作為黃河上游重要支流大通河的發(fā)源地，青海木里礦區(qū)是祁連山區(qū)域水源涵養(yǎng)地和生態(tài)安全屏障的重要組成部分，生態(tài)地位極為重要。過(guò)去，由于煤炭資源非法開(kāi)采，剝離物料隨意堆放，造成木里礦區(qū)高山草甸、凍土層和濕地被破壞，原有水系更改，生態(tài)破壞嚴(yán)重，加劇了滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。
對(duì)此，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)提出了“渣山削坡整形、采坑回填緩坡、巖壁修整、土壤篩分及改良、30厘米土層覆蓋、鄉(xiāng)土植物混播”的綜合治理方案。2021年9月，由中國(guó)煤科承攬的木里江倉(cāng)一號(hào)井綜合整治項(xiàng)目通過(guò)青海省省級(jí)驗(yàn)收，打造出高原高寒地區(qū)礦山生態(tài)修復(fù)的樣板工程。
對(duì)中國(guó)煤科來(lái)說(shuō)，這只是其綠色發(fā)展路上的一個(gè)堅(jiān)實(shí)腳印。近年來(lái)，中國(guó)煤科積極踐行“雙碳”目標(biāo)，在綠色開(kāi)采、清潔能源開(kāi)發(fā)利用、管道輸煤等方面持續(xù)發(fā)力，加速推進(jìn)綠色發(fā)展步伐。
綠色開(kāi)采，探尋資源利用最優(yōu)解
綠色開(kāi)采是實(shí)現(xiàn)煤炭資源開(kāi)發(fā)利用最優(yōu)化和生態(tài)環(huán)境影響最小化的最優(yōu)路徑。近年來(lái)，中國(guó)煤科依托強(qiáng)大的科研技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)煤炭綠色開(kāi)采進(jìn)行了一系列積極探索。
在保水采煤方面，中國(guó)煤科西安研究院提出了煤層開(kāi)采涌水量動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)方法和含水層控制疏放技術(shù)，研發(fā)出長(zhǎng)距離定向鉆孔注漿帷幕、地下連續(xù)帷幕墻建造、全斷面引流注漿截流等保水采煤關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了礦區(qū)地下水、地表水資源原位保護(hù)，促進(jìn)了生態(tài)脆弱煤礦區(qū)煤—水資源協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)。
長(zhǎng)距離隱蔽懸掛式半封閉截水帷幕示意圖
中國(guó)煤科開(kāi)采研究院基于覆巖采動(dòng)裂隙垂向?qū)圆町惙謪^(qū)特征和采動(dòng)覆巖隔水特性，提出控水采煤理論與技術(shù)。他們通過(guò)控制不同分帶進(jìn)入含水層的擾動(dòng)范圍，控制礦井充水量，解決了水體下留設(shè)不同類(lèi)型防水煤巖柱而造成煤炭資源的大量損失、對(duì)含水層過(guò)量疏放導(dǎo)致地下水位大幅度下降等礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了“控水保安全，保水促生態(tài)”的雙重目標(biāo)。
控水采煤技術(shù)
在矸石處置方面，中國(guó)煤科西安研究院融合鉆探、注漿、水害防治技術(shù)優(yōu)勢(shì)，研發(fā)了集“碎、配、制、充、防”于一體的煤矸石地面與井下協(xié)同高效充注及伴生災(zāi)害防控技術(shù)，為控制礦區(qū)地表沉降、充填處置矸石固廢，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)煤矸石“零排放”目標(biāo)提供技術(shù)支撐。
除了研發(fā)以固體、高濃度膏體、似膏體、高水材料等為代表的多種充填采煤技術(shù)，中國(guó)煤科開(kāi)采研究院還探索了高堿粉煤灰漿固化二氧化碳井下綜合利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了粉煤灰固化二氧化碳、粉煤灰注漿防滅火、礦井水循環(huán)利用、充填采空區(qū)減沉。
在地表減沉方面，中國(guó)煤科開(kāi)采研究院構(gòu)建了以“開(kāi)采沉陷預(yù)計(jì)+桿塔移動(dòng)變形分析+抗采動(dòng)影響治理”為核心的沉陷區(qū)高壓線塔保護(hù)性開(kāi)采技術(shù)體系，集“勘查、設(shè)計(jì)、評(píng)估、治理”于一體的采空區(qū)治理成套技術(shù)以及沉陷區(qū)綜合利用井上下協(xié)同治理技術(shù)體系，為采煤區(qū)地表減沉和沉陷區(qū)綜合利用提供了技術(shù)支撐。
采空區(qū)注漿效果檢驗(yàn)三維效果
采煤沉陷區(qū)空天地孔協(xié)同監(jiān)測(cè)平臺(tái)
開(kāi)發(fā)清潔能源，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)
為了更好地適應(yīng)生態(tài)文明建設(shè)和環(huán)境保護(hù)的新常態(tài)，中國(guó)煤科在強(qiáng)化監(jiān)督管理和加大節(jié)能改造力度的同時(shí)，通過(guò)整合節(jié)能環(huán)保、清潔能源開(kāi)發(fā)利用等技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化資源配置，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
