“双碳”形势下的煤矿绿色开采探索

文/刘存玉

2022年全国两会期间，习近平总书记参加内蒙古代表团审议时指出：“绿色转型是一个过程，不是一蹴而就的事情。要先立后破，而不能够未立先破。富煤贫油少气是我国的国情，以煤为主的能源结构短期内难以根本改变。实现‘双碳’目标，必须立足国情，坚持稳中求进、逐步实现，不能脱离实际、急于求成，搞运动式‘降碳’、踩‘急刹车’。不能把手里吃饭的家伙先扔了，结果新的吃饭家伙还没拿到手，这不行。既要有一个绿色清洁的环境，也要保证我们的生产生活正常进行。”这为传统能源企业做好碳达峰碳中和工作提供了根本遵循。

多年来，冀中能源峰峰集团在低碳减排、绿色开采等方面从未停止探索。面对“双碳”形势对能源企业发展带来的挑战和机遇，峰峰集团坚持以习近平生态文明思想为指导，践行“绿水青山就是金山银山”理念，贯彻落实绿色发展战略，大力推进产业技术创新，全方位实施生产方式变革，深层次开展清洁生产和资源集约化利用，企业生态和环境面貌得到了显著改善。

沿空留巷，提高煤炭资源回收率

峰峰集团本部10对矿井依靠科技创新、工艺变革、装备升级，以先进适用技术改造提升煤炭主业质效。通过提高回采率、解放下组煤和“三下”煤，找煤增量、谋久做长，精采细收、低碳高效，实现了经济效益和生态效益最大化。

在万年矿、梧桐庄矿、羊东矿、大社矿、辛安矿、新屯矿等8对矿井成功推广应用沿空留巷技术，形成“强制切顶卸压自成巷”“可缩自适应留巷”“柔膜泵注混凝土留巷”“支架留巷”四项技术，不仅缓解了采掘接续问题，而且降低了煤炭开采过程中的能耗。应用沿空留巷技术，可以不留煤柱，并释放出煤柱下煤层瓦斯，极大地提高了煤炭回采率，且不同程度上降低了巷道掘进量，提高了掘进率，从而节约了支护材料，降低了巷道维护费，“留”出了一笔大效益。2021年，峰峰集团全年沿空留巷3000米以上。

“四位一体”，推进矿井水综合利用

作为全国“大水矿区”之一，峰峰集团长期致力于矿井水的源头减排、资源化利用，先后投资1.7亿元，实施矿井水堵水工程和矿井水处理工程，采用超磁分离、絮凝沉淀+高效过滤、井下混凝+多介质过滤、一体化全自动反冲洗等工艺，实现了矿井水稳定达标排放。推广采空区矿井水减量、过滤、储存、再利用“四位一体”综合利用系统，推进矿井水综合利用。

在万年矿、新屯矿、孙庄采矿公司等单位新建5个采空区过滤系统，有效降低了矿井水悬浮物浓度；大社矿升级源头分离、加药控制等设备，实现了矿井水综合利用。在井下综合处理基础上，峰峰集团矿井水还用于井上生产降尘、矸石山喷淋、洗煤电力生产补水，以及地方景观补水、农业灌溉和工业补水等，为改善地方环境、促进经济发展提供了有力支撑。

综合施策，做好矸石处置利用大文章

实施矸石山综合治理工程。目前，峰峰集团共有18座矸石山，堆存煤矸石5000余万吨。按照“一山一策、一面一策”的思路，采用矸石山稳定性治理+表层土壤构建+植被恢复“三位一体”治理模式，累计投入资金上亿元，绿化矸石山109.2万平方米，削坡135.2万立方米，覆土24.3万立方米，实现闲置矸石山绿化全覆盖、生产矿井矸石山绿化率80%以上。组织实施“低平原矸石山快速治理与覆绿模式及工程应用”项目，达到国际先进水平，获得煤炭工业科技进步二等奖。2021年，峰峰集团18座矸石山全部完成环境整治工程验收工作，为河北省首家全部通过验收的单位。

探索推动煤矸石综合利用。围绕煤矸石处置和综合利用，峰峰集团在矸石发电、制砖、充填等方面不断探索实践。实施矸石发电，现有矸石热电厂两座，总装机容量为86兆瓦，年发电量5.16亿千瓦时，供热面积400万平方米，消耗中煤50万吨、煤泥20万吨。利用煤矸石制砖，先后建成三座矸石砖厂。在矸石充填方面，累计投资1.4亿元，建成6座矸石充填站。不仅如此，峰峰集团2019年成立了“矸石利用中心”，加快推进煤矸石综合利用项目。

推进煤矸石填沟复垦绿化项目。在辛安矿探索实施河北省首个填埋荒沟暨农田复垦项目——煤矸石填沟复垦绿化项目，总结提炼出表土剥离、荒沟改造、导水排水、矸石填埋、农田复垦“五步法”施工工序，破解了煤矸石堆存与处置难题，为行业煤矸石填沟复垦提供了技术支撑，积累了宝贵经验。

