孔莊煤礦綠色礦山建設(shè)規(guī)劃研究

劉 杰，孫 磊，陳 軍

(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇 南京 210018)

0 引言

綠色礦山是在礦產(chǎn)資源開發(fā)全過程中實(shí)施科學(xué)有序的開采，對(duì)礦區(qū)及周邊生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)控制在可控范圍內(nèi)，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、企業(yè)管理規(guī)范和礦區(qū)社區(qū)和諧化的礦山[1]。對(duì)照《關(guān)于加快建設(shè)綠色礦山的實(shí)施意見》要求和自然資源部發(fā)布的《煤炭行業(yè)綠色礦山建設(shè)規(guī)范》等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從礦區(qū)環(huán)境、資源開發(fā)方式、資源綜合利用、節(jié)能減排、科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山、企業(yè)管理與企業(yè)形象等6個(gè)方面[2]，對(duì)綠色礦山的建設(shè)要求進(jìn)行規(guī)定，綠色礦山建設(shè)應(yīng)貫穿規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)全過程。本文以孔莊煤礦綠色礦山建設(shè)為案例，分析了礦山建設(shè)條件，提出了建設(shè)規(guī)劃具體目標(biāo)并研究探討了重點(diǎn)建設(shè)領(lǐng)域里的主要任務(wù)，以期為同類礦山的國(guó)家綠色礦山建設(shè)規(guī)劃提供科學(xué)參考[3]。

1 孔莊煤礦概況

孔莊煤礦位于江蘇省沛縣，蘇魯交界的微山湖西岸，是聞名全國(guó)的一級(jí)安全高效礦井和環(huán)境優(yōu)美化礦井，隸屬于中煤集團(tuán)上海大屯能源股份有限公司，是大屯公司最早建成的礦井之一。孔莊煤礦于1973年10月動(dòng)工，1977年7月建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為60萬噸/年，通過二、三期改擴(kuò)建工程后，目前原煤產(chǎn)量核定為144萬噸/年。礦山建有180萬噸的選煤廠，所產(chǎn)精煤、優(yōu)質(zhì)動(dòng)力煤及多種配煤可滿足不同用戶的需求?？浊f煤礦井田東西走向長(zhǎng)13 km，南北寬3.6 km，面積44.14 km2。礦井主要可采煤層為7#，8#煤層，煤層平均厚度分別為4.42 m，2.93 m，煤層傾角在11°～32°，一般為21°。煤種為低灰、低硫、特低磷、特高熱值的1/3焦煤和氣煤。

孔莊煤礦為地下開采礦山，目前開采標(biāo)高-160 m～-1 015 m，井底標(biāo)高分別為主、副井-375 m，混合井-1 015 m；在淺部布置南風(fēng)井、東風(fēng)井，落底標(biāo)高分別為-160 m，-180 m。礦井開拓區(qū)從一水平到三水平共16個(gè)采區(qū)，西一、東一、東二、東三、Ⅱ1，Ⅱ3，Ⅲ2，Ⅲ3，Ⅰ4，Ⅰ5，Ⅱ5采區(qū)已開采完畢，Ⅰ6，Ⅳ1，Ⅲ4，Ⅲ5采區(qū)為生產(chǎn)采區(qū)，Ⅳ3采區(qū)正處于準(zhǔn)備階段。礦井目前有2個(gè)綜采工作面和7個(gè)掘進(jìn)頭，其中3個(gè)煤巷掘進(jìn)頭和4個(gè)巖巷掘進(jìn)頭，為礦井開拓、準(zhǔn)備重點(diǎn)工程及回采巷道的掘進(jìn)服務(wù)。

孔莊煤礦先后獲得全國(guó)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)狀、全國(guó)雙十佳煤礦、煤炭工業(yè)節(jié)能減排先進(jìn)單位、國(guó)家級(jí)安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化煤礦、全國(guó)煤炭系統(tǒng)建設(shè)和諧社區(qū)先進(jìn)單位、全國(guó)特級(jí)安全高效礦井等100多項(xiàng)榮譽(yù)稱號(hào)。

2 孔莊煤礦綠色礦山建設(shè)目標(biāo)

