绿色矿山建设的探索

李 燕 李丁丁 谢 举

（山东省兖州市大统矿业有限公司，山东 济宁 272100）

由于工业文明对地球的污染与破坏已经引起了全人类的重视，节能减排与环境保护成为重要话题。建设绿色矿山，发展绿色矿业，是践行习近平总书记“绿水青山就是金山银山”重要思想，促进生态文明建设，落实新发展理念的重要举措。山东省2017 年12 月制定山东省绿色矿山建设工作方案，明确了建设目标、重点任务及进度安排，为山东煤矿企业指明了建设方向。位于兖州区的大统矿业，1987 年10 月正式开采，历经多年发展，不断吸纳人才，积极推动企业转型，大力发展建设绿色矿山，并取得了良好效果。

1 塌陷地治理

山东省作为产煤大省，采煤后造成大面积塌陷，给当地工农业生产以及社会和生态环境等方面带来一系列严重问题。近年来，山东省一直积极推进塌陷地治理各项工作，大统矿业响应治理政策，积极进行塌陷地治理，截至2017 年12 月，大统矿业形成采煤塌陷地2.73km2，根据矿井实际已治理2.25km2。

1.1 已稳定塌陷地利用情况

大统矿业1987 年至1998 年间开采下组煤16上、17 煤层，采区塌陷地地面仅出现少量裂缝，少数塌陷地地面出现轻微下沉，地表无积水，地面塌陷总面积为1.40km2。1997 年至2005 年进行九采区3 煤层留设防砂煤岩柱开采，九采区仅开采一分层，土地轻度破坏，地表无积水，对农作物的耕种影响不大，地面塌陷总面积为0.85km2。塌陷地已稳定，经过治理，周边居民生产生活正常，部分采空区已进行合理规划建设，约0.33km2的区域建设了曜晖集团、建材城等厂房，0.13km2区域建设了花鸟鱼市、商业街等市场，0.13km2区域建设了牛楼新村社区，0.13km2区域建设兖州外环路、崇文大道等道路，0.13km2区域建设蔬菜大棚。大统矿业通过塌陷地治理安置了部分农村剩余劳动力，提高了当地居民收入，增加了土地利用价值，改善了生态系统，减少了社会矛盾，对当地居民、生态环境、社会稳定等均有重要意义。

1.2 未稳定塌陷地治理规划

大统矿业2005 年至今进行东翼采区分层开采，现开采底分层工作面，已形成塌陷地0.47km2，开采后部分土地积水绝产。由于东翼采区尚未开采完毕，已进行青苗补偿、附着物补偿、土地划拨补偿，尚未进行大规模治理。剩余的工作面全部位于采区北部，为底分层开采工作面（该区域已开采二至三分层），预计2023 年开采完成。东翼采区塌陷地与兴隆庄煤矿采煤塌陷地紧邻，由于塌陷较深，已形成大面积积水。下一步大统矿业将根据济宁市塌陷地治理规划与村镇协商，按照优先恢复耕地和农用地，强化生态建设、城市功能开发，并与区域煤炭开采相协调的思想，以增加农用地、拓展城镇发展空间、改善矿区生态环境为目的，因地制宜，综合治理，促进矿区社会经济的持续、稳定、健康发展[1]。

1.3 未来开采规划不再产生塌陷地

大统矿业计划2019 年开始进行九采区超高水充填开采，计划采高3.5~4.0m，超高水充填开采等效采高仅为0.82m，预计地表沉降最大为0.3m，极大地减少了对地面沉陷的影响，该位置不再产生塌陷地，从根本上解决采煤塌陷问题。

2 矿井“三废”处理

煤矿在生产过程中产生众多污染源，其中“三废”带来的污染问题更为突出，给矿区及周围环境造成一定的影响。大统矿业高度重视环保工作，严格控制“三废”的处理，在达标排放的同时合理化利用，取得了一定成绩[2]。

2.1 矿井污水利用

2.1.1 水质处理达标

矿井污水主要有矿井水和生活用水，大统矿业有完备的排污水系统和净化系统。井下污水经采空区处理后到达沉淀池沉淀，然后与生活用水共同进入污水处理站，净化水质达到《山东省南水北调沿线水污染物综合排放标准》的水质要求，净化水量达100m3/h，用于井下消防降尘洒水、矿区绿化用水、煤场防尘洒水，部分排出用于地面农田灌溉。

