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浅析资源的科学利用及绿色生态矿山的建设

2020-01-07 252 上传者：管理员

摘要：文章对绿色生态文明建设在煤炭企业的重要性进行了简要说明，并对华恒公司发展循环经济实现矿区生态文明建设的实践经验进行了分析。

关键词：
生态
科学
绿色
资源利用
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煤炭资源开采一方面生产大量高碳产品，另一方面造成矿区生态环境污染问题，如生产过程中排放大量废水、废气、废渣；排放的矸石产生自燃排放大量有毒气体和温室气体；开采造成土地挖损、塌陷等直接的生态破坏等。长期以来，我国的矿产行业给人的印象是矸石成山、地表塌陷、污水横流……煤炭行业的发展是以生态环境的严重破坏为代价的。

在煤炭工业快速发展和生态环境不断恶化的矛盾日趋尖锐的今天，煤炭企业必须理性反思并彻底摒弃传统煤炭工业发展模式的种种弊端，努力探索实现煤炭工业绿色生态文明的方法和路径。煤炭企业生态文明建设的关键在于改变发展方式，实行科学发展，即应该按照低碳经济和循环经济的发展要求设计新的生产经营方式，实现煤炭企业的可持续发展。为此，建设绿色生态矿区,是煤炭企业落实科学发展观、实施可持续发展战略的必由之路。

近年来，山东华恒矿业有限公司按照“安全开采、科学开采、经济开采、绿色开采”的办矿理念和思路，通过大力开展绿色生态矿区建设，扎实推进“以矸换煤、绿色开采”、“节能减排、综合利用”、“清洁生产、环境整治”等重点工作。把资源综合利用放在更加突出的战略位置，按照矿产资源综合利用示范基地建设规划，依托自主创新，大力推进绿色开采，促进了矿井持续、稳定、健康、和谐发展。坚持“利用就是最大减排”，对矸石和矿井水等煤炭生产建设中产生的主要废物，公司坚持利用最大化，做到“应用尽用”。通过环保治理和科技节能减排，主动经营环境，探索出一条符合矿区实际的绿色发展的路子。建设绿色生态矿山，关键在科技创新。华恒公司针对当前煤矿生产普遍存在的高能耗、“三废”排放等问题，开展了一系列科技攻关，加大了对自然资源的开发利用。

一、实施充填开采，从源头减少矸石量

（1）设计矸石充填系统，实现了矸石就近消化不转移、不升井、不上山的目标。通过实施“泵送矸石”充填工艺，加大“以矸换煤”工作力度，进一步提高了矿产资源回采率、回收率及综合利用率，取得了明显的效果。近年年充填换煤累计采出产量72万吨，占矿井原煤总产量的15%；利用泵送充填技术实施沿空留巷，累计留巷5600余米，充填工作面上、下顺槽沿空留巷，前进式开采，每年可降低万吨掘进率10%。实现了所有掘进矸石不升井，分离、处理原煤运输系统中的矸石，减轻了矿井主运系统压力，降低洗煤成本，每年可降低排矸费用及洗煤费用达650万元。

泵送矸石泥浆充填开采工艺解决了矿山开采沉陷和地面矸石堆存的难题，对促进社会可持续及和谐发展具有划时代的意义。一是有效降低了地下开采对地质环境的破坏作用。泵送矸石泥浆充填开采工艺降低了对上覆岩层、水体的损害程度，避免了土地占用和水土流失，经过观测，充填工作面地表达到了零沉降的效果，对地质环境综合保护效果明显。二是改善了煤矿生态环境。泵送矸石泥浆充填开采工艺避免了受开采影响区域内的主要井巷、建（构）筑物的损害，彻底解决了大量矸石长期堆存形成的烟尘及酸雨对大气、水质、土壤、建筑设施的污染、植被枯萎、土地沙漠化及附近居民患有与此相关的各种疾病等等一系列的生态环境问题，实现了绿色开采。三是提高了煤矿安全生产水平。工作面实施泵送矸石泥浆充填开采工艺，有效地防止了采空区顶板冒落事故、降低了煤与瓦斯突出及火灾事故的机率，提高了煤矿安全生产水平。四是减少土地资源的浪费。煤矸石井下充填，使井下矸石完全填充到采空区，避免了井下矸石提升到地面堆积占用大量土地资源的问题。

