冀中能源低碳運行生態(tài)礦山
編者按 低碳經(jīng)濟(jì)是以低能耗、低污染為基礎(chǔ)的經(jīng)濟(jì)，其核心是能源技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和人類消費發(fā)展觀念的根本性轉(zhuǎn)變。它以無碳、低碳能源為基礎(chǔ)，實現(xiàn)溫室氣體的減排，遏制全球氣候變暖的趨勢，保護(hù)人類家園――――地球環(huán)境，實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。因此，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)是發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的必要選擇、最佳體現(xiàn)與首選途徑。冀中能源作為全國煤炭行業(yè)的特大型企業(yè)，他們在高碳行業(yè)的煤炭生產(chǎn)中提出了建設(shè)低碳運行生態(tài)礦山的理念，并邁出了堅實的步伐，我們總結(jié)他們的成功經(jīng)驗，更具代表性和說服力，其目的就是為了進(jìn)一步推進(jìn)節(jié)能減排、綠色發(fā)展的理念。
在我國煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域，冀中能源的成長性可算是創(chuàng)紀(jì)錄的佼佼者，在已經(jīng)過去的2009年中，該企業(yè)共完成原煤產(chǎn)量4237萬噸，實現(xiàn)營業(yè)收入525億元，同比分別增長19.04％和28.29％，實現(xiàn)利潤總額20.36億元，完成考核指標(biāo)的101.79％。而在2010年前5個月，該企業(yè)以上三項指標(biāo)分別完成2742.53萬噸、468億元和18.4億元，分別比上年同期增長48.45％、94％和168％。在本年度中冀中能源將實現(xiàn)煤炭產(chǎn)量6000萬噸以上，銷售收入1000億元以上。企業(yè)總資產(chǎn)達(dá)到了730億元，相當(dāng)于組建之初的2.75倍。為什么能夠?qū)崿F(xiàn)這樣高速度的跨越式發(fā)展，該企業(yè)創(chuàng)造的低碳運行生態(tài)礦山在提高整體效益上功不可沒。 在今年4月16日由中國煤炭工業(yè)協(xié)會舉辦的冀中能源低碳運行生態(tài)礦山研究成果論證會上，由中國煤炭工業(yè)協(xié)會會長王顯政，中國工程院院士錢鳴高、彭蘇萍等專家學(xué)者組成的鑒定組通過對該項目的鑒定，一致認(rèn)為由冀中能源研究創(chuàng)造的低碳運行生態(tài)礦山，是中國煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域劃時代的科研成果，對于推進(jìn)全國煤炭生產(chǎn)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，提高綜合效益具有十分重要的示范作用。
進(jìn)軍生態(tài)礦山
在我國能源原材料生產(chǎn)領(lǐng)域，粗放的生產(chǎn)模式在過去多年中一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，尤其是在煤炭生產(chǎn)領(lǐng)域，為追求極端產(chǎn)量而放棄質(zhì)量的現(xiàn)象非常普遍，由此帶來的資源浪費、成本增加、污染加劇等不良后果不在少數(shù)。而在近年的生產(chǎn)經(jīng)營中，作為河北省屬的大型國有企業(yè)，冀中能源則提出了一個全新的理念，這就是低碳運行生態(tài)礦山。
冀中能源董事長、黨委書記、總經(jīng)理王社平用這樣的話對我們解釋說：“所謂低碳運行生態(tài)礦山，就是將礦山人文環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、資源環(huán)境和技術(shù)經(jīng)濟(jì)環(huán)境相互聯(lián)系起來，對采礦活動進(jìn)行提升改造，重構(gòu)礦山工業(yè)系統(tǒng)，以最小的能源投入和生態(tài)擾動獲取最大的資源采集和經(jīng)濟(jì)效益，并在采礦活動結(jié)束后使礦山發(fā)展與生態(tài)環(huán)境融為一體。”這個理念的核心內(nèi)容就是，煤炭開采過程中不只把煤炭看作是資源，更要把空氣、土地、地下水、周圍環(huán)境、人力等主要因素都作為重要資源進(jìn)行科學(xué)開發(fā)，使矸石回填置換煤炭，礦水源、風(fēng)源得到充分利用，保水開采、廢氣處理、礦井水澄清回灌、瓦斯抽采發(fā)電等技術(shù)應(yīng)用變成現(xiàn)實生產(chǎn)力，從而形成了“采煤不見煤、出煤不燒煤、用水不排水、排矸不提矸”的低碳運行生態(tài)礦山。
