兖州矿区环境友好模式研究

杨继贤,张雁秋

(1．中国矿业大学环测学院,江苏 徐州 221116；2.兖矿集团环保节能处,山东 邹城 273500)

煤炭开采、加工和利用过程中不可避免地要破坏和改变自然环境，排放煤矸石、矿井水、生活污水、瓦斯等污染物，危害生态环境和人体健康。由于生态环境治理远远滞后于污染物治理，因此煤炭行业形成了污染性和生态破坏性并存而且以生态破坏性更为严重的环境污染特点。在今后较长时期内，我国煤炭消费仍将保持适度增长，我国经济社会发展将面临区域性生态环境保护和污染减排的双重压力。面对新形势，加快发展方式转变，加大结构调整，大力发展循环经济，推动环境友好矿区建设，是煤炭工业实现节约发展、清洁发展和可持续发展的必由之路。

1 兖州矿区环境保护和能源消耗结构现状分析

1.1 矿井水处理与复用情况分析

矿井水是煤采掘业的废弃物，经处理又是一重要的水资源。矿井水除用于洗煤外，经深度处理后，可用于电厂循环冷却水、煤化工用水等。兖矿集团矿井水产生与利用情况见表1、图1。

表1 2010年矿井水产生与利用情况

由表1及图1所示，兖矿集团各煤矿矿井水每天净化处理量60504m3，处理后综合复用量达55955m3/d，综合复用率92.4％；工业复用量33310m3/d，工业复用率55.05％。

图1 兖矿集团矿井水产生与复用情况(单位：m3/d)

1.2 煤矸石综合利用情况分析

“十一五”以来，兖矿集团当年产生煤矸石综合利用率保持100％。历史遗留下来的矸石山正在逐步减小，南屯煤矿矸石山2004年就已经消失了，矸石山数量已经由“十五”期间的11座减少到6座，仅存的矸石山作为制砖的原料，也成了稀缺资源。

1.3 能源消耗结构情况分析

2010年，兖矿集团工业产值综合能耗比“十五”末降低29％，原煤生产、电解铝、供电等主要产品单位能耗分别降低24.6％、5.49％、15.92％，累计实现节能量30.87万t标准煤。

2010年，兖矿集团工业生产综合能耗385.8万t标准煤，其中原煤消耗1284886t，占26.77％；洗精煤消耗835677t，占19.5％；其他洗煤消耗2556932t，占33.13％；焦炭消耗72520t，占1.83％；电力消耗520966万kWh，占16.6％；油类9405t，占0.36％；热力1729100百万kJ，占1.53％；天然气消耗927万m3，占0.29％。

2010年，兖矿集团能源消耗结构和比例情况见表2和图2，2010年主要产品能源消耗情况见表3。

表2 2010年兖矿集团工业生产综合能源消耗结构

图2 2010年兖矿集团工业生产综合能源消耗比例

表3 兖矿集团2010年主要工业产品能源消耗指标

2 环境友好矿区的内涵

本研究所讲的环境友好矿区指的是以绿色、低碳发展为前题，以资源消耗和废物减量化、资源再利用、废弃物资源化为主要措施，注重以人为本，依靠管理创新、技术进步，推动产业结构优化升级，加快转变经济发展方式，提高资源产出效率和回收利用率，保护环境，实现可持续发展的煤炭矿区。

3 环境友好矿区模式

环境友好矿区模式如图3所示。

图3 环境友好矿区模式框架图

3.1 环境方针

环境方针是企业环境管理的宗旨和工作方向，建设环境友好矿区的意图与原则，是目标指标体系的框架。兖矿集团环境方针是：建设绿色企业，保护地球家园。追求生态效益，守法控制超前。提供洁净精品，合理开采能源。全员关注环境，综合持续发展。

3.2 环境友好矿区指标体系

兖矿集团环境友好目标指标以年度《环保节能目标责任书》的形式层层分解落实到各矿处(厂)、车间(区队、 科室)。环境友好矿区指标体系(表4)的构建围绕着污染控制和清洁生产等三个方面，细分了50个小项。每项设定了具体的指标值以及得分权重。指标权重是根据国内外关于环境友好城市、环境友好企业和环境友好工程评分标准，并结合了企业实际情况等设定的。

表4 环境友好矿区指标体系

注：①标*的是《中华人民共和国环境保护行业标准——行业类生态工业园区标准(试行)》中的指标，其中部分指标的设定要达到同行业国际先进水平；②其余指标采用了中华环境友好煤炭企业评估标准中的指标以及兖矿集团自身设定的指标；③单位产品综合能耗、污染物排放总量等指标设定参考了山东省限额标准和地方政府下达的污染物排放总量指标；④“十一五”期间以2005年为基数，“十二五”期间以2010年为基数，以此类推。

3.3 管控创新体系

管理体系是技术体系和产业结构调整的保障。兖矿集团在环境管理方面积极引入国际先进的环境管理模式，实现管控创新。

兖矿集团环境友好矿区管控创新体系是以引进国际化、市场化的ISO14001环境管理体系为基础，健全了五个体系，即：组织领导体系、目标责任管理体系、监测体系、信息化体系和监督考核体系；实施四个管理纳入，即：纳入对标管理、纳入精细化管理、纳入标准化管理、纳入企业文化管理。引入三个管理方法，即：实施清洁生产审核、建立环境应急预案、编制环境报告书，逐步开展环境信息公开。形成全员、全方位、全过程促进环境友好发展的良好局面。环境友好矿区管控创新体系详见图4。

