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神东矿区是怎么“绿”出名堂的

陕西新闻大纪实     发布时间:2019-06-18   
“刚来这里的时候,街道没有一棵树,周边的山上也没有树,草也很少,天天刮风沙,眼睛都睁不开。”在神东矿区经营凉皮店20多年的王阿姨说。如今的矿区环境和她去过的很多城市都差不多,到处都是绿油油的树,近几年也没有风沙天气了。“要是第一次来,你根本想不到这里以前是一片沙漠吧?”王阿姨笑着问道。

神东矿区位于我国历史上以环境恶劣、生态脆弱著称的第五大沙漠毛乌素沙漠南缘与黄土高原北缘的过渡地带,被列为国家黄河流域水土流失重点监督区。从上世纪80年代中叶开始开发建设起,神东煤炭集团就十分重视环境保护和生态恢复再造,创造性地提出“采前防治、采中控治、采后修复”和“外围防护圈、周边常绿圈、中心美化圈”的“三期三圈”生态环境治理模式,不但没有因煤炭大规模开发造成环境破坏,而且让原来脆弱的生态环境实现正向演替,在荒漠化地区建成大片绿洲。

让煤炭开采对地表生态的影响最低

“煤炭开采过程中主要面临地下水破坏和生态环境损害,神东一直不断创新清洁生产技术。”神东煤炭集团环保管理处处长王义说。

据王义介绍,神东煤炭集团利用地球物理勘探、水文地质钻探,结合数值和实验室模拟,深入研究了神东矿区煤炭采前、采中、采后全过程中煤层覆岩、松散层、地表土壤结构变形破坏以及含水率的变化,全面掌握了上覆岩层变化规律及地下水的运移规律,为煤炭绿色开采提供了理论基础。

在开采过程中,神东人研究创新了井下超大工作面整体沉降、井下煤矸置换等一系列工作面开采减损技术,通过增加综采工作面的长度、宽度,提高推进速度,减少了综采工作面布置的数量、煤炭开采对地表生态环境扰动次数、地表周边边缘裂缝数量,增加了采空区地表中部具有自修复能力的均匀沉陷区面积达40%以上。

“我们对于水的态度是既爱又恨。神东矿区干旱少雨,特别缺水,以前生活用水都很紧张,给煤矿的供水很不稳定,水一停,整个井下生产就停了。而在开采过程中,水又是安全生产的一大隐患。地下水库方案的实施有效解决了在安全生产前提下,科学保水蓄水用水的问题。”神东煤炭集团大柳塔煤矿生产办主任科员李瑞群介绍。

煤矿地下水库是利用煤炭开采后形成的采空区岩体空隙储水,用人工坝体将采空区周边的安全煤柱连为一体,形成挡水坝体,通过收集岩层渗水用于生产,解决缺水难题。同时,将部分生产后的污水通过管道注入采空区,矿井水在采空区经长距离运移达到了沉淀、过滤、吸附、离子交换等自然净化,最终将入库污水转化为出库清水进行循环利用,确保了地下水库水质满足用水的要求。

该工程具有井下供水、井下排水、矿井水处理、水灾防治、环境保护和节能减排六大功能。

目前,神东矿区已建成32座分布式地下水库,水库储水量达2500万立方米,可满足矿区生产、生活和生态用水,供给矿区用水量达95%以上。

此外,神东煤炭集团还积极探索水资源综合利用“三级处理”技术,确保水的分质利用。同时,在采煤、选煤、燃煤过程中,建立了采空区、选煤车间、锅炉房三个废水闭路循环系统,实现废水循环利用,每天高达17万立方米的矿井水多级利用不外排。

神东煤炭集团在井下清洁环境的打造上也做了很多努力。

大规模机械化生产难以完全避免产尘。为解决消尘、控尘的问题,神东煤炭集团通过对矿区井下尘源点的参数测试、分析、总结、评估,制定了主要尘源点控制技术措施,细化管理标准,系统通风排尘、注水减尘、封闭尘源、喷雾降尘、捕尘网捕尘、风机除尘、抑尘剂抑尘、清理积尘和加强个体防护,构建了矿井立体式、全方位、综合性防尘体系。

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%。

“近期,我们大柳塔煤矿购进了4台电动车,来代替井下的柴油车。电动汽车的使用可以改善在井下有限的空间里柴油机尾气对空气的污染,神东煤炭集团目前也只有这4台电动车,但是在绿色开采的大前提下,我觉得今后电动车代替柴油机将成为一种趋势。”李瑞群表示。

