夏日清晨，雨水初歇，雾气氤氲，站在观景台远眺，只见各种草木点缀在矿场四周，微风拂过，轻轻摇曳，与矿场中心静静矗立的黄色巨型卡车形成对比。这是国家能源集团准能集团有限责任公司（以下简称准能集团）黑岱沟露天煤矿的一隅。

黑岱沟矿绿色矿区 （包文学 摄）

“实施生态重构和土地复垦前，准能集团矿区沟壑纵横，黄沙漫天。”准能集团生态环境环保部副主任王瑜感慨道。

而今，准能集团聚焦黄河流域生态保护难题，坚持科技赋能，打造绿色智慧矿山，从煤炭开采到坑口发电，从低碳循环经济项目到矿山文化和生态旅游融合发展，走出了一条扩绿、降碳、减污的高质量发展之路。

应用新技术新装备安全高效开采煤炭

在黑岱沟露天煤矿，300吨级无人驾驶卡车在设定好的坡道上平稳运行，单斗挖掘机与自卸卡车联合作业，百米长的吊斗铲有条不紊地进行倒堆作业，白色“锅盖式”的边坡雷达24小时转个不停……准能集团应用5G网络、人工智能等技术，实现煤炭安全高效开采。

黑岱沟矿电铲卡车剥离联合作业  （崔龙 摄）

“准格尔地区煤炭赋存条件优越。”黑岱沟露天煤矿智能管理中心经理郭培指着采坑介绍，“地表上方是黄土层，平均厚度27米；中部为岩石层，平均厚度114米；下方是煤层，平均厚度28.8米。采场部分地区有断陷带。”

如此地质条件下，如何实现安全高效开采？

答案是抛掷爆破技术。在上部黄土层剥离运输完成后，利用炸药将煤层上方的大部分岩石爆破粉碎，抛入对面已完成开采的区域，减少剥离运输工作量，降低开采成本。

“这项技术使用步骤并不繁琐。”郭培指着预采区的岩土介绍，只需在选定区域用钻机按设定好的间距斜向打孔，填药爆破，即可将近40%的破碎岩石提前抛入采空区，同时配合吊斗铲倒堆工艺，剥离岩土，方便运输煤炭。2012年，该技术获国家科技进步奖二等奖。

郭培介绍，目前，该矿同时利用XE7000液压正铲进行岩土剥离作业。该装备铲斗容积36立方米。经过远程操控改造，该装备以5G网络为支撑，可传输声场、感知、监控等实时信息，与无人驾驶卡车协同运行，在国内首次实现采装运卸全过程无人化作业。

另外，黑岱沟露天煤矿应用了300吨级无人驾驶矿用卡车。该卡车具备智能感知、自主决策、主动避障等功能。“我们实现了18台300吨级无人驾驶卡车无人化、常态化运行，提高了卡车关键部位国产化、自主化水平，打破了国外技术垄断。”郭培说。

卡车无人驾驶作业 （包文学 摄）

运输有无人驾驶卡车，采煤用炸药，那么炸药又是从何而来？

记者了解到，准能集团炸药厂始建于1991年，2008年完成改扩建，核定生产能力14.5万吨/年，采用现场混装车工艺生产多孔粒状铵油炸药和乳化炸药。

2021年3月，准能集团与高校、科研院所、企业等联合组建专业研发团队，首次制备出煤基纳米碳氢燃料。该燃料类似于水煤浆，由煤、水和少量添加剂经先进的纳米化处理工艺制成。

“煤基纳米碳氢燃料可替代铵油炸药里的柴油成分，制成煤基纳米碳氢铵油炸药，每年可节约炸药生产成本和爆破成本近亿元。”准能集团循环经济产业孵化基地党委书记、经理黄涌波表示。

2022年，“新型煤基纳米碳氢炸药及制备工艺技术”通过工业和信息化部科技成果鉴定，取得国家民爆行业准入行政许可。近日，在第二十六届中国科协年会上，“煤基纳米碳氢燃料工业化制备技术及工程应用”入选绿色低碳领域先导技术榜。

发展低碳循环经济  实现煤炭高值化利用

煤炭开采和洗选加工会产生煤矸石和粉煤灰等固废，如何有效利用？

“粉煤灰的应用前景广阔。”黄涌波介绍，准格尔煤田煤炭储量265亿吨，远景储量1000亿吨，属高铝、富镓、富锂煤，燃烧产生的粉煤灰中，氧化铝平均约占50%，镓平均含量达85克/吨，锂平均含量达375克/吨。其中，准格尔矿区煤炭中伴生的氧化铝储量达35亿吨，是我国目前铝土矿可采储量的近12倍。

