先治理 后开采——探访一流煤炭生产企业“黑金”变“绿金”的奥秘

先治理 后开采
——探访一流煤炭生产企业“黑金”变“绿金”的奥秘

能源本身并无清洁与否之分，决定多种能源清洁与否的是其开采、利用过程。

迎着能源清洁利用的浪潮，神华神东煤炭集团公司（下称“神东”）从开采源头统筹环境与经济效益共同发展，突破了一个又一个绿色“掘金”的技术与理念。其在2015年煤炭市场疲软的境遇下，仍然发展稳健，成为当期国内唯一一个盈利的煤炭生产企业。

记者近日在神东走访时发现，该公司不仅把“绿色”发展理念贯穿煤炭生产始终，更是在环保与生产的良性循环机制上找到了“以环保驱动经济效益”的方法。

“很多人认为环保就是花钱的，没效益的。我们认为这是一个良性循环：采的煤越多，治理资金越多，环境越好，采的煤就越多”。神东环保管理处处长王义向记者表示。

据悉，神东有1座煤矿被国土资源部命名为国家级“绿色矿山”，6座煤矿被国土资源部命名为国家级“绿色矿山试点单位”。

视环境因素为资源要素

神东所处的蒙、陕、晋三省区资源富集区位于毛乌素沙漠边缘地带，属于干旱缺水地区、自然生态条件非常脆弱，煤炭资源丰富且处于浅埋层条件。如何在脆弱的生态条件下充分开采煤炭资源，又不极大地影响生态环境成为神东集团发展中考虑的重要因素。

王义介绍，在开采过程中会受到影响的水、沉陷土地和植物，通常被当做环境因素，各企业单位投钱治理，最终达标排走，毫无经济效益。但若当成资源要素来看待，则会产生经济效益。

神东获得国家科技进步奖的“地下水和地表生态环境关键技术”和“微生物复垦技术”就是将环境因素视为资源要素的关键例证。

我国是世界第一产煤大国，也是世界第一煤炭消费大国，我国煤矿开采每年产生的矿井水约为80亿吨，利用率仅为25%左右，每年造成的矿井水损失量达60亿吨。

记者见到了参与设计建造“煤矿地下水库”的大柳塔煤矿总工程师陈苏社。他不算小的办公桌面上摆满了科研用书和材料，正是他提出的“地下水和地表生态环境关键技术”让煤矿生产不仅实现“地下污水零升井，地面清水零入井”，更能够在关键时刻，解当地居民生活用水的“燃眉之急”。

经过18年的努力，神东煤矿的地下水库充分诠释了“水往低处流”的真理，在流动过程中实现污水净化功能，流到低凹处实现了储水成库的功能，清水流出利用实现了自压输水的功能，同时，首次成功施工了155m的大垂深垂直钻孔，并利用“连通器”原理，尽可能实现“自然压差供水”。

地下水库的人工“丁”字形坝体，充分保障地下水库的安全性，杜绝水患、水灾等潜在不安全因素，业内专家称其为“科学上有发现，技术上有发明，工程上有创新”。

目前，神东已在15个矿井建成35座地下水库，仅神东大柳塔煤矿的3座地下水库总存水量就有大约700万m3，其中，一号库有330多万m3，二号库、三号库为180m3至190万m3左右。

陈苏社介绍，建成地下水库之前，煤矿矿井生产用水全部从水厂采购，不仅浪费了干旱地区的水资源，同时极大程度上受到了水厂的制约，一旦停水，生产就会受到影响。而传统的地面储水方式蒸发量大，水质易受污染，建设运营成本高，在干旱的沙地生态更是难以维系。

如今，神东的地下水库水提供了95%的矿区生产、生态和生活用水，大幅减少了外购水和排污水的费用，每年经济效益9.3亿元，实现了矿区水资源良性立体循环。仅大柳塔水库每年就可节省相关费用6000万元，省水280万吨。

地下水库水不仅循环用于生产，经过神东地上的污水处理厂，甚至反哺当地百姓生活用水。据了解，2015年底，大柳塔镇由于天气寒冷，供水管爆裂，且由于埋深、斜坡等因素处理难度大，导致居民生活用水一度终端。神东的地下水在断水第二天就输送到生活区，用于供热、马桶中水等。

除了水，神东将土地也当成了具有生产能力的资源。曾经的大柳塔采煤沉陷区，如今是“国家水土保持科技示范园”。

大柳塔煤矿水土保持科技示范园区总建设面积50平方公里，实施了水保工程35项，投资1.3亿元，是全国首个以采煤沉陷区水保生态治理为主的示范园区，具有典型性与示范性。

该区自2015年以来，规划建设为“三区一核”，“三区”即建设区、生产区、公益区，“一核”即科普展示核心区。

记者来到该示范园区位于大柳塔镇东山段的生产区，放眼望去，绿意盎然。据了解，该区域原本植被覆盖率仅有3%～11%左右，如今，神东对该地区风沙、采煤沉陷区进行治理，治理率达到100%，植被覆盖率提高到60%以上。

