冀中能源低碳运行生态矿山
编者按 低碳经济是以低能耗、低污染为基础的经济，其核心是能源技术创新、制度创新和人类消费发展观念的根本性转变。它以无碳、低碳能源为基础，实现温室气体的减排，遏制全球气候变暖的趋势，保护人类家园――――地球环境，实现人类社会的可持续发展。因此，发展低碳经济是发展绿色经济的必要选择、最佳体现与首选途径。冀中能源作为全国煤炭行业的特大型企业，他们在高碳行业的煤炭生产中提出了建设低碳运行生态矿山的理念，并迈出了坚实的步伐，我们总结他们的成功经验，更具代表性和说服力，其目的就是为了进一步推进节能减排、绿色发展的理念。
在我国煤炭生产领域，冀中能源的成长性可算是创纪录的佼佼者，在已经过去的2009年中，该企业共完成原煤产量4237万吨，实现营业收入525亿元，同比分别增长19.04％和28.29％，实现利润总额20.36亿元，完成考核指标的101.79％。而在2010年前5个月，该企业以上三项指标分别完成2742.53万吨、468亿元和18.4亿元，分别比上年同期增长48.45％、94％和168％。在本年度中冀中能源将实现煤炭产量6000万吨以上，销售收入1000亿元以上。企业总资产达到了730亿元，相当于组建之初的2.75倍。为什么能够实现这样高速度的跨越式发展，该企业创造的低碳运行生态矿山在提高整体效益上功不可没。 在今年4月16日由中国煤炭工业协会举办的冀中能源低碳运行生态矿山研究成果论证会上，由中国煤炭工业协会会长王显政，中国工程院院士钱鸣高、彭苏萍等专家学者组成的鉴定组通过对该项目的鉴定，一致认为由冀中能源研究创造的低碳运行生态矿山，是中国煤炭生产领域划时代的科研成果，对于推进全国煤炭生产转变发展方式，提高综合效益具有十分重要的示范作用。
进军生态矿山
在我国能源原材料生产领域，粗放的生产模式在过去多年中一直占据着主导地位，尤其是在煤炭生产领域，为追求极端产量而放弃质量的现象非常普遍，由此带来的资源浪费、成本增加、污染加剧等不良后果不在少数。而在近年的生产经营中，作为河北省属的大型国有企业，冀中能源则提出了一个全新的理念，这就是低碳运行生态矿山。
冀中能源董事长、党委书记、总经理王社平用这样的话对我们解释说：“所谓低碳运行生态矿山，就是将矿山人文环境、生态环境、资源环境和技术经济环境相互联系起来，对采矿活动进行提升改造，重构矿山工业系统，以最小的能源投入和生态扰动获取最大的资源采集和经济效益，并在采矿活动结束后使矿山发展与生态环境融为一体。”这个理念的核心内容就是，煤炭开采过程中不只把煤炭看作是资源，更要把空气、土地、地下水、周围环境、人力等主要因素都作为重要资源进行科学开发，使矸石回填置换煤炭，矿水源、风源得到充分利用，保水开采、废气处理、矿井水澄清回灌、瓦斯抽采发电等技术应用变成现实生产力，从而形成了“采煤不见煤、出煤不烧煤、用水不排水、排矸不提矸”的低碳运行生态矿山。
冀中能源党委副书记高同燕感慨地对记者说：冀中能源之所以提出建设低碳运行生态矿山，主要是企业科学发展的需要。他介绍说，冀中能源是由峰峰集团和金能集团两家国有大型煤炭生产企业组合而成的特大型企业，虽然河北煤炭资源有多半在他们的管辖范围内，但由于河北煤炭机械化开采历史远远早于其它区域，所留下的优势资源自然是十分有限，在集团归口管理的邯郸、邢台、石家庄、张家口等地的六家国有煤矿，有多半已经被国家确定为资源枯竭型矿山。随着优势资源的减少，逼迫着人们向三下采煤领域挺进。据不完全统计，我国建筑物下、铁路下和水体下压煤达140多亿吨，采出率不到7％，而河北现有煤炭储量约为40亿吨，三下压煤则多达10亿吨。为了保证开采范围内的建筑物和铁路不致遭到破坏，开采范围内的水体不致大量涌入井下而发生突水事故，必须研究地下开采引起的岩层和地表移动规律；如何减少开采对保护对象的有害影响；如何加固和修复被破坏的保护对象；如何减少水体对开采的影响等。而除了在开采强度增加的同时，伴随煤炭企业的生产，产生的坏境污染也是严重问题，首先是煤炭开采过程产生的煤矸石提升堆放是个大问题，一个百万吨的矿井，没有上百亩地的堆放场是没法解决矸石的。据有关专家介绍，我国光煤矸石占地就已经达到4000多万亩，对于我们这样一个土地资源稀缺的国家，这是多么巨大的浪费。而冀中能源通过战略重组兼并的矿区生产年限大都在40年左右，井陉矿区规模开采历史甚至达到了百年以上，三废排放问题一直没有很好解决，这也逼迫着企业不得不向生态矿山建设挺进。
