2017年陕西将在煤炭绿色开采等领域实施一批重大专项。对于我省现有的煤炭开采来说,这无疑又是一个提升煤炭行业整体开采水平的重大机遇。在现有的情形下,如何促进煤矿开采与环境保护有效融合,整体提升煤炭绿色开采水平,成为我省煤炭行业发展面临的首要问题。
陕西是煤炭大省,煤炭储量大、埋藏浅、易开采,但在多年的煤炭开采中,煤炭行业发展造成的煤矿采空区塌陷等一系列问题凸显,成为制约我省煤炭行业持续发展的关键。在现有的情形下,如何促进煤矿开采与环境保护有效融合,整体提升煤炭绿色开采水平成为我省煤炭行业发展面临的首要问题。省长胡和平也在《政府工作报告》中提出:积极参与国家重大科技专项、国际大科学计划和大科学工程,在煤炭绿色开发、智能制造等领域实施一批省级重大专项。
1 煤炭绿色开采成为行业风向标
为加快推进煤炭领域供给侧结构性改革,推动煤炭工业转型发展,2016年12月22日,国家发改委和国家能源局联合发布了《煤炭工业发展“十三五”规划》,明确提出建设集约、安全、高效、绿色的现代煤炭工业体系。
作为“十三五”时期我国煤炭工业发展的纲领性文件,规划明确提出在煤炭生产侧推行煤炭绿色开采。
具体内容是:研究制定矿区生态文明建设指导意见,建立清洁生产评价体系,建设一批生态文明示范矿区。在煤矿设计、建设、生产等环节,严格执行环保标准,采用先进环保理念和技术装备,减轻对生态环境影响。以煤矿掘进工作面和采煤工作面为重点,实施粉尘综合治理,降低粉尘排放。因地制宜推广充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采、矸石不升井等绿色开采技术。限制开发高硫、高灰、高砷、高氟等对生态环境影响较大的煤炭资源。加强生产煤矿回采率管理,对特殊和稀缺煤类实行保护性开发。
而这正是基于多年来国内煤炭开发和利用方面存在的诸多问题:煤炭生产利用水平较低,煤炭开采引发土地沉陷、水资源破坏、瓦斯排放、煤矸石堆存等,破坏矿区生态环境,恢复治理滞后。煤炭利用方式粗放,大量煤炭分散燃烧,污染物排放严重,大气污染问题突出,应对气候变化压力大。
规划提出,煤炭工业绿色发展具体目标是:生态文明矿区建设取得积极进展,最大程度减轻煤炭生产开发对环境的影响。资源综合利用水平提升,煤层气(煤矿瓦斯)产量240亿立方米,利用量160亿立方米;煤矸石综合利用率75%左右,矿井水利用率80%左右,土地复垦率60%左右。原煤入选率75%以上,煤炭产品质量显著提高,清洁煤电加快发展,煤炭深加工产业示范取得积极进展,煤炭清洁利用水平迈上新台阶。
2 煤炭绿色开采的本土探索
在近几年的发展中,陕西煤炭行业也在不断进行着自我调整,榆林是陕西的产煤大市,在多年的发展中,榆林一直不断整合煤炭资源、关小上大,提高煤炭开采水平。2005年,在未整合前,榆林全市共有煤矿405处,设计能力9138万吨。其中地方煤矿389处,设计能力2435万吨,单井平均能力为6万吨。从2005年至今榆林先后分9批关闭煤矿335处,关闭产能2000多万吨,整合形成煤矿165处,其能力为1.34亿吨。到目前(包含新建、整合、生产)共262处,设计能力5.0775亿吨,平均单井能力为193万吨,采掘机械化水平由过去不足10%提高到75%。
“煤炭绿色开采包含着许多内容。首先是技术的提升,从设备、技术各方面的进步;其次是资源利用效率的提高,煤炭回采率的提高;第三是煤炭开采区的生态综合治理。”榆林市能源局规划科科长郭勇说。
在进行资源整合的同时,榆林市还对煤矿采空区进行了形式多样的规划治理。在绿色治理上先行一步的榆林市借鉴鄂尔多斯和山西等地采空区治理经验,采取“市上规划、县区审批、企业运作、试点先行”的采空区治理思路,在神木、府谷两县按照治理思路,共审批采煤沉陷区和火烧隐患区综合治理项目74处,已完工项目23处,正在实施44处,未开工项目7处。其中,神木县审批32处,预计完成治理面积46334亩,已完成治理面积17347亩,回收残留煤2682万吨,累计缴纳税费约10亿元,累计缴纳保证金3.9289亿元;府谷县批准治理项目42处,批准治理面积15566亩,累计复垦土地8650亩,回收工程煤769.69万吨,收缴保证金、备用金40552.105万元,帮助村民建设新农村5个,搬迁群众210户580人,修建了人畜饮水工程50处。
在煤炭绿色开采技术应用上,榆林市榆阳区在保水开采和充填式开采两项新技术上,已有煤矿联合中国矿业大学等单位进行了探索应用。
