夏日清晨,雨水初歇,霧氣氤氳,站在觀景臺(tái)遠(yuǎn)眺,只見各種草木點(diǎn)綴在礦場四周,微風(fēng)拂過,輕輕搖曳,與礦場中心靜靜矗立的黃色巨型卡車形成對比。這是國家能源集團(tuán)準(zhǔn)能集團(tuán)有限責(zé)任公司(以下簡稱準(zhǔn)能集團(tuán))黑岱溝露天煤礦的一隅。
黑岱溝礦綠色礦區(qū) (包文學(xué) 攝)
“實(shí)施生態(tài)重構(gòu)和土地復(fù)墾前,準(zhǔn)能集團(tuán)礦區(qū)溝壑縱橫,黃沙漫天。”準(zhǔn)能集團(tuán)生態(tài)環(huán)境環(huán)保部副主任王瑜感慨道。
而今,準(zhǔn)能集團(tuán)聚焦黃河流域生態(tài)保護(hù)難題,堅(jiān)持科技賦能,打造綠色智慧礦山,從煤炭開采到坑口發(fā)電,從低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目到礦山文化和生態(tài)旅游融合發(fā)展,走出了一條擴(kuò)綠、降碳、減污的高質(zhì)量發(fā)展之路。
應(yīng)用新技術(shù)新裝備安全高效開采煤炭
在黑岱溝露天煤礦,300噸級無人駕駛卡車在設(shè)定好的坡道上平穩(wěn)運(yùn)行,單斗挖掘機(jī)與自卸卡車聯(lián)合作業(yè),百米長的吊斗鏟有條不紊地進(jìn)行倒堆作業(yè),白色“鍋蓋式”的邊坡雷達(dá)24小時(shí)轉(zhuǎn)個(gè)不?!瓬?zhǔn)能集團(tuán)應(yīng)用5G網(wǎng)絡(luò)、人工智能等技術(shù),實(shí)現(xiàn)煤炭安全高效開采。
黑岱溝礦電鏟卡車剝離聯(lián)合作業(yè) (崔龍 攝)
“準(zhǔn)格爾地區(qū)煤炭賦存條件優(yōu)越。”黑岱溝露天煤礦智能管理中心經(jīng)理郭培指著采坑介紹,“地表上方是黃土層,平均厚度27米;中部為巖石層,平均厚度114米;下方是煤層,平均厚度28.8米。采場部分地區(qū)有斷陷帶?!?/span>
如此地質(zhì)條件下,如何實(shí)現(xiàn)安全高效開采?
答案是拋擲爆破技術(shù)。在上部黃土層剝離運(yùn)輸完成后,利用炸藥將煤層上方的大部分巖石爆破粉碎,拋入對面已完成開采的區(qū)域,減少剝離運(yùn)輸工作量,降低開采成本。
“這項(xiàng)技術(shù)使用步驟并不繁瑣。”郭培指著預(yù)采區(qū)的巖土介紹,只需在選定區(qū)域用鉆機(jī)按設(shè)定好的間距斜向打孔,填藥爆破,即可將近40%的破碎巖石提前拋入采空區(qū),同時(shí)配合吊斗鏟倒堆工藝,剝離巖土,方便運(yùn)輸煤炭。2012年,該技術(shù)獲國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
郭培介紹,目前,該礦同時(shí)利用XE7000液壓正鏟進(jìn)行巖土剝離作業(yè)。該裝備鏟斗容積36立方米。經(jīng)過遠(yuǎn)程操控改造,該裝備以5G網(wǎng)絡(luò)為支撐,可傳輸聲場、感知、監(jiān)控等實(shí)時(shí)信息,與無人駕駛卡車協(xié)同運(yùn)行,在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)采裝運(yùn)卸全過程無人化作業(yè)。
另外,黑岱溝露天煤礦應(yīng)用了300噸級無人駕駛礦用卡車。該卡車具備智能感知、自主決策、主動(dòng)避障等功能?!拔覀儗?shí)現(xiàn)了18臺(tái)300噸級無人駕駛卡車無人化、常態(tài)化運(yùn)行,提高了卡車關(guān)鍵部位國產(chǎn)化、自主化水平,打破了國外技術(shù)壟斷?!惫嗾f。
卡車無人駕駛作業(yè) (包文學(xué) 攝)
運(yùn)輸有無人駕駛卡車,采煤用炸藥,那么炸藥又是從何而來?