冀中能源股份有限公司章村矿矿长吴红林对记者介绍说：“章村矿能够起死回生，靠的就是走生态矿山之路。”据他介绍，章村矿是股份公司开采历史最长的矿井，由于可采储量的减少，特别是技术的落后，导致生产方式的落后和生产效率的低下，曾经连续18年都处于亏损状态，亏损额最高时达到4300多万元／年。就在企业濒临破产时，冀中能源开发生态矿山的科技创新活动大规模开展起来了，在集团总部的大力支持下，章村矿实现了下组煤带压奥灰水防治技术和高应力软弱碎胀复合型围岩巷道控制技术两项创新突破。前者解放了矿井下组煤348.57万吨，后者圈
出可采煤量1500万吨，可使矿井持续稳产突破20年。由于有了这些综合集成技术的支持，该矿终于实现了机械化综采工作面生产，与原来高档普采平均月产原煤13000吨相比，月增产31092吨，增幅为239％；全员效率每人每月293.9吨，和高档普采时每人每月86.7吨相比，提高了2.39倍；年生产原煤由90万吨增长到126万吨，增加效益2000多万元，企业年利润达到千万元以上，职工人均收入翻了近3番。
走出科学路径
就在今年4月16日由中国煤炭工业协会举办的冀中能源低碳运行生态矿山研究成果论证会上，中国工程院院士、著名采矿专家钱鸣高教授指出，冀中能源创造的低碳运行生态矿山之所以有推广价值，其根本点在于它能根据不同的自然条件和生产环境科学组织生产，把各种不利因素最大限度地转换成有利因素，实现经济和社会效益的最大化。
――排矸不提矸，不建矸石山。采煤人都知道，煤炭资源是经过成千上万年植物净化而产生的资源，其特点就是深埋于地层之下，人们在开辟耕地、修筑道路、建设民居之时并不一定知道它们的存在，而当人们发现它时，这些建筑物已经形成，这就给煤炭的开采工作带来很大的难度，而除了以上一些因素影响开采外，还有伴随着煤炭开采过程产生的煤矸石提升堆放难题，而冀中能源研发的矸石充填开采技术正好解决了这个难题。邢东矿就是我国第一座没有矸石山的煤矿，在煤炭开采过程中，他们把煤矸石直接用机械设备回填到巷道里，前面开采，后面填充，这样不仅避免了地层变形，而且能置换出过去没有办法开采出的煤炭。邢台矿则把地面矸石山的矸石通过粉碎、打孔再回填到井下。陶一矿则实现了高水材料打包充填。此外，根据地质条件需要还可以采用膏状材料或其他材料来充填，通过这样一个开采措施，不仅节省了大量的提矸用电费用，同时使煤炭回采工作面回收率平均达到93.7％，采区回收率达到98.85％，分别比国家规定的指标高出4.7个和16.8个百分点。矸石和粉煤灰井下充填开采技术在冀中能源邢台矿创新成功，仅2009年，这个矿就用充填的方式从永久煤柱中采出优质煤31万吨，获利近2亿元，减少二氧化碳等废气排放36000吨。
――出煤不烧煤，不建锅炉房，不安装空调。采煤人知道，地层深处是一个冬暖夏凉的恒温体，一般都在十七八摄氏度间，对于河北地界来说，时至冬天，它能高出地表十多摄氏度，时至夏天它又比地表低出十七八摄氏度，冀中能源就利用矿井的恒温原理，通过科技攻关，利用水源热泵和回风热泵系统，巧妙地将其中的温度提取出一部分，应用于空调、洗澡以及工业用热，替代了传统的锅炉系统。目前这项技术已在东庞矿、云驾岭矿、章村矿等矿成功应用，效果良好。令人叫绝的是，这项技术不但达到节能减排的目的，还实现了终身免维护，使用寿命长，可实现无人职守，大大降低了运行管理及维护费用。比如东庞矿区通过对矿井回风的热源综合利用，仅一个矿井的一个采暖季节就可节约燃煤和运行费用220多万元，减排二氧化碳5000多吨。