孔莊煤礦堅(jiān)持將“建設(shè)綠色中煤，實(shí)現(xiàn)煤炭資源精采細(xì)采”的理念作為企業(yè)的發(fā)展方向，堅(jiān)持“以依法辦礦為前提，以安全生產(chǎn)為保障，以科技創(chuàng)新為先導(dǎo)，以綜合利用為突破，以資源高效開發(fā)為中心，以節(jié)能環(huán)保為重點(diǎn)，以數(shù)字化、智能化礦山建設(shè)為契機(jī)，以夯實(shí)管理基礎(chǔ)為手段”，將綠色發(fā)展的理念與實(shí)踐貫穿于礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的全過程。積極推進(jìn)清潔生產(chǎn)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，建設(shè)成為管理科學(xué)規(guī)范、生態(tài)環(huán)境優(yōu)美、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、企業(yè)內(nèi)外和諧的現(xiàn)代化綠色礦山。

3 綠色礦山建設(shè)基本原則

3.1 堅(jiān)持因礦制宜、統(tǒng)籌發(fā)展的原則

以國(guó)家政策、戰(zhàn)略、任務(wù)與要求為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合礦山實(shí)際情況，總結(jié)分析在日常生產(chǎn)過程中，資源開發(fā)利用、環(huán)境保護(hù)和社區(qū)和諧發(fā)展等方面所存在的矛盾及問題，提出具有可操作性的方法和措施，保證礦山統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展[4]。

3.2 堅(jiān)持突出重點(diǎn)、把握特色的原則

在綠色礦山建設(shè)規(guī)劃以及重點(diǎn)領(lǐng)域開展專題規(guī)劃，對(duì)礦山采取的先進(jìn)技術(shù)、方法、手段進(jìn)行及時(shí)歸納和總結(jié)，發(fā)展建設(shè)體現(xiàn)自身特色的綠色礦山發(fā)展模式[3]。

3.3 堅(jiān)持合理規(guī)劃、注重實(shí)施的原則

依據(jù)綠色礦山建設(shè)的基本條件及煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，制定符合實(shí)際的建設(shè)規(guī)劃目標(biāo)。積極開展實(shí)施規(guī)劃重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目，各項(xiàng)建設(shè)工程應(yīng)做好資金安排，合理統(tǒng)籌，狠抓落實(shí)，保證規(guī)劃指標(biāo)的順利完成。

3.4 堅(jiān)持創(chuàng)新發(fā)展、與時(shí)俱進(jìn)的原則

認(rèn)真貫徹執(zhí)行政府制定的一系列方針政策與規(guī)定，與時(shí)俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，研究和引進(jìn)新工藝、新方法、新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)科學(xué)發(fā)展、統(tǒng)籌發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)與自然環(huán)境、社會(huì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)域及主要規(guī)劃任務(wù)

4.1 礦區(qū)環(huán)境

孔莊煤礦十分重視環(huán)境保護(hù)工作，加大礦山地質(zhì)環(huán)境治理保護(hù)力度，全面開展地質(zhì)災(zāi)害防治工作。加強(qiáng)土地復(fù)墾工作，創(chuàng)新土地復(fù)墾技術(shù)，加大土地復(fù)墾資金投入，對(duì)可復(fù)墾的土地全面復(fù)墾，因地制宜，優(yōu)先復(fù)墾為耕地[5]。土地復(fù)墾所采用的方法主要有：煤矸石充填法復(fù)墾、挖深墊淺法復(fù)墾、粉煤灰充填法復(fù)墾、湖泥充填法復(fù)墾，其中以湖泥充填法復(fù)墾為主。

規(guī)劃期內(nèi)礦山對(duì)位于微山縣趙廟鎮(zhèn)境內(nèi)總面積22.24 hm2(合333.63畝)采煤塌陷地進(jìn)行規(guī)劃治理，項(xiàng)目總投資預(yù)算為650萬元，可恢復(fù)優(yōu)質(zhì)高效耕地面積18.37 hm2，有效緩解礦區(qū)突出的人地矛盾，對(duì)改善區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境具有重大意義。項(xiàng)目的建設(shè)使大面積的塌陷地和積水區(qū)復(fù)墾成耕地及養(yǎng)殖水面，增加耕地的同時(shí)促進(jìn)漁業(yè)和畜牧業(yè)的發(fā)展[6]，可為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民提供多種就業(yè)和創(chuàng)收途徑，有利于地區(qū)的社會(huì)穩(wěn)定。

4.2 資源開發(fā)方式

孔莊煤礦通過對(duì)已有的采區(qū)重新優(yōu)化設(shè)計(jì)布置，實(shí)現(xiàn)工作面合并，加大工作面走向與傾斜長(zhǎng)度，減少區(qū)段煤柱和上山煤柱損失，提高資源綜合利用率；通過對(duì)綜采設(shè)備的升級(jí)改造，加大工作面的回采高度和截割深度，加快了工作面過斷層及特殊條件下的回采進(jìn)度，提高了工作面的回采率；在巷道支護(hù)上不斷取得改進(jìn)和技術(shù)突破，使工作面區(qū)段煤柱尺寸從過去的10 m縮小為5 m，資源損失大幅降低，最大限度地回收煤炭資源。