冀中能源黨委副書記高同燕感慨地對記者說：冀中能源之所以提出建設(shè)低碳運行生態(tài)礦山，主要是企業(yè)科學(xué)發(fā)展的需要。他介紹說，冀中能源是由峰峰集團(tuán)和金能集團(tuán)兩家國有大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)組合而成的特大型企業(yè)，雖然河北煤炭資源有多半在他們的管轄范圍內(nèi)，但由于河北煤炭機(jī)械化開采歷史遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于其它區(qū)域，所留下的優(yōu)勢資源自然是十分有限，在集團(tuán)歸口管理的邯鄲、邢臺、石家莊、張家口等地的六家國有煤礦，有多半已經(jīng)被國家確定為資源枯竭型礦山。隨著優(yōu)勢資源的減少，逼迫著人們向三下采煤領(lǐng)域挺進(jìn)。據(jù)不完全統(tǒng)計，我國建筑物下、鐵路下和水體下壓煤達(dá)140多億噸，采出率不到7％，而河北現(xiàn)有煤炭儲量約為40億噸，三下壓煤則多達(dá)10億噸。為了保證開采范圍內(nèi)的建筑物和鐵路不致遭到破壞，開采范圍內(nèi)的水體不致大量涌入井下而發(fā)生突水事故，必須研究地下開采引起的巖層和地表移動規(guī)律；如何減少開采對保護(hù)對象的有害影響；如何加固和修復(fù)被破壞的保護(hù)對象；如何減少水體對開采的影響等。而除了在開采強度增加的同時，伴隨煤炭企業(yè)的生產(chǎn)，產(chǎn)生的壞境污染也是嚴(yán)重問題，首先是煤炭開采過程產(chǎn)生的煤矸石提升堆放是個大問題，一個百萬噸的礦井，沒有上百畝地的堆放場是沒法解決矸石的。據(jù)有關(guān)專家介紹，我國光煤矸石占地就已經(jīng)達(dá)到4000多萬畝，對于我們這樣一個土地資源稀缺的國家，這是多么巨大的浪費。而冀中能源通過戰(zhàn)略重組兼并的礦區(qū)生產(chǎn)年限大都在40年左右，井陘礦區(qū)規(guī)模開采歷史甚至達(dá)到了百年以上，三廢排放問題一直沒有很好解決，這也逼迫著企業(yè)不得不向生態(tài)礦山建設(shè)挺進(jìn)。
冀中能源股份有限公司章村礦礦長吳紅林對記者介紹說：“章村礦能夠起死回生，靠的就是走生態(tài)礦山之路。”據(jù)他介紹，章村礦是股份公司開采歷史最長的礦井，由于可采儲量的減少，特別是技術(shù)的落后，導(dǎo)致生產(chǎn)方式的落后和生產(chǎn)效率的低下，曾經(jīng)連續(xù)18年都處于虧損狀態(tài)，虧損額最高時達(dá)到4300多萬元／年。就在企業(yè)瀕臨破產(chǎn)時，冀中能源開發(fā)生態(tài)礦山的科技創(chuàng)新活動大規(guī)模開展起來了，在集團(tuán)總部的大力支持下，章村礦實現(xiàn)了下組煤帶壓奧灰水防治技術(shù)和高應(yīng)力軟弱碎脹復(fù)合型圍巖巷道控制技術(shù)兩項創(chuàng)新突破。前者解放了礦井下組煤348.57萬噸，后者圈
出可采煤量1500萬噸，可使礦井持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)突破20年。由于有了這些綜合集成技術(shù)的支持，該礦終于實現(xiàn)了機(jī)械化綜采工作面生產(chǎn)，與原來高檔普采平均月產(chǎn)原煤13000噸相比，月增產(chǎn)31092噸，增幅為239％；全員效率每人每月293.9噸，和高檔普采時每人每月86.7噸相比，提高了2.39倍；年生產(chǎn)原煤由90萬噸增長到126萬噸，增加效益2000多萬元，企業(yè)年利潤達(dá)到千萬元以上，職工人均收入翻了近3番。
走出科學(xué)路徑