不同以往的是，该区域种植的植物并非传统的松树等观赏类植物，满山遍野覆盖的都是经济性作物沙棘。据了解，神东在大柳塔示范园建成以沙棘为主的生态经济林基地25平方公里。利用矸石将天然沟壑填平复垦绿化，变为绿地和良田，还地于地方政府和村民。

王义告诉记者，目前山上种的大果沙棘，大约有255万株，初步测算，到盛果期，大约每年能够有1.3亿的经济产值，形成效益，随着继续扩大种植，可以完全保障当地农民的生产、生活。

神东还在示范园建设区的办公、生活小区营造公园绿地，建成园林小区，绿化率达70%以上，多次被评为省、市、县文明示范小区和全国绿色社区。矿井工业区营造适生乡土树木，建成森林厂区。河道营造橡胶坝，建成滨水景区。

在公益区，神东重点实施大柳塔镇移民村、周边山地绿化和地方公路生态长廊绿化等水保工程和公益林，治理面积8.1平方公里，绿化里程52公里；在科普展示核心区实施了水保植物示范、工程示范、产业示范、水保监测、科普教育等生态科技示范工程，具备了水土保持示范与宣传功能。

示范区运用的微生物复垦技术是神东于2008年开始和中国矿业大学（北京）合作开展的一系列研究与实验。通过从当地土壤中筛选出适宜的丛枝菌根真菌，培养后接种于植物根系，扩大植物根系对土壤水分和养分吸收能力与吸收量，利用菌丝修复了断根，植物成活率和植株生长量均提高10%以上。2015年获国家科技进步二等奖，有效解决了干旱、贫瘠、沉陷伤根等难题。

开采源头的节能、环保变“绿色”效益

神东集团将绿色贯穿始终，开采煤矿中，创新井下绿色开采技术，最大限度减少对生态环境的影响。

针对煤炭开采中矿井水、矸石、煤尘三大影响因素，通过采空区过滤净化、煤矸置换、煤炭采装运全环节封闭，结合生态修复，有效保护了地表生态环境。

2017年1月在神东补连塔煤矿安装完成的8米大采高更是节能、环保的重要表现之一。该设备是目前国内，乃至世界上最大的一套采高设备。

据了解，补连塔煤矿平均煤层厚度约为7.44米，此前补连塔煤矿用的7米大采高实际采高约为6.67米，浪费煤层约1米，资源回采率低。

针对高煤层的开采，煤矿还普遍采用放顶煤和分层开采两种方式。放顶煤开采在放煤的同时，矸石会掉落进煤层中，导致煤炭矸石量大，发热量下降，煤质指标不达标，日常设备投入成本比较高，检修工作量也比较大，资源回采率极低。

而分层开采要将煤层分成几层，反复开采，上层开采后，会产生坑洼、积水、有毒有害气体和较大的压力，采下一层的时候就会产生更高的难度与安全隐患，回采率也低；同时，由于反复开采，消耗的生产用油脂、设备、水等也是双倍，节能极差。两种方法的回采率仅为60%至70%。

补连塔煤矿2017年1月安装的8米大采高是业界最高采高，回采率高，工作面能够达到煤层高度的97%——98%。由于其一次采全高，推进速度较快，效率极高。以补连塔煤矿为例，8米大采高自2017年3月投入运行，分层开采或放顶煤需要一年半至两年，才能完成，8米大采高只要十个月，且工人劳动强度相对较小。

补连塔煤矿综采三队队长王伟介绍，高度的增加带来的是工作面压力加大、经验缺乏、现场使用设备可靠性、现场操作与工矿条件匹配度等考验。目前运行稳定。

王伟称，与七米的采高相比，八米大采高一个工作面可多回采120万吨煤，补连塔五个工作面可多回采出700万吨煤，按照目前煤价估算，经济效益约为20亿以上。

另一方面，王伟介绍，补连塔煤矿的八米大采高是目前神东公司国产化最高的工作面，在设备设计、建造之初，神东就将环保、安全理念融入其中。

原本支架用于各类安全阀泄压的乳化油脂在泄压时会向外溢流，以保证压力正常，设备钢体安全。神东要求八米大采高进行技术改造，所有油缸安全阀泄液全部回收到乳化泵站箱，可以重复再利用，以避免对地下水的污染，并将乳化液用于油缸提供动能，形成闭环。

在安全方面，加长互帮版，进行管路改造，设计制造短管路，避免爆管、片帮伤人等。

据了解，神东煤矿补连塔和上湾煤矿均适用8米以上的煤矿工作面。目前，上湾煤矿正设计建造8.8米大采高。

“我们不是单纯的搞治理，现在更统筹，把生态文明大概念统筹起来做。我们倡导政府推动、企业唱主角，农民来参与——三方共赢的结果。”王义表示。

据了解，神东自1985年以来累计绿化投入约为18亿，为陕西当地政府缴纳生态保持补偿资金约30亿。神东规定，每开采一吨煤，提取0.45元搞绿化的长效保障机制，将生态与煤矿 开采捆绑在一起，这也是王义所说的“采的煤越多，治理资金越多，环境越好，采的煤就越多”的良性循环机制。(新华网)