（2）推广应用沿空小煤柱送巷等技术，有效提高了采区回采率，并大大减小巷道压力，大大减少了煤柱损失和厚度损失；采用顺拉工作面、“沿空留巷”、“沿空掘巷”进行巷道优化布置，减少阶段煤柱，不仅少掘巷道，也减少了阶段煤柱损失；采用物探探疑，打钻疏放的方法，积极疏放底板水，解放承压水上煤炭资源，在保证安全的情况下进行开采，提高了煤炭资源的利用程度，通过以上工艺的实施，实现了整采区无阶段煤柱开采，减少了煤柱的损失，使该矿采区回采率都保持在90%以上。进一步加大对矸石充填和煤炭运输等技术的研究，提高了矸石充填的生产效率。

（3）优化开拓布置，减少井巷工程量特别是全岩巷道工程量；选择适宜的采煤方法，从源头上减少矸石混入量。

（4）优化生产布局，充分利用生产水平实现煤层的合理配采，逐渐减少浅部生产水平个数；积极进行合理集中生产，有效减少了系统人员、设备占用和运转费用；充分利用先进、合理的采掘工艺，不断提高单产单进，减少生产环节，实现了自动化生产，实现了绿色、经济开采。

二、依靠科技，创新型产业

（1）随着“泵送矸石”充填技术的成熟完善，华恒公司按照主业技术产业化发展的思路，成立了集“泵送矸石”充填技术研发、设备制造及输出为一体的专业化公司———恒驰工贸公司，该公司所有设备均取得了煤安标志，所出品的煤矿用矸石搅拌机是目前全国唯一一家取得煤安标志的矿用搅拌机。

（2）为了变废为宝、化害为利，提高经济效益，我公司投资1800万元于2006年10月份建成一座设计能力为年产6000万标块煤矸石砖砖厂，每年可消化煤矸石18万吨，减少堆场占地11.9亩，同时减少了矸石山征用土地费用和煤矸石对环境的污染。利用煤矸石生产烧结砖，是利废节能、保护环境、节约耕地的一项综合利用项目，实现了经济、社会、环境的高度统一。

三、利用煤矿地热源，减少碳排放

煤矿井下开采的特殊工作环境，形成一个巨大的地热源，这是煤矿实现生态运行的一个其他行业无法比拟的得天独厚的有利条件。华恒公司副立井利用风井扩散塔喷淋换热器提取矿井回风中的热量和压风机排风余热，通过3台高温热泵机组，使用环保型制冷剂R134a制取55℃的高温热水，在冬季供给井口热风器，实现井筒防冻和办公楼及机修车间的供暖，保证井口混合后空气温度在2℃以上。而在夏季则利用水源热泵机组和冷却塔配合实现井筒和办公楼及机修车间的制冷。该水源热泵系统投入低、产出高，消耗低、排放少，能循环运行，成为供热制冷的“新能源”，通过该系统的投入运行，大大降低了用电取暖、制冷的电能消耗及水资源的浪费，年可节约水电费用支出达750余万元。

地热源的利用使生产煤炭的矿井不消耗煤炭、不建锅炉房，有效改善了地面环境。水源热泵机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。

（1）环保效益显著。水源热泵是利用了地表水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。没有任何污染水源热泵技术采用的制冷剂，可以是R22或R134A、R407和R410A等替代物质。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，使环境更优美，是理想的绿色环保产品。

（2）高效节能。水源热泵使用的电能本身为一种清洁的能源，水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12-22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18-35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。节30～40％的供热制冷运行费用。

（3）运行稳定可靠，维护方便。水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性，不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题；源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到20年以上。

（4）一机多用，应用范围广。水源热泵系统可供暖、空调，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。

张娜.科学利用资源建设绿色生态矿山[J].科学与财富,2019,(18):197.