規(guī)劃期內(nèi)礦山針對(duì)礦山7煤賦存的實(shí)際情況，研究大傾角、斷層多等情況下一次采全高工藝的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)礦山7煤厚煤層一次采全高，有效提高大采高工作面煤炭回收率。大傾角厚煤層一次采全高工藝在7436工作面進(jìn)行應(yīng)用，該工藝的順利實(shí)施使得工作面回采率可提高約5%，可多回采煤炭約9.7萬噸，以500元/噸計(jì)，可直接創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益約4 850萬元。

4.3 資源綜合利用

孔莊煤礦依托大屯礦區(qū)“一縱五橫”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，最大限度地實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的礦井水、生活污水、煤矸石、煤泥以及其他廢棄物的循環(huán)利用，將孔莊煤礦建設(shè)成技術(shù)先進(jìn)、知識(shí)密集、管理文明、環(huán)境友好、結(jié)構(gòu)和諧的綠色礦區(qū)，走在全國(guó)煤炭行業(yè)資源綜合利用的前列。

規(guī)劃期內(nèi)礦山開展矸石不升井系統(tǒng)、井下充填技術(shù)研究，充填開采工藝與設(shè)備的改進(jìn)遺跡煤矸石綠化治理技術(shù)、綜合治理研究。該項(xiàng)目的研究與應(yīng)用，可以對(duì)采煤工作面、廢舊巷道進(jìn)行矸石充填，多采出煤炭資源，采用沿空留巷減少巷道掘進(jìn)量，增加回采效益，降低掘進(jìn)成本。矸石不升井減少了地面矸石的排放與堆積，矸石山的綠色治理改善了矸石山占用土地及環(huán)境污染問題，節(jié)約了土地資源，有效緩解周圍生態(tài)環(huán)境壓力。矸石不升井、井下充填技術(shù)的實(shí)施，可以一定程度上控制開采范圍內(nèi)的地表沉陷，有效保護(hù)開采范圍內(nèi)的建筑物安全，減少村莊搬遷土地流失。

4.4 節(jié)能減排

孔莊煤礦積極落實(shí)國(guó)家及公司“節(jié)能減排”工作部署，積極開展節(jié)能降耗與減排工作，節(jié)能降耗達(dá)到國(guó)家規(guī)定指標(biāo)。采用先進(jìn)的節(jié)能減排生產(chǎn)工藝，“三廢”排放達(dá)標(biāo)，固體廢棄物綜合利用率達(dá)到國(guó)內(nèi)同類礦山先進(jìn)水平。

規(guī)劃期內(nèi)礦山實(shí)施井上下電氣設(shè)備變頻供電節(jié)能改造工程，采煤工作面大溜子及主運(yùn)皮帶根據(jù)實(shí)際需要，采用變頻器供電運(yùn)行，改變供電頻率，調(diào)節(jié)負(fù)載，起到降低功耗、減少損耗的作用，每年可以節(jié)約用煤1 793 t，節(jié)約電量443.9萬千瓦時(shí)，可以節(jié)約電費(fèi)330余萬元。另外，變頻器調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟動(dòng)并降低啟動(dòng)電流，減少了對(duì)電網(wǎng)的沖擊及對(duì)設(shè)備的損壞，大大提高了設(shè)備的使用壽命。

4.5 科技創(chuàng)新與數(shù)字化礦山

孔莊煤礦歷來重視科技創(chuàng)新，堅(jiān)持依靠科技進(jìn)步，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，不斷加大科技投入，先后有160多個(gè)新裝備、新技術(shù)投入了生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)，取得了顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

規(guī)劃期內(nèi)礦山實(shí)施智能化礦井建設(shè)工程，基于云平臺(tái)的生產(chǎn)安全大數(shù)據(jù)集成分析平臺(tái)及預(yù)控預(yù)警系統(tǒng)研究與應(yīng)用。以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為方向，推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)安全和煤礦智能化發(fā)展，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新一代通信技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)[7]等現(xiàn)代信息技術(shù)在煤炭工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用。