“榆阳区有300平方公里范围内的16个煤矿涉及到河流和水库等水资源环境地带,相关煤矿在河流两侧必须要留1公里的保水煤带,如果新的保水技术可以成熟应用,那么这些区域煤炭资源的利用率将会提高很多。”榆阳区煤炭局总工程师张彦军说。
由于可采区域的减少,榆阳区上河煤矿率先联系由中矿资源勘探股份有限公司、赤峰西拉沐沦(集团)公格营子煤业有限公司、陕西世诚矿业有限公司、北京光谷创新置业有限公司四家企业,联合中国矿业大学共同组建了新型生态环境治理实体企业中矿科创生态治理有限公司,并引进该公司“胶结充填采煤技术”。
“这种技术属于预防和保护性开采,其特点一是对地下资源进行了保护性开采,可以最大限度地(85%以上)将资源采出;二是对采区上方进行了有效保护,保证地面不塌陷,地表原貌不受破坏;三是有效回收利用当地现有的煤矸石、固体建筑垃圾、粉煤灰、风积沙等工业及其自然废弃物,做到废物利用,消除了工业废弃物造成的新的环境污染,形成了循环经济链。是一项有效保护矿区地质生态环境,节约治理费用,保持社会稳定,促进地区经济社会健康发展的先进技术成果。现在由于还是探索阶段,他们和我们签订吨煤78元治理成本。”榆阳区上河煤矿矿长王树斌说。
3 煤炭清洁开采的企业样本
在煤炭绿色开采上,神华神东煤炭集团有限责任公司无疑是陕西煤炭开采企业当中的佼佼者。
“煤炭开采带来的生态损害,核心是地下水破坏和生态环境损伤问题。我们通过不断创新煤炭开采技术,给每个可能造成环境污染和破坏的环节都最大程度地植入绿色基因。”神东煤炭集团环保管理处环保节能科科长王一淑说。
神东煤炭集团围绕建设“生态矿区、环保矿井、清洁煤炭”三条主线,创新采矿区三废“三控三用”的环保模式,针对煤炭开采中水、气、渣三大环境问题,实行了源头控制,过程治理,末端利用,从而实现煤炭绿色开采、清洁生产和“三废”循环利用。
煤炭开采过程中对水资源的保护利用重点在井下,难点也在井下。在多年的实践和探索中,神东煤炭集团创造性地建立起一套分布式地下水库技术。该技术的主要研发人员、大柳塔煤矿总工程师陈苏社向记者介绍:地下水库,就是利用地下采空区空间实现水的存储,再利用采空区底板的高差关系和矸石的净化功能,通过污水在采空区的流动,实现矿井水的转移和净化。它实现了井下供水、井下排水、污水处理、水灾防治、环境保护和节能减排“六大功能”。
目前,神东矿区15个矿井已经建成35座地下水库,储水量达2500万立方米,提供了95%的矿区生产、生态和生活用水。与以前相比,每年可节省费用约9.3亿元,实现了矿区水资源良性立体循环,同时还能向周边的电厂、工业区、生活区和生态修复区等地供水。
为了降低煤尘排放,神东矿区在井下应用采掘工作面喷淋降尘、井下巷道水幕降尘等措施,从源头控制煤尘,保证井下作业环境清洁,使员工的健康得到有效保障。同时,地面原煤仓、皮带栈桥、产品仓、装车塔各个环节进行全封闭运煤,矿区实现“采煤不见煤”。此外,外运煤炭也全部实现了车厢喷洒固化剂封尘,降低了铁路沿线的煤尘污染,每年可减少煤炭风损60万吨,直接经济效益达2.5亿元。
通过长期实践,神东矿区回采工作面粉尘浓度由每立方米520毫克以上降低到每立方米18.2毫克,综合降尘率达96%以上;掘进工作面粉尘浓度由每立方米494.3毫克降低到每立方米4.8毫克,综合降尘率达到99%;矿井各产尘点粉尘浓度普遍下降50%至90%。
对于各矿开采中产生的井下矸石,采取填充废弃巷道或硐室的方式进行安全处置,每年井下矸石回填废弃巷道23万吨,实现掘矸不升井。神东大柳塔煤矿还购进5台具有零污染、零排放、低噪声、低能耗等特点的矿用防爆电动无轨胶轮车,来代替井下的柴油车,以此减少井下尾气污染。
在建设生态矿区上,神东煤炭集团采取了开采前进行大范围高标准生态治理,有效提升区域生态功能,将原生脆弱的生态系统建成具有抗开采扰动能力的生态系统;开采中创新井下绿色开采技术,最大程度减少对生态环境的影响,从根本上保护地表生态环境;开采后构建持续稳定的区域生态系统,实现生态资源的永续利用。同时,在开发建设之初,神东煤炭集团就确定每开采一吨煤提取0.45元专门用于生态环境防治,在全国煤炭系统中率先建立了生态治理资金长效保障机制。通过积极缴纳补偿费、保证金,大力实施生态建设工程,形成了以煤业发展促进生态治理,以生态治理保障煤业发展的良性循环局面。而神东煤炭集团在煤炭绿色开采多个方面达到的高质、高效标准值得更多煤炭企业学习借鉴。陕西日报记者 霍海澎