――不排废气、废水，实现综合治理、有效利用。采煤人都知道，矿井开采中产生的瓦斯、煤层气等气体，是直接危害矿井安全的有害气体，如果在矿井中形成一定浓度，就很有可能酿成灾害，而将其直接排入大气，又要形成环境污染，而冀中能源发明的瓦斯发电技术就解决了这个问题，张矿宣东矿区率先建成瓦斯发电厂，除了发电收入年创利润近千万元，还减排二氧化碳45万吨。在充分利用瓦斯和煤层气的同时，他们还对采矿产生的井下水，尽可能在井下生产中使用，减少地下水升井。不得已升井的矿井水经过处理后，部分用于地面生活、绿化使用，超出部分利用新技术注回井下，实现了保水采煤。对于生活废水，经过处理后形成中水，则用于地面绿化使用，不产生外排。
――采煤不见煤，地下洗选，不建储煤场。除了实现以上技术革新外，冀中能源集团还打算把洗选厂建到井下。冀中能源副董事长刘建功介绍说：“围绕着低碳运行生态矿山建设的理念，可把矸石筛选系统前移到井下，这样至少会选出10％―15％的矸石，矿井提升效率将大大提高，井下开拓及选矸产生的矸石，可直接在井下充填，在消除煤矸石及其污染的同时，可以减少开采造成的围岩变形破坏、地表下沉等。”这样一来，冀中能源升井的煤炭都是商品煤炭，把地上生产环节如果转移到地下，矿山就会减少许多煤炭堆场，这就完成了采煤不见煤的设想，这项创新正在紧锣密鼓地研究中，在“十二五”有望变成现实。
追求放大效应
冀中能源科技部部长高会春对记者说：“我们大规模地开展科研创新，其目的不是为了标新立异，而是为了争取更为丰盛的收益，因此放大科研成果，争取更大推广范围，更是我们的职责。”在冀中能源开展生态矿山建设中，他们采取了酵母发散式和吸纳集成式来扩大他们科研成果的应用范围。
在生物制药行业，有一种生产工艺叫做发酵，就是科技人员在茫茫的生物大海中只要发现一种能够维护身体健康的菌种，就可以将其通过发酵工艺无限制地进行复制和扩散。然后形成药品，用于医疗治病。冀中能源在生态矿山推广中，采取的第一种模式就是这样一种酵母发散式。比如邢东矿地处冀中平原中部，矿厂表面建筑物多，为了争取更多资源，他们把矿井充填采煤作为企业生死攸关的大事进行研究，取得了可喜的成果。邢东矿的成果是邢东矿的专利，但更是冀中能源共享的成果，集团在对邢东矿进行重奖的同时，立即组织全集团所属矿井到该矿参观，这就使科研成果从邢东矿的一个矿逐步推向了多个煤矿，然后再集成优化发展，在6年多的时间中，共置换出煤炭资源120多万吨，而经过全面推广后，冀中能源每年充填矸石可达22万立方米，置换煤炭162万吨，能创直接经济效益3.6亿元。
除了充填采煤采用了这样的普及模式外，冀中能源其它矿井创新的地热回风回水热源泵技术、井巷瓦斯抽采发电技术、地下水保护利用等也很快在全集团其它矿井得到有效地复制和推广。
所谓吸纳集成式就是通过吸纳手段把许多个矿井发明的科研成果集中到一个矿山进行集成式推广。冀中能源主管矿山开采的副董事长刘建功对记者说，目前冀中能源正在全集团进行大规模的标准矿井建设，今后建设的标准矿井，将按照矿井实际情况尽量采用集成技术，也就是在一个矿井中将矸石充填采煤、地热回风回水热源泵、井巷瓦斯抽采发电、地下水保护利用等多项科研成果集成到一块，以最大实现节能、环保、高效相结合的目标。他告诉记者，企业通过吸纳集成建设生态矿山的技术规范正在编制过程中，不久就可在全集团推广，而实际行动中的吸纳集成技术比规范编制来得快了许多，有的矿山已经采用了两到三项新技术，用不了一年，集成所有技术的低碳运行生态矿山就会在冀中能源诞生。
冀中能源董事长王社平告诉记者：“冀中能源的低碳运行生态矿山不仅得到了国家煤炭工业协会的肯定，也得到了国际国内同行的认可。到目前为止，不仅国内有210多个煤炭施工企业和科研单位组织代表团前来参观取经，国际上也有美国、英国、波兰、印度等国家专业人士前来学习考察过，我们是毫不保留地对他们进行技术开放和技术交流，这也算冀中能源对世界能源产业做贡献吧。而我们通过这些交流，也使冀中能源的开采技术得到业界和社会的认知，不少资源集中区域觉得让冀中能源参与其开发能有效提高本区域资源有效利用，环境得到有力保护，使其在战略扩张中受到极大的礼遇，先后在山西、内蒙古、新疆等地进行资源扩张取得显著成果，仅两年间就新获资源储量近100亿吨，这对冀中能源持续发展形成了强大的支撑力量。”
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