黄涌波介绍，从粉煤灰中提取锂、镓等稀有金属主要采用“一步酸溶法”，即在高温高压条件下，通过沉降分解、净化、蒸发结晶等工序进行提取，焙烧产生的烟气可回收利用，实现低碳循环生产，降低能耗和，减少污染。

“一步酸溶法”具有高腐蚀性，设备损耗一直是个难题。“我们研发试用了卧式反应釜。该装备具备耐高温、耐腐蚀、耐酸等特质，减少降低了设备损耗。”循环经济产业孵化基地副经理王连蒙解释道。在“一步酸溶法”的基础上，该基地研究发了“水热除杂法”，减少了提取稀有金属的工序流程，降低了生产运营成本。

粉煤灰在沉降分解等工序中会产生白泥和废水。该基地应用白泥、废水综合化利用技术，将产生的白泥用于制备硅肥、低爆速铵油炸药钝化剂、混凝土砌块；从采用“水热除杂法”产生的废水中提取锂，含钙废水则用来制备煤用防冻液、道路抑尘剂等，实现固废全部转化，工艺废水近零排放。

在循环经济产业孵化基地6034车间的回转窑炉口，处理过的白泥在800摄氏度的高温下煅烧，不远处整齐码着一袋袋硅肥。“硅肥已用于基地果蔬种植，真正将煤炭资源‘吃干榨净’，做到固废低碳循环利用。”6034车间主任邢永康说，目前他们生产的硅肥正在申请商用资格。

在准能集团矸电公司，记者看到煤炭开采和洗选厂产生的煤矸石进入锅炉燃烧发电。截至6月底，矸电公司今年累计发电19.07亿千瓦时，产生的蒸汽可用作于其他煤化工项目所需的动力，节约减少能耗。

此外，准格尔地区太阳能资源丰富，年辐照量5781兆焦耳/平方米，适于建设大型光伏发电工程。王瑜介绍，准能集团每年新增3600余亩复垦土地，未来将形成18万亩复垦区域土地，可为光伏产业发展提供良好条件。

打造绿色矿山 建成煤海公园

“从水土贫瘠、植被稀疏的荒漠到满目苍翠、景色宜人的绿色矿山，准能集团努力做好生态文明建设的绿色文章。”在准能集团展厅，讲解员介绍道。

“看着矿区环境逐年变好，心里别提有多高兴了。”准能集团新闻中心负责人庞伟说。他2007年到这儿工作，当时早上起来，桌子上还能落下一层灰。

如今，经过生态治理和土地复垦，准能集团大部分矿区长出了林海，植物种类增加到240种以上，赤麻鸭、狐狸、猞猁等数十种野生动物在矿区“安家落户”，生态稳步向好。

“这里毗邻黄河，属黄土高原地区。建矿初期，土地贫瘠，地表受风蚀、水蚀严重，因此开展生态治理和土地复垦意义重大。”王瑜介绍。

近年来，准能集团大力发展绿色生态经济。截至今年4月，复垦绿化总投入28.81亿元，完成绿化面积9.85万亩，植被覆盖率由25%提高至80%以上；布局“生态+农业、牧业、林果、文旅、研学”等多元产业，建成8个生态功能区，打造出生态保护与煤炭清洁高效开采相结合的新模式。

绿色矿区 （包文学 摄）

记者乘车到准能集团排土场，只见昔日遍地沟壑的“鸡爪子”山，已变成千亩果园、碧绿林海，微风吹过，瓜果飘香。

沙土变成肥土并不容易。“为了提高矿区土地肥力，我们在采空区填土复垦，种植几年苜蓿草后，才陆续栽种各类乔木、果树等。”王瑜介绍，“苜蓿草生命力强，长有会固氮的根瘤菌，枯萎凋零后，可提高土壤氮元素含量，提高土壤肥力。”

近年来，准能集团探索集形成水土流失控制体系、生态重构技术体系、复垦绿化标准化作业流程三大技术体系，通过“地貌重塑、土壤重构、植被重建、景观重现、生物多样性重组与保护”，促进矿区生态修复，为黄河流域生态环境保护与干旱地区露天煤矿开采提供经验。

绿意盎然 （魏博微 摄）

目前，准能集团7座排土场复垦绿化率达100%，建成望舒果区、抱朴田区、梦青牧区、农业观光采摘园、准格尔国家矿山公园、国家工业旅游示范基地。今年二季度以来，准能集团矿区累计接待游客超10万人次。

来源：中国煤炭报7月11日二版