2011年下半年,山东能源新矿集团入选全国首批矿产资源综合利用示范基地,成为我省惟一一家入围的煤炭企业,新汶矿区被国家环保部命名为全国煤炭行业惟一一个国家生态示范区。

近日,记者走进矿区,探访企业“绿色开采、低碳发展”之路。

◆以矸换煤,相当于在不投资的情况下新建一个大型矿井

矸石山,曾经是煤矿的象征。

作为新汶矿区的主力矿井,翟镇煤矿已开采近20年,自然也不例外。

为尽快突破采煤禁区、降低采空区对地面的影响,翟镇煤矿先行一步,从2004年起率先在全国开展“以矸换煤”技术研究。如今,该矿具有自主知识产权的综采工作面高效机械化矸石充填开采技术属世界首创,实现了采煤、充填同步并举。

记者发现,其矸石充填系统由地面和井下两部分组成。地面矸石下井回填系统,通过直径578毫米内衬耐磨无缝钢管,垂直输送到井下,每小时处理能力为500吨；而在主井底建立的浅槽煤矸分离系统,能将分离处理的矸石直接用于工作面充填,每年可为主井减少30万吨的矸石提升量。

翟镇煤矿矿长佟强乐观地表示:“预计最快五年、最长八年就可消灭地面积累了15年的矸石山,可以换回200多万吨优质原煤。”

尤为可喜的是,经综合分析,充填开采工作面地表下沉系数仅为0.3以下,最小值为0.1,比全部冒落开采减少下沉52%以上。

经过多年努力,新矿集团现已形成六种“以矸换煤”成套技术工艺,适用于综采、高档普采、炮采等多种开采方式。其中,“矸石充填置换煤关键技术研究与应用”项目获国家科技进步二等奖,同时被评为我省重大节能成果奖。2010年,集团以矸换煤工程被列为国家级矸石充填绿色开采示范工程。

截至目前,新矿集团已在13个生产矿井中推广应用以矸换煤工艺,停运了12座矸石山的同时,建设了5个“井下洗选厂”,实现了井下矸石“不转移、不升井、不上山”,老区矿井中以矸换煤产量占到回采煤产量的20%。

据初步统计,2007年以来,老矿区每年可多回收煤炭200万吨,共置换出压煤和煤柱产量600万吨,最大限度地延长了矿井服务年限,相当于在不投资的情况下新建一个大型矿井。

◆变废为宝,矸石、瓦斯皆可发电

从去年10月20日起,协庄煤矿居民区用了近20年的煤气全部关停,代之以电力。所不同的是,这个电是用矸石发出来。

2011年12月23日中午,67岁老工人李怀平正在家中用电磁炉做饭。他说:“不管炒菜还是煮饭,现在都用电。比用煤气便宜,还安全卫生。”

光明热电股份有限公司总工刘太峰告诉记者,目前电厂年消耗矸石10万吨左右,实际发电量1.4亿千瓦时,除生产外,协庄矿区近6000户居民的生活全部用这个电。

“没有绝对的废弃物,只有放错位置的资源”。早在15年前,新矿集团就尝试建设煤矸石综合利用热电厂,将煤炭开采中产生的相关废弃物转化为可利用资源。到目前,共建成矸石、煤泥综合利用电厂10座,装机容量442兆瓦,年消耗煤矸石100万吨、煤泥130万吨。

在满足企业电力需求的同时,通过实施集中供暖和余热利用,累计取消锅炉69台,大大改善了矿区环境质量。

针对赵官能源高瓦斯矿井的实际,集团变“被动治理”为“主动应用”,通过调研攻关,在赵官建成了江北首座超低浓度瓦斯发电站,分两期安装4台500KW低浓度瓦斯发电机组,第一期两台发电机组于2010年2月5日开始运行。同年,在同样存在高瓦斯威胁的水煤公司,先后安装7台500KW机组。

据悉,两座发电站每年消耗矿井瓦斯750万立方米,发电1300万千瓦时,不但填补国内低浓度瓦斯安全可靠利用技术空白,而且取得巨大环保效益。

◆吃干榨净,矿井水不外排,乏风余热利用

有亚洲最深矿井之称的孙村煤矿,高达15米的井筒出风口上面盖了个面积为78平方米的大“篦子”,整体吊装了2000个喷淋式换热器及S型挡水板。

该矿机电部副主任王会芹告诉记者,可别小看了这个喷淋换热技术,以矿井回风热能作为冬季供暖热源,这在国内煤矿中还是首创,年可节约标煤1737吨,减少二氧化硫排放约30吨。目前,该乏风热能利用装置已获国家专利。

在新矿集团,类似国家专利还有很多,其中包括矿井水综合利用装置。坚持循环、再生的原则,集团先后建设了15座井上矿井水处理站,年综合利用矿井水2600多万吨,实施分级处理、分质供水,将矿井水洁净利用,提供生活及工业用水,并广泛应用于电力、煤炭洗选、冶金、造纸生产和地面灌溉及厂区绿化,综合利用率达到75%以上。

近年,集团开拓煤炭行业矿井水处理利用的新途经,将水处理站搬到了井下,陆续在新巨龙、新阳能源等单位建成井下矿井水处理站6座。与传统矿井水处理方式相比,仅年节约水泵电耗近60万千瓦时。

致力于经济增长方式转变和生态矿山建设,新矿集团多年来积极构建“生产源头矸石换煤-生产过程综合利用-废弃物吃干榨净”的绿色开采体系,形成了独具特色的循环经济发展模式,被国家发改委和中国工程院确认为全国煤炭行业四种模式之一,先后获得“全国第一批循环经济试点企业”、“全国资源综合利用先进单位”、“全国矿山资源合理开发利用先进矿山企业”、“全国煤炭工业科技创新先进单位”、“煤炭工业节能减排先进企业”等荣誉称号。

按照国家级矿产资源综合利用示范基地建设要求,未来五年内,新汶示范基地煤炭开采和综合利用规模达到每年1500万吨,采区回采率达到90%以上,以矸换煤总量1200万吨,煤矸石利用总量1500万吨,矿井水处理率100%,综合利用率提高5%,煤矸石综合利用率保持在100%,打造“以矸换煤”绿色开采典范。