積極開展7301和7434工作面開采沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警與防治技術(shù)研究工程，以孔莊煤礦受埋深、復(fù)雜構(gòu)造、厚硬巖層、沖擊傾向性煤層及頂?shù)装宓染C合影響下的7301和7434工作面開采沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警與防治技術(shù)為研究對(duì)象，開展復(fù)雜多因素條件下工作面開采沖擊地壓監(jiān)測(cè)預(yù)警、防治技術(shù)研究。通過7301和7434工作面研究礦井深部工作面采掘活動(dòng)過程中煤巖層的沖擊效應(yīng)，研究煤層、頂?shù)装鍙?qiáng)度、外界動(dòng)載等對(duì)煤層沖擊效應(yīng)的影響，區(qū)劃其沖擊危險(xiǎn)區(qū)域；研究7301和7434采掘工作面開采過程中的鉆屑量、SOS微震監(jiān)測(cè)預(yù)警指標(biāo)，提出分級(jí)分區(qū)預(yù)測(cè)技術(shù)及其對(duì)策；研究7301和7434采掘工作面開采過程中沖擊地壓防治措施的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)及其優(yōu)化，并對(duì)卸壓效果進(jìn)行評(píng)價(jià)[8]。

加快實(shí)施7436工作面智能化工作面建設(shè)工程，在孔莊煤礦IV1采區(qū)7436工作面裝備配套升級(jí)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)一套綜采自動(dòng)化控制系統(tǒng)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)等，采用“記憶割煤、視頻監(jiān)視、人工遠(yuǎn)程控制”等技術(shù)手段，達(dá)到采煤工作面“自動(dòng)控制為主，人工干預(yù)為輔，無人跟機(jī)作業(yè)，有人安全巡視，地面遠(yuǎn)程監(jiān)控”的智能化開采模式，實(shí)現(xiàn)煤礦智能化開采。

4.6 企業(yè)管理與企業(yè)形象

孔莊煤礦堅(jiān)持以人為本，積極推進(jìn)“最美孔莊”建設(shè)工程。規(guī)劃期內(nèi)美化礦容礦貌，及時(shí)更新更換礦內(nèi)燈飾、宣傳標(biāo)語、排版等，并實(shí)行“6S”管理，推行現(xiàn)場(chǎng)管理規(guī)范化、日常工作部署化、物資擺放標(biāo)識(shí)化、工廠區(qū)管理整潔化、人員素養(yǎng)整齊化、安全管理常態(tài)化，推動(dòng)礦井環(huán)境整潔有序、設(shè)施安全運(yùn)行、職工行為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

礦山積極推進(jìn)精神文明建設(shè)，每個(gè)季度舉辦道德講堂，開展“真心英雄”品牌欄目及新人新事評(píng)比活動(dòng)，堅(jiān)持“和”文化統(tǒng)領(lǐng)，完善文化體系建設(shè)，推動(dòng)企業(yè)文化傳承創(chuàng)新、宣貫落地，助推“最美孔莊”建設(shè)工程早日實(shí)現(xiàn)。加強(qiáng)日常監(jiān)督檢查，成立“6S”管理群，做好動(dòng)態(tài)跟蹤，發(fā)揮監(jiān)督作用，做到定期檢查和日常抽查相結(jié)合、明察與暗訪相結(jié)合，不斷提升文明單位創(chuàng)建及“最美孔莊”建設(shè)水平。

礦山自覺履行企業(yè)社會(huì)責(zé)任，出資修建村鎮(zhèn)公路，方便當(dāng)?shù)匕傩粘鲂校怀鲑Y加固湖西大堤和改建防洪閘，保護(hù)了湖西地區(qū)超過26.67 hm2的農(nóng)田和200多萬人口的生命財(cái)產(chǎn)安全；對(duì)采煤沉陷區(qū)村莊采取易地搬遷安置，完成王莊村和南挖工莊村易地搬遷安置工作。

5 結(jié)語

綠色礦山應(yīng)貫徹創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念，遵循因礦制宜的原則，實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源開發(fā)全過程的資源利用、節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、土地復(fù)墾、企業(yè)文化和企地和諧[9]等的統(tǒng)籌兼顧和全面發(fā)展，是貫徹落實(shí)習(xí)近平生態(tài)文明思想的具體體現(xiàn)。因此，建設(shè)綠色礦山是一項(xiàng)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是一項(xiàng)長(zhǎng)期性戰(zhàn)略任務(wù)，礦山企業(yè)必須按照綠色礦山建設(shè)的基本條件全面規(guī)劃，依據(jù)自身特點(diǎn)明確建設(shè)規(guī)劃目標(biāo)和重點(diǎn)規(guī)劃領(lǐng)域，有效推進(jìn)綠色礦山建設(shè)各項(xiàng)工作，方可為保護(hù)資源、保護(hù)環(huán)境、促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和維護(hù)群眾利益做出貢獻(xiàn)[10]。