3.4 产业结构优化体系

环境友好产业结构的形成主要通过结构优化调整，关停淘汰落后产能产业与产品；发展低能耗、低污染、高附加值的环境友好型产业与产品。

图4 环境友好矿区管控创新体系

兖矿集团坚持清洁能源、精细化工、高端产品方向，积极推进煤炭高效生产、加工转化和洁净利用，培育技术含量高、资源能源消耗低、环境污染轻、生态损害小、产品质量优、市场竞争力强的产业体系。作为产业结构优化体系主要是进行了淘汰落后产能，集团公司主业逐步形成环境友好型煤炭产业、环境友好型煤化工产业和环境友好型煤电铝产业，称为动脉产业。围绕着煤炭采掘、煤化工、电—电解铝“三大动脉产业”产生的废弃物，兖矿集团采取吃净榨干后成为再生资源，进入往复循环的方式，形成了与动脉产业融为一体的静脉产业。环境友好矿区产业结构优化体系见图5。

图5 环境友好矿区产业结构优化体系

动脉产业是通过产业结构调整实现的。一是加快淘汰落后产能。先后关停设计规模年产55万t的水泥厂和设计规模年产16万t焦炭的矿区焦化厂，每年可节约能源9.6万吨标准煤。二是依托综采放顶煤技术，实施煤炭资源节约开采。与矿井生产能力配套建设了6座选煤厂，实现了煤炭全部洗选加工和洁净利用。三是充分利用兖矿及周边地区的高硫煤资源，建设鲁南煤化工“一基地三矿区”。自主研发的千吨气化炉项目，比应用德士古气化技术年节能3.23吨标准煤/台；配套建设的应用洁净煤气发电与甲醇联产关键技术(IGCC)，回收燃气轮机尾气余热进行蒸汽轮机发电，发电能力81MW，年节能13.23万吨标准煤，实现了资源循环利用和清洁高效生产。四是建成装机总容量529MW的8座煤泥、煤矸石等低热值燃料综合利用电厂。通过电厂余热利用，取消燃煤供暖锅炉24台，年节约燃煤约10万t，实现节能量7万吨标煤。年产14万t高性能铝挤压材项目部分系统开始试生产。产业和产品结构的进一步优化，促进能源资源的跨产业循环利用与洁净利用，提高了产业竞争力和经济附加值。

静脉产业主要是通过废弃物资源化利用实现的。一是煤炭产业产生煤矸石、煤泥等固废，配套建设坑口热电厂，将固废中的碳转化为热能、电能，该洁净能源又反哺于动脉产业。二是矿井水，是煤采掘业的废弃物，经处理又是一重要的水资源。三是兖矿集团的高硫煤用于发展煤化工产生的单质硫生产硫磺。四是煤化工产生的各种可燃废气和部分煤制油尾气用于联合循环发电，并供应生产过程中需要的电力和蒸汽，污染物接近零排放。五是引进溴化锂技术，实现了综合利用电厂热电冷联产。

3.5 技术支撑体系

兖矿集团环境友好矿区的技术支撑体系主要依托的技术有矿井水、生活污水处理与零排放技术，氨氮废水烟气脱硫技术、煤矸石无害化处置与资源化利用技术、煤炭开采塌陷预防与生态恢复技术和高硫煤资源化技术。环境友好矿区技术支撑体系详见图6。

图6 环境友好矿区技术支撑体系

4 结论

1) 提出了环境友好矿区的概念，创建了环境友好矿区模式。该模式由环境友好矿区环境方针、目标指标体系和实现目标指标体系的三大支撑体系构成。三大支撑体系包括管控创新体系、产业结构优化体系和技术支撑体系。

2) 建立了环境友好矿区的环境方针、目标和指标体系。环境友好矿区目标指标体系的构建围绕着发展目标、遵守法规、环境生态建设与管理、污染控制和清洁生产等方面，细分了50个小项，每项设定了具体的指标值以及得分权重，提出了指标的数据采集和计算方法。

3) 建立了环境友好管控创新体系。在国内外首次构建了比较完善的环境友好矿区管控体系。兖矿集团构建了集团公司、专业公司、基层单位三级组织领导机制，目标责任机制和奖惩机制等三个机制；实现对标管理、标准化管理、企业文化和精细化管理的四个纳入，建立了比较完备的管控创新体系。形成了全员、全方位、全过程促进环境友好发展的良好局面。

4) 建设以高效绿色开采洁净利用为特征的环境友好产业结构体系。包括以煤炭高效绿色开采技术形成环境友好煤炭产业；以高硫煤资源化利用技术形成环境友好煤化工产业；以产品高端化技术形成环境友好煤电铝产业；以溴化锂制冷技术应用，实现煤泥、煤矸石综合利用电厂热电冷联产产业。

5) 构建基于煤炭全生命周期废物资源化利用为导向的环境友好技术支撑体系。包括：在煤炭系统在采空区净化矿井水并复用，在煤炭系统应用采用微涡流反应器解决井下注浆期间矿井水处理，在煤炭系统采用电吸附技术解决含盐量高的矿井水处理等矿井水处理与利用技术；在循环流化床锅炉采用氨氮废水进行烟气脱硫技术；多喷嘴对置式水煤浆气化技术，三级克劳斯硫回收技术，煤气燃气轮机发电技术等高硫煤洁净利用技术。