就在今年4月16日由中國煤炭工業(yè)協(xié)會舉辦的冀中能源低碳運行生態(tài)礦山研究成果論證會上，中國工程院院士、著名采礦專家錢鳴高教授指出，冀中能源創(chuàng)造的低碳運行生態(tài)礦山之所以有推廣價值，其根本點在于它能根據(jù)不同的自然條件和生產(chǎn)環(huán)境科學(xué)組織生產(chǎn)，把各種不利因素最大限度地轉(zhuǎn)換成有利因素，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會效益的最大化。
――排矸不提矸，不建矸石山。采煤人都知道，煤炭資源是經(jīng)過成千上萬年植物凈化而產(chǎn)生的資源，其特點就是深埋于地層之下，人們在開辟耕地、修筑道路、建設(shè)民居之時并不一定知道它們的存在，而當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)它時，這些建筑物已經(jīng)形成，這就給煤炭的開采工作帶來很大的難度，而除了以上一些因素影響開采外，還有伴隨著煤炭開采過程產(chǎn)生的煤矸石提升堆放難題，而冀中能源研發(fā)的矸石充填開采技術(shù)正好解決了這個難題。邢東礦就是我國第一座沒有矸石山的煤礦，在煤炭開采過程中，他們把煤矸石直接用機(jī)械設(shè)備回填到巷道里，前面開采，后面填充，這樣不僅避免了地層變形，而且能置換出過去沒有辦法開采出的煤炭。邢臺礦則把地面矸石山的矸石通過粉碎、打孔再回填到井下。陶一礦則實現(xiàn)了高水材料打包充填。此外，根據(jù)地質(zhì)條件需要還可以采用膏狀材料或其他材料來充填，通過這樣一個開采措施，不僅節(jié)省了大量的提矸用電費用，同時使煤炭回采工作面回收率平均達(dá)到93.7％，采區(qū)回收率達(dá)到98.85％，分別比國家規(guī)定的指標(biāo)高出4.7個和16.8個百分點。矸石和粉煤灰井下充填開采技術(shù)在冀中能源邢臺礦創(chuàng)新成功，僅2009年，這個礦就用充填的方式從永久煤柱中采出優(yōu)質(zhì)煤31萬噸，獲利近2億元，減少二氧化碳等廢氣排放36000噸。
――出煤不燒煤，不建鍋爐房，不安裝空調(diào)。采煤人知道，地層深處是一個冬暖夏涼的恒溫體，一般都在十七八攝氏度間，對于河北地界來說，時至冬天，它能高出地表十多攝氏度，時至夏天它又比地表低出十七八攝氏度，冀中能源就利用礦井的恒溫原理，通過科技攻關(guān)，利用水源熱泵和回風(fēng)熱泵系統(tǒng)，巧妙地將其中的溫度提取出一部分，應(yīng)用于空調(diào)、洗澡以及工業(yè)用熱，替代了傳統(tǒng)的鍋爐系統(tǒng)。目前這項技術(shù)已在東龐礦、云駕嶺礦、章村礦等礦成功應(yīng)用，效果良好。令人叫絕的是，這項技術(shù)不但達(dá)到節(jié)能減排的目的，還實現(xiàn)了終身免維護(hù)，使用壽命長，可實現(xiàn)無人職守，大大降低了運行管理及維護(hù)費用。比如東龐礦區(qū)通過對礦井回風(fēng)的熱源綜合利用，僅一個礦井的一個采暖季節(jié)就可節(jié)約燃煤和運行費用220多萬元，減排二氧化碳5000多噸。
――不排廢氣、廢水，實現(xiàn)綜合治理、有效利用。采煤人都知道，礦井開采中產(chǎn)生的瓦斯、煤層氣等氣體，是直接危害礦井安全的有害氣體，如果在礦井中形成一定濃度，就很有可能釀成災(zāi)害，而將其直接排入大氣，又要形成環(huán)境污染，而冀中能源發(fā)明的瓦斯發(fā)電技術(shù)就解決了這個問題，張礦宣東礦區(qū)率先建成瓦斯發(fā)電廠，除了發(fā)電收入年創(chuàng)利潤近千萬元，還減排二氧化碳45萬噸。在充分利用瓦斯和煤層氣的同時，他們還對采礦產(chǎn)生的井下水，盡可能在井下生產(chǎn)中使用，減少地下水升井。不得已升井的礦井水經(jīng)過處理后，部分用于地面生活、綠化使用，超出部分利用新技術(shù)注回井下，實現(xiàn)了保水采煤。對于生活廢水，經(jīng)過處理后形成中水，則用于地面綠化使用，不產(chǎn)生外排。
――采煤不見煤，地下洗選，不建儲煤場。除了實現(xiàn)以上技術(shù)革新外，冀中能源集團(tuán)還打算把洗選廠建到井下。冀中能源副董事長劉建功介紹說：“圍繞著低碳運行生態(tài)礦山建設(shè)的理念，可把矸石篩選系統(tǒng)前移到井下，這樣至少會選出10％―15％的矸石，礦井提升效率將大大提高，井下開拓及選矸產(chǎn)生的矸石，可直接在井下充填，在消除煤矸石及其污染的同時，可以減少開采造成的圍巖變形破壞、地表下沉等。”這樣一來，冀中能源升井的煤炭都是商品煤炭，把地上生產(chǎn)環(huán)節(jié)如果轉(zhuǎn)移到地下，礦山就會減少許多煤炭堆場，這就完成了采煤不見煤的設(shè)想，這項創(chuàng)新正在緊鑼密鼓地研究中，在“十二五”有望變成現(xiàn)實。