沉陷区治理从投入型转向效益型

采煤沉陷区生态修复及生态再造,从来都是采矿企业面临的首要环保难题。荒漠区煤矿则更甚,其最大难点在于土壤贫瘠、干旱、缺水,地表绿化植物成活率低。但记者在神东煤炭集团大柳塔矿区采煤沉陷区看到的是一片绿意,令人心旷神怡。

神东煤炭集团十分重视环境保护、生态再造,建立了以年度政府水土流失补偿费返还资金为主,以吨煤提取0.45元治理基金和公司专项与基建费用为辅的长效治理保障机制。

“长期以来,我们都在积极探索沉陷区治理技术,针对性开展了30多项沉陷区生态治理技术研究,着力解决沉陷区贫瘠、干旱、缺水、塌陷影响植物生长的问题,攻克了沉陷区生态治理中土地贫瘠、干旱缺水和沉陷伤根三大技术难题,植物成活率和植株生长量比1985年均提高10%以上。”王义说。

据王义介绍,神东煤炭集团尝试种植16种生态经济作物,建成沙柳、沙棘、文冠果等生态经济林基地,同时发展沙棘食品与保健品深加工产业,形成企业提效、政府增绩、农民受益的良性发展格局。

“神东矿区已初步建立了水、土、生态3项资源协同开发与利用的模式,计划将神东矿区近千平方公里的沉陷区全部打造为3项资源协同利用的基地,并在大柳塔、上湾等沉陷区建立了示范区。”王义表示。

在大柳塔煤矿水土保持科技示范园,总体规划为三区一核:建设区、公益区、生产区以及科普展示核心区。

王义介绍,建设区是指大柳塔与李家畔的办公区和生活小区;公益区是指结合城镇与公用设施建设的水保治理区,重点针对镇区公路沿线、山体坡面等公共区域,总面积8.1平方公里,投资13100万元;生产区主要针对采煤沉陷区和排矸场进行复垦绿化。

截至2015年底,神东矿区已累计投入生态环保建设资金28.06亿元,矿区全面建成“三废”处理设施,生态治理面积达240平方公里,治理面积是开发面积的1.4倍,植被覆盖率由开发初的3%至11%提高到现在的65%以上。

经过治理后的矿区,经过13项指标的对比,每年的大风沙天数比1985年减少了2/3以上,经乌兰木伦至窟野河输入黄河的泥沙每年减少2000万吨以上。当地农牧民的75万亩耕地因生态、气候改善而获得稳定收成,并催生了林草绿化业的产业化发展,为地方群众提供50万个以上的就业机会。

“最大的收获不仅是美化了环境,更重要的是改变了人们对生态保护的态度。”王义说。
王义介绍,以前栽种的植被,人为破坏的很多。人们对环保没有任何概念,觉得门前栽树妨碍了自己,就会拔掉。但是,通过不断补种和宣传,人们切身感受到环境变化带来的好处后,观念彻底改变了。

“格局大了,事好办了。目前,我们沙棘、文冠果等生态经济林基地所产生的直接经济效益全部归于当地农民,而管理由神东煤炭集团负责。后期我们设想将全部的管理都交给农民,为他们创造就业机会,让这里成为真正的绿洲。”王义说。

在经济转型的大背景下,神东煤炭集团的经济效益也受到了较大影响。在这种情况下,环保投入会不会成为企业的一种压力?王义认为,矿区环境治理从投入型向效益型转变,避免了压力的出现。

首先,随着基础设施逐渐完善,这方面的投入会逐渐减少。其次,将生态经济林基地交由老百姓管理,相对于专业团队管理的费用要低一些。再其次,污水处理标准高、费用高,但是经过处理的污水用来灌溉,可以大大降低污水处理费用。

“总体来看,生态保护对于企业和当地老百姓来说是双赢的举措,未来,我们将继续从双赢的角度做出更多的努力。”王义说,目前他们正在规划建设一个山地公园,可供当地老百姓休闲、娱乐,预计明年建成投用。

降硫提质,有效提供清洁煤炭

目前,神东煤炭集团联合科研院所围绕绿色发展、环保建设,已开展了30多个科研项目,并取得了丰硕成果。他们曾在2006年获得“中华环境奖”。4个科研项目获得国家科学技术进步二等奖。20多个项目获得省部级奖励。7个煤矿被授予国家级“绿色矿山试点单位”及“绿色矿山”。

其实,不仅在绿色开采方面,神东煤炭集团在清洁煤炭供应方面也做出了很大贡献。

神东煤以特低灰、特低硫、特低磷、中高发热量、高挥发分的优质工业用煤著称,被誉为“城市环保的救星”。尽管如此,神东煤炭集团仍然坚持煤炭全部洗选的方针,配套建设了13座先进选煤厂,其中10座具有全入洗工艺、3座具有块煤入洗工艺。洗选系统全面应用自动化程度和分选效率高的自动控制和专业监测监控技术,原煤入选率和入洗率分别达到100%和50%。