2018年12月11日，由中國(guó)煤科重慶設(shè)計(jì)院參與設(shè)計(jì)的貴州省第一座天然氣分布式能源站——興義清水河天然氣分布式能源站并網(wǎng)發(fā)電。中國(guó)煤科重慶設(shè)計(jì)院充分運(yùn)用綠色建筑設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)方法，采取綠色建材、創(chuàng)新節(jié)能、可再生能源利用等技術(shù)措施，推動(dòng)興義清水河天然氣分布式能源站可持續(xù)安全高效生產(chǎn)。
作為興義地方電網(wǎng)的黑啟動(dòng)電源，總裝機(jī)容量58兆瓦的興義清水河天然氣分布式能源站可實(shí)現(xiàn)智能化“一鍵啟動(dòng)”，機(jī)組從啟動(dòng)到帶滿負(fù)荷僅需15分鐘，不僅填補(bǔ)了貴州省天然氣發(fā)電的空白，其削峰填谷的能力可與貴州黔西南州地方電網(wǎng)相互支撐，對(duì)提高電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，構(gòu)建黔西南州“大強(qiáng)電網(wǎng)+大產(chǎn)業(yè)”具有重要意義。
地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)智能管控平臺(tái)
地?zé)崮苁蔷G色低碳、可循環(huán)利用的可再生資源，與其他能源相比，具有儲(chǔ)量大、分布廣、清潔環(huán)保、穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。早在2017年，中國(guó)煤科西安研究院就采用淺層+中深層地?zé)岬芈窆軗Q熱技術(shù)，穩(wěn)步推進(jìn)地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)、利用和推廣。2021年7月，他們成立了地?zé)崮荛_(kāi)發(fā)技術(shù)與工程研究所，深耕地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用。中國(guó)煤科西安研究院將高新院區(qū)燃?xì)忮仩t低氮升級(jí)改造方案調(diào)整為中深層地?zé)岬芈窆芄嵯到y(tǒng)方案，將新建院區(qū)原燃?xì)忮仩t+冷卻塔系統(tǒng)變更為淺層地埋管地源熱泵制冷供暖技術(shù)系統(tǒng)。
據(jù)了解，中國(guó)煤科西安研究院淺層+中深層地?zé)峁┡ㄖ评洌╉?xiàng)目運(yùn)行以來(lái)，每年可以節(jié)約煤炭資源4363.29噸，每年可以減少排放二氧化碳1.14萬(wàn)噸、二氧化硫37.09噸、氮氧化物32.28萬(wàn)噸。
管道輸煤，探索煤炭運(yùn)輸新方式
在持續(xù)推進(jìn)綠色發(fā)展的過(guò)程中，中國(guó)煤科不斷加速技術(shù)創(chuàng)新，特別是在管道輸煤方面攻關(guān)突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)煤炭管道運(yùn)輸從零到一的突破。
管道輸煤是將固態(tài)煤炭通過(guò)加水的方式變成煤漿，再通過(guò)泵站加壓的方式進(jìn)行管道輸送。2021年11月，由陜煤集團(tuán)投資建設(shè)，中國(guó)煤科武漢設(shè)計(jì)院承擔(dān)EPC工程總承包的我國(guó)首條長(zhǎng)距離管道輸煤項(xiàng)目——陜西神渭輸煤管道全負(fù)荷輸煤成功，進(jìn)入試生產(chǎn)運(yùn)行階段。
神渭輸煤管道全長(zhǎng)727公里，設(shè)計(jì)年輸送精煤1000萬(wàn)噸，途經(jīng)陜西省4市18縣（區(qū)），全線穿（跨）越工程1537處，其中隧道工程59處、總長(zhǎng)55.5公里，穿越鐵路26處、公路115處、河流70處，管道全線主要包含供煤、制漿、泵輸、儲(chǔ)漿、脫水及生產(chǎn)輔助系統(tǒng)等。
由于輸煤距離較長(zhǎng)，神渭輸煤管道共設(shè)有五級(jí)泵站30臺(tái)活塞隔膜泵聯(lián)動(dòng)，其中最長(zhǎng)的泵站間距達(dá)到136公里，煤漿以1.8米/秒的速度在管道內(nèi)運(yùn)輸。抵達(dá)終點(diǎn)后，一部分煤漿直接進(jìn)行化工處理；另一部分煤漿脫水后被還原成固態(tài)煤炭，運(yùn)送到火電廠等。
面對(duì)該項(xiàng)目規(guī)模大、線路長(zhǎng)、工藝系統(tǒng)環(huán)節(jié)復(fù)雜等難題，中國(guó)煤科武漢設(shè)計(jì)院著力攻關(guān)長(zhǎng)距離、大運(yùn)量煤漿制備技術(shù)，長(zhǎng)距離管道輸煤系統(tǒng)五級(jí)泵站串聯(lián)同步技術(shù)，常規(guī)濃度煤漿轉(zhuǎn)化為氣化漿制備技術(shù)等，填補(bǔ)了我國(guó)長(zhǎng)距離管道輸煤技術(shù)的多項(xiàng)空白。此外，管道輸煤也成為繼鐵路、公路、水路三種長(zhǎng)距離運(yùn)煤方式外的第四種煤炭運(yùn)輸方式，這種全新的煤炭物流方式也為煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了新動(dòng)能。
來(lái)源：新華網(wǎng)