2.1.2 矿井水充分利用

大统矿业将采用中国矿业大学研制的超高水充填技术，充填工艺需要大量的水，经污水处理站处理水可供充填站使用，矿井水的利用率达到100%，矿井水实现零排放，充分利用水资源。

2.2 矿井矸石利用

2.2.1 已堆积矸石的利用

大统矿业1987 年至2005 年产生少量矸石，原存放于工业广场南部，周围使用护网维护，并定期洒水，未对周围群众生活造成影响，但占压土地。2008 年在矸石山旁建立预制件厂，将矸石加工成建筑砌块和铺路花砖，2015 年矸石全部被利用，在解放了矸石占压土地的同时，创造了经济效益。

2.2.2 新产生矸石的利用

2005 年后，大统矿业进行东翼采区分层开采，矸石量较少。大统矿业自主研发生产抛矸机，将产生的矸石利用皮带运输至原来的废旧老巷、硐室，使用抛矸机将矸石抛入充填，基本无矸石升井，消除了矸石对地面环境的占压和污染。

2.3 矿井大气治理

2014 年前，大统矿业大气污染主要来自矿区的各种燃煤锅炉排放的污染物和煤场扬尘污染。为了控制污染，自2015 年，大统矿业拆除陈旧锅炉，改造管道，配备高效除尘设备，不再进行煤炭燃烧供热，全部更换天然气，大量减少烟雾排放。

自2014 年，大统矿业强化煤场防尘工作，煤场周围安装防尘网，不间断洒水，冲刷运输车辆，加强矿区绿化。现在正在建设煤场封闭钢结构大棚，预计2019 年9 月底施工完成，严格控制扬尘。

3 矿山数字化建设

信息化和自动化是科技矿山的根本，建设基于管控于一体的数字化平台是建立高效现代化矿山的必由之路，也是提高矿山企业管理水平的有效手段。大统矿业正在积极推进数字化矿山建设，基于地质基础数据和采矿生产管控建立数字化采矿系统，实现三维模拟和虚拟现实，借助虚拟现实、三维模拟和人工智能技术建立矿床模型、采矿模拟、地下矿井仿真等，能够实现矿井上下三维实体及景观的计算机动态显示[3]。并将所有信息与国土部门联网，实现信息共享，国土部门可以随时查看井下生产情况，进行全方位监督监控。

数字化矿山建设是一个长期的过程，大统矿业将立足矿山现状，不断完善、分步实施，计划未来实现生产设备远程故障诊断，提高设备运转率和设备管理水平；模拟地下矿井火灾场、井下围岩力场和地下矿井水灾场，为矿山决策和工程计算提供功能服务，实现矿山安全生产，提高矿山企业生产效率。

4 煤炭高效利用

煤炭低效、粗放的原始使用方式对生态环境、气候变化产生严重影响，高效、清洁、低碳开发利用煤炭成为下步工作的重点。对煤炭进行深加工，深挖煤炭的附加值，向煤炭的上下游延伸，增加企业的利润，是煤炭企业更好发展与生存的必然[4]。

集团公司自2015 年开始研究煤炭清洁高效利用项目，在没有专业人员、专业技术的条件下，公司内部组建队伍，不断学习，不断试验，已自主开发了煤炭成型机、煤炭烘干炉、煤炭低温熘化炉、煤焦油净化升级系统、新材料高温炭化炉等一系列工艺技术，生产了球形清洁煤、轻质油、锂电池使用的炭素材料等产品，已向市场推广。

集团公司计划2020 年投资开发一清二高项目，做到只产煤不卖煤。矿井产煤，经低温催化，清洁煤进入热电厂燃烧，企业产品转化为电、热、气、油、人造石墨等。该项目设备投资少，绿色环保，煤热利用率达到70%以上，排气污染减少85%，而且整个工艺都是封闭式生产，生产过程不用水，煤内提取的少量水，可通过水处理达标，真正实现煤炭清洁利用、高效能利用、高附加值，增加企业的利润。

5 结论

大统矿业作为小型矿山企业，严格按照绿色矿山建设要求寻求发展，进一步强化生态文明建设和环境保护工作。根据企业自身的特点，努力寻找合适的发展方向，在做好煤炭开发的同时，统筹兼顾，坚持做到能源开发与环境保护同步发展，提高煤炭综合开发利用，加快转变企业发展方式，努力进行跨越转型，把矿井建设成为绿色清洁、集约高效、安全和谐的现代化、多元化发展企业。