“目前选煤厂主要是通过洗选矸石来提质的。为了提质,最直接的方法就是提高煤炭入洗率。但是,入洗率的提高会带来另外一个问题——大幅增加煤泥产量。”神东煤炭集团洗选中心工艺煤质部经理朱子祺表示。

他形象地介绍,在煤炭洗选过程中,水相当于是人体的血液,要是水变得浑浊,有特别多的煤泥,对于煤炭洗选的整个系统影响非常大,大到一定程度将使整个系统崩溃。

朱子祺介绍,2009年他刚参加工作的时候,煤炭洗选行业对煤泥的处理非常直观,就是观测浓缩池,浓缩池中的水变得很浑浊,就立马加一些药剂,加快煤泥沉淀。随着工作经验的不断积累,朱子祺开始思考,以前都是在浓缩池想办法解决煤泥的问题,是否可以从主厂房的源头思考——水为什么会变得浑浊?

他和他的团队分析认为,主要是因为煤泥中直径低于74微米的超细颗粒比较多。超细颗粒比头发丝还细。通过测算,一升煤泥水中含有60%的超细颗粒。这样的煤泥水放置一天,超细颗粒基本一直在悬浮,不会自然沉降。

找到了原因就开始找方法。“我们尽可能地减少次生煤泥量。比如,我们发明的短流程工艺,煤炭沾水之后,5分钟就出来,不要在系统里循环15分钟至20分钟。”朱子祺说。

此外,就是矸石泥外排工艺。主要是矸石泥化,这个工艺就是将矸石泥化,不让矸石泥循环,最多循环一次,然后尽可能地在系统里将矸石泥外排。

“近两年,我们又创造了选煤厂选前脱粉工艺,因为很多直径在0.5毫米以下的煤泥都是从直径为3毫米的末煤、粉煤中产生的,所以我们让直径在3毫米以下的煤炭直接外运、不沾水,降低煤泥量。”朱子祺说。

2015年,为适应京津冀大气污染防治的需要,朱子祺的团队生产供应了硫分小于0.4%、发热量大于5200大卡的优质超低硫清洁煤种“神洁—3”。

据了解,煤炭的洗选工艺主要是为了降灰、提高发热量,降低硫分方面的工艺还很少。“但据我们检测,通过洗选,块煤相对于原煤硫分可降低0.1%至0.15%,末煤可降低0.2%。”朱子祺说,通过分析,煤炭的硫赋存状态主要可分为有机硫和无机硫两大类,无机硫主要指的是硫铁矿硫和硫酸盐硫两类。

有机硫为煤分子结构中的有机组成部分,无法通过煤炭洗选方式进行脱除。而无机硫一般存在于无机物中,原煤中的无机硫主要存在于矸石中,这部分煤的硫分与煤的灰分变化具有正相关性,灰分越高,硫分越高。数据显示,我国的高硫煤平均硫分2.76%,其中黄铁矿硫占58%左右,而有机硫仅占37%左右,如能有效脱除63%的无机硫,将能极大地降低燃煤对环境的污染。

朱子祺表示,高效而先进的物理洗选是目前公认的高硫煤燃前降硫最为经济的手段,即根据煤与矸石的密度差异,排出矸石的同时将存在于矸石中的无机硫排出,达到降硫的目的。

全国硫分低于0.4%的煤炭很少。为了有效供给清洁煤炭,神东煤炭集团洗选中心采取原煤部分入洗获取低硫精煤而后掺配高硫末原煤的方式,通过控制掺配比例从而获得硫分合格并能满足产量计划的洁净煤。

“在煤炭需求减少的背景下,用户主导市场,我们需要根据市场需求,灵活调整特种煤生产组织。未来,我们将设想建立智能化洗煤厂——和傻瓜相机自动对焦的工作原理很相似,在调度室摁一个按钮,就可以根据下游客户需求,自动生产煤种。”朱子祺表示,目前该项目正在做试点,明年将大规模实践。

而在铁路外运、销售煤炭的过程中,神东煤炭集团采用自主研发的封尘固化剂喷洒在煤炭表层的方式,减少铁路沿线的煤尘污染的同时,每年减少煤炭风损60万吨,创造直接经济效益超过2.5亿元。

洁净煤的成功生产和发运,不仅创造了环境效益,还创造了较好的经济效益。相同发热量条件下,吨煤销售价格提高了75元,每列洁净煤较同发热量指标混煤销售收入增加31.68万元。

 

编辑:LY