造良好的社會(huì)環(huán)境和當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的促進(jìn)作用。義能煤礦綠色礦山的建設(shè)，對濟(jì)寧地區(qū)綠色礦山的建設(shè)起到積極的示范作用。