記者了解到,準(zhǔn)能集團(tuán)炸藥廠始建于1991年,2008年完成改擴(kuò)建,核定生產(chǎn)能力14.5萬噸/年,采用現(xiàn)場混裝車工藝生產(chǎn)多孔粒狀銨油炸藥和乳化炸藥。
2021年3月,準(zhǔn)能集團(tuán)與高校、科研院所、企業(yè)等聯(lián)合組建專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì),首次制備出煤基納米碳?xì)淙剂?。該燃料類似于水煤漿,由煤、水和少量添加劑經(jīng)先進(jìn)的納米化處理工藝制成。
“煤基納米碳?xì)淙剂峡商娲@油炸藥里的柴油成分,制成煤基納米碳?xì)滗@油炸藥,每年可節(jié)約炸藥生產(chǎn)成本和爆破成本近億元。”準(zhǔn)能集團(tuán)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)孵化基地黨委書記、經(jīng)理黃涌波表示。
2022年,“新型煤基納米碳?xì)湔ㄋ幖爸苽涔に嚰夹g(shù)”通過工業(yè)和信息化部科技成果鑒定,取得國家民爆行業(yè)準(zhǔn)入行政許可。近日,在第二十六屆中國科協(xié)年會(huì)上,“煤基納米碳?xì)淙剂瞎I(yè)化制備技術(shù)及工程應(yīng)用”入選綠色低碳領(lǐng)域先導(dǎo)技術(shù)榜。
發(fā)展低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì) 實(shí)現(xiàn)煤炭高值化利用
煤炭開采和洗選加工會(huì)產(chǎn)生煤矸石和粉煤灰等固廢,如何有效利用?
“粉煤灰的應(yīng)用前景廣闊?!秉S涌波介紹,準(zhǔn)格爾煤田煤炭儲(chǔ)量265億噸,遠(yuǎn)景儲(chǔ)量1000億噸,屬高鋁、富鎵、富鋰煤,燃燒產(chǎn)生的粉煤灰中,氧化鋁平均約占50%,鎵平均含量達(dá)85克/噸,鋰平均含量達(dá)375克/噸。其中,準(zhǔn)格爾礦區(qū)煤炭中伴生的氧化鋁儲(chǔ)量達(dá)35億噸,是我國目前鋁土礦可采儲(chǔ)量的近12倍。
黃涌波介紹,從粉煤灰中提取鋰、鎵等稀有金屬主要采用“一步酸溶法”,即在高溫高壓條件下,通過沉降分解、凈化、蒸發(fā)結(jié)晶等工序進(jìn)行提取,焙燒產(chǎn)生的煙氣可回收利用,實(shí)現(xiàn)低碳循環(huán)生產(chǎn),降低能耗和,減少污染。
“一步酸溶法”具有高腐蝕性,設(shè)備損耗一直是個(gè)難題?!拔覀冄邪l(fā)試用了臥式反應(yīng)釜。該裝備具備耐高溫、耐腐蝕、耐酸等特質(zhì),減少降低了設(shè)備損耗?!毖h(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)孵化基地副經(jīng)理王連蒙解釋道。在“一步酸溶法”的基礎(chǔ)上,該基地研究發(fā)了“水熱除雜法”,減少了提取稀有金屬的工序流程,降低了生產(chǎn)運(yùn)營成本。
粉煤灰在沉降分解等工序中會(huì)產(chǎn)生白泥和廢水。該基地應(yīng)用白泥、廢水綜合化利用技術(shù),將產(chǎn)生的白泥用于制備硅肥、低爆速銨油炸藥鈍化劑、混凝土砌塊;從采用“水熱除雜法”產(chǎn)生的廢水中提取鋰,含鈣廢水則用來制備煤用防凍液、道路抑塵劑等,實(shí)現(xiàn)固廢全部轉(zhuǎn)化,工藝廢水近零排放。
在循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)孵化基地6034車間的回轉(zhuǎn)窯爐口,處理過的白泥在800攝氏度的高溫下煅燒,不遠(yuǎn)處整齊碼著一袋袋硅肥。“硅肥已用于基地果蔬種植,真正將煤炭資源‘吃干榨凈’,做到固廢低碳循環(huán)利用?!?034車間主任邢永康說,目前他們生產(chǎn)的硅肥正在申請商用資格。