“变废为宝”，提高瓦斯抽采利用率

峰峰集团创新工作思路，推动煤层气综合利用项目建设，加大煤炭开发过程甲烷排放控制与利用，积极抽采瓦斯，大力发展低浓度瓦斯发电和压缩出售项目，不仅解决了资源浪费和环境污染问题，而且创造了良好的经济效益。

峰峰集团所属矿井地质条件复杂，瓦斯绝对涌出量约220m³/min，本部7对矿井属煤与瓦斯突出矿井或高瓦斯矿井，均建有地面永久瓦斯抽采系统以及高低负压双瓦斯抽采系统。借鉴石油煤层气地面开发经验，九龙矿地面水射流径向水平破煤瓦斯治理技术试验成功，达到行业领先水平，对矿井深部煤层安全高效开采具有技术支撑作用，有力推动了瓦斯井下局部治理向地面区域治理转变。

目前，峰峰集团已在九龙矿、大淑村矿、羊东矿、新屯矿4个单位投入运行22台瓦斯发电机组。2021年实现瓦斯抽采量3297万立方米，利用率为75.1%，年发电量3884万千瓦时。同时，加强电网规划设计、建设运行、运维检修各环节绿色低碳技术研发，实施低氮燃烧技术，自备电厂在发电过程中氮氧化物浓度降低30%，实现全过程节能、节水、节材、节地和环境保护。此外，峰峰集团创造性地提出了建设煤层气压缩母站及压缩子站，将煤层气压缩至25兆帕，作为CNG外售的项目，在河北省属于首创。

“四新”应用，助力矿井节能减排

峰峰集团积极推动节能环保项目落地，推广新型环保成套设备和治理新技术，通过生产方式绿色化、能源消耗减量化、资源利用无害化，确保环保设施稳定运行、污染物达标排放，资源绿色清洁生产、高效低碳利用。

“十三五”期间，峰峰集团累计投资1.3亿元，完成节能技改项目70余项，每年可节约用电3639万千瓦时、节煤6.3万吨。其中，应用空气压缩机余热利用、太阳能等低碳无碳能源技术12项，每年减少用电723万千瓦时；峰煤焦化公司建成干熄焦余热发电系统，充分利用干熄焦余热资源，实现年发电1900万千瓦时。

2021年，峰峰集团实施节能技改工程项目23项，年节约用电1177万千瓦时，节资创效1988万元。广泛应用掘锚护一体机、液压支架电液控等装备，先后完成大淑村矿东翼3-6部运输皮带永磁电滚筒改造、孙庄矿职工洗浴供热改造等节能技改项目；梧桐庄矿实施采区排水系统优化改造、永磁电机和集中供液技术等多项节能技改项目，全年节约电量343万千瓦时，节资创效1100万元。经初步测算，2021年峰峰集团本部原煤生产、洗选、焦化、发电等产业年碳排放量为490万吨二氧化碳当量，比2015年下降了17%。

瞄准高端，延伸做长产业链条

“十四五”期间，峰峰集团以“固本、开源、创新、做强”战略为核心，系统性地提出构建“三大园区”“八大中心”设想，并统筹协调有序推进。

“三大园区”“八大中心”的优势在于通过精准的产业布局和高度集中的管理管控，深度释放企业经济潜力、充分释放企业内需动力。“集中+管控”战略模式，将提高企业对每一个生产环节目标管理的精确量化，从而控制煤炭消费总量，实现企业高效发展。这既是峰峰集团应对碳达峰碳中和的重要举措，也是推进矿区资源综合利用、促进生态文明建设的积极探索，更是实现企业节能降碳的有力支撑。

2021年，峰峰集团成立精煤研发中心，从精煤产品研发、生产组织、调运配洗、市场销售、客户反馈等环节全面管控，由原来配煤研究只针对煤种、指标进行分析研究，只注重产品技术研究，上升到精煤“研、产、供、销”全方位、一体化的综合管理层面，实现了从源头控制，优化提高煤炭品质，实现分质分级清洁高效利用。

与此同时，峰峰集团所属两大中央洗煤厂积极推广新型环保成套设备和治理新技术，保证了各项指标达到或高于国家环保要求。邯郸洗选厂积极打造“生态工厂”，从受煤坑智能喷雾、生活污水处理站、应急事故池、雨污分离管网建设等环保工程，到投入使用智能高效空气净化系统，产品存储全部仓化棚化，洗煤用水全流程闭路循环，形成了“洗煤不见煤、装煤不扬尘、运煤不留痕”的生产格局，获得了“全国绿化模范单位”称号。

“双碳”目标下，峰峰集团还对所属羊东矿、大淑村矿等矿井的瓦斯利用、碳市场交易及碳核查、焦化行业余热发电和节能减碳技术、政策需求等方面进行了调研摸底，为下一步全面开展碳核查和碳资产管理奠定了基础。未来，峰峰集团将积极融入国家“双碳”战略，坚持全产业链推进，探索研究降碳减排方法途径，推动单一焦化产业向“高端、高效、低碳、环保、可持续”新型现代化工产业集群跨越，积极构建“开采源头治理+供储过程管控+需求侧清洁利用+终端生态增值”的煤炭产业低碳转型发展新格局。