追求放大效應(yīng)
冀中能源科技部部長高會春對記者說：“我們大規(guī)模地開展科研創(chuàng)新，其目的不是為了標(biāo)新立異，而是為了爭取更為豐盛的收益，因此放大科研成果，爭取更大推廣范圍，更是我們的職責(zé)。”在冀中能源開展生態(tài)礦山建設(shè)中，他們采取了酵母發(fā)散式和吸納集成式來擴(kuò)大他們科研成果的應(yīng)用范圍。
在生物制藥行業(yè)，有一種生產(chǎn)工藝叫做發(fā)酵，就是科技人員在茫茫的生物大海中只要發(fā)現(xiàn)一種能夠維護(hù)身體健康的菌種，就可以將其通過發(fā)酵工藝無限制地進(jìn)行復(fù)制和擴(kuò)散。然后形成藥品，用于醫(yī)療治病。冀中能源在生態(tài)礦山推廣中，采取的第一種模式就是這樣一種酵母發(fā)散式。比如邢東礦地處冀中平原中部，礦廠表面建筑物多，為了爭取更多資源，他們把礦井充填采煤作為企業(yè)生死攸關(guān)的大事進(jìn)行研究，取得了可喜的成果。邢東礦的成果是邢東礦的專利，但更是冀中能源共享的成果，集團(tuán)在對邢東礦進(jìn)行重獎的同時，立即組織全集團(tuán)所屬礦井到該礦參觀，這就使科研成果從邢東礦的一個礦逐步推向了多個煤礦，然后再集成優(yōu)化發(fā)展，在6年多的時間中，共置換出煤炭資源120多萬噸，而經(jīng)過全面推廣后，冀中能源每年充填矸石可達(dá)22萬立方米，置換煤炭162萬噸，能創(chuàng)直接經(jīng)濟(jì)效益3.6億元。
除了充填采煤采用了這樣的普及模式外，冀中能源其它礦井創(chuàng)新的地?zé)峄仫L(fēng)回水熱源泵技術(shù)、井巷瓦斯抽采發(fā)電技術(shù)、地下水保護(hù)利用等也很快在全集團(tuán)其它礦井得到有效地復(fù)制和推廣。
所謂吸納集成式就是通過吸納手段把許多個礦井發(fā)明的科研成果集中到一個礦山進(jìn)行集成式推廣。冀中能源主管礦山開采的副董事長劉建功對記者說，目前冀中能源正在全集團(tuán)進(jìn)行大規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)礦井建設(shè)，今后建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)礦井，將按照礦井實際情況盡量采用集成技術(shù)，也就是在一個礦井中將矸石充填采煤、地?zé)峄仫L(fēng)回水熱源泵、井巷瓦斯抽采發(fā)電、地下水保護(hù)利用等多項科研成果集成到一塊，以最大實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、高效相結(jié)合的目標(biāo)。他告訴記者，企業(yè)通過吸納集成建設(shè)生態(tài)礦山的技術(shù)規(guī)范正在編制過程中，不久就可在全集團(tuán)推廣，而實際行動中的吸納集成技術(shù)比規(guī)范編制來得快了許多，有的礦山已經(jīng)采用了兩到三項新技術(shù)，用不了一年，集成所有技術(shù)的低碳運行生態(tài)礦山就會在冀中能源誕生。
冀中能源董事長王社平告訴記者：“冀中能源的低碳運行生態(tài)礦山不僅得到了國家煤炭工業(yè)協(xié)會的肯定，也得到了國際國內(nèi)同行的認(rèn)可。到目前為止，不僅國內(nèi)有210多個煤炭施工企業(yè)和科研單位組織代表團(tuán)前來參觀取經(jīng)，國際上也有美國、英國、波蘭、印度等國家專業(yè)人士前來學(xué)習(xí)考察過，我們是毫不保留地對他們進(jìn)行技術(shù)開放和技術(shù)交流，這也算冀中能源對世界能源產(chǎn)業(yè)做貢獻(xiàn)吧。而我們通過這些交流，也使冀中能源的開采技術(shù)得到業(yè)界和社會的認(rèn)知，不少資源集中區(qū)域覺得讓冀中能源參與其開發(fā)能有效提高本區(qū)域資源有效利用，環(huán)境得到有力保護(hù)，使其在戰(zhàn)略擴(kuò)張中受到極大的禮遇，先后在山西、內(nèi)蒙古、新疆等地進(jìn)行資源擴(kuò)張取得顯著成果，僅兩年間就新獲資源儲量近100億噸，這對冀中能源持續(xù)發(fā)展形成了強大的支撐力量。”
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