在準(zhǔn)能集團(tuán)矸電公司,記者看到煤炭開采和洗選廠產(chǎn)生的煤矸石進(jìn)入鍋爐燃燒發(fā)電。截至6月底,矸電公司今年累計(jì)發(fā)電19.07億千瓦時(shí),產(chǎn)生的蒸汽可用作于其他煤化工項(xiàng)目所需的動(dòng)力,節(jié)約減少能耗。
此外,準(zhǔn)格爾地區(qū)太陽能資源豐富,年輻照量5781兆焦耳/平方米,適于建設(shè)大型光伏發(fā)電工程。王瑜介紹,準(zhǔn)能集團(tuán)每年新增3600余畝復(fù)墾土地,未來將形成18萬畝復(fù)墾區(qū)域土地,可為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好條件。
打造綠色礦山 建成煤海公園
“從水土貧瘠、植被稀疏的荒漠到滿目蒼翠、景色宜人的綠色礦山,準(zhǔn)能集團(tuán)努力做好生態(tài)文明建設(shè)的綠色文章?!痹跍?zhǔn)能集團(tuán)展廳,講解員介紹道。
“看著礦區(qū)環(huán)境逐年變好,心里別提有多高興了。”準(zhǔn)能集團(tuán)新聞中心負(fù)責(zé)人龐偉說。他2007年到這兒工作,當(dāng)時(shí)早上起來,桌子上還能落下一層灰。
如今,經(jīng)過生態(tài)治理和土地復(fù)墾,準(zhǔn)能集團(tuán)大部分礦區(qū)長出了林海,植物種類增加到240種以上,赤麻鴨、狐貍、猞猁等數(shù)十種野生動(dòng)物在礦區(qū)“安家落戶”,生態(tài)穩(wěn)步向好。
“這里毗鄰黃河,屬黃土高原地區(qū)。建礦初期,土地貧瘠,地表受風(fēng)蝕、水蝕嚴(yán)重,因此開展生態(tài)治理和土地復(fù)墾意義重大?!蓖蹊そ榻B。
近年來,準(zhǔn)能集團(tuán)大力發(fā)展綠色生態(tài)經(jīng)濟(jì)。截至今年4月,復(fù)墾綠化總投入28.81億元,完成綠化面積9.85萬畝,植被覆蓋率由25%提高至80%以上;布局“生態(tài)+農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、林果、文旅、研學(xué)”等多元產(chǎn)業(yè),建成8個(gè)生態(tài)功能區(qū),打造出生態(tài)保護(hù)與煤炭清潔高效開采相結(jié)合的新模式。
綠色礦區(qū) (包文學(xué) 攝)
記者乘車到準(zhǔn)能集團(tuán)排土場,只見昔日遍地溝壑的“雞爪子”山,已變成千畝果園、碧綠林海,微風(fēng)吹過,瓜果飄香。
沙土變成肥土并不容易。“為了提高礦區(qū)土地肥力,我們在采空區(qū)填土復(fù)墾,種植幾年苜蓿草后,才陸續(xù)栽種各類喬木、果樹等?!蓖蹊そ榻B,“苜蓿草生命力強(qiáng),長有會(huì)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?!?/span>
近年來,準(zhǔn)能集團(tuán)探索集形成水土流失控制體系、生態(tài)重構(gòu)技術(shù)體系、復(fù)墾綠化標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)流程三大技術(shù)體系,通過“地貌重塑、土壤重構(gòu)、植被重建、景觀重現(xiàn)、生物多樣性重組與保護(hù)”,促進(jìn)礦區(qū)生態(tài)修復(fù),為黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)與干旱地區(qū)露天煤礦開采提供經(jīng)驗(yàn)。
綠意盎然 (魏博微 攝)
目前,準(zhǔn)能集團(tuán)7座排土場復(fù)墾綠化率達(dá)100%,建成望舒果區(qū)、抱樸田區(qū)、夢青牧區(qū)、農(nóng)業(yè)觀光采摘園、準(zhǔn)格爾國家礦山公園、國家工業(yè)旅游示范基地。今年二季度以來,準(zhǔn)能集團(tuán)礦區(qū)累計(jì)接待游客超10萬人次。
來源:中國煤炭報(bào)7月11日二版