煤炭业向“绿”而行开采工艺持续创新

有“乌金”之称的煤炭正以“绿”换新颜。在日前举行的全国露天煤矿绿色低碳发展现场会上，中国煤炭工业协会副会长孙守仁表示，从精细勘察设计到绿色智能开采，从矿区环境治理到生态文明建设，我国煤炭行业绿色低碳发展的内涵正不断丰富创新。

随着碳达峰碳中和目标的稳步推进，煤炭作为我国重要的主体能源之一，面临加速绿色低碳转型的艰巨任务。当前，煤炭行业绿色发展取得哪些进展？如何将绿色低碳贯穿开采、运输、利用等各环节？

开采工艺持续创新

从内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗薛家湾镇驱车前往黑岱沟露天煤矿，本以为矿区会是烟尘弥漫、满目荒山，可随着行驶的深入，窗外的矿山上依然树木成荫、满眼皆绿。

登上黑岱沟露天煤矿观景台，脚下矿区内的开采工作正有序进行。在一处作业面，开采出的煤炭经破碎后，通过长达5公里的皮带封闭运输走廊，来到选煤厂进行洗选加工，之后装车发往全国各地。与此同时，容量达55立方米的矿用电铲将开采爆破后的岩石分别装载到6辆载重达330吨的自卸卡车上，随后运往排土场。这些岩石将被运到开采完的回填区，覆盖黄土进行绿化。

“绿色开采是煤矿实现高质量转型的首要前提，安全、节能、减排是核心，提高爆破精准度、优化开采工艺并创新管理是高产高效的关键。”国能准能集团黑岱沟露天煤矿矿长钮景付介绍，作为我国首个年产量突破3000万吨的特大型露天煤矿，黑岱沟煤矿在开采上采用了国内独有的高台阶抛掷爆破与吊斗铲倒堆工艺，作业效率高、生产成本低、生产能力强，每年可节约2万多吨标准煤，减少运输剥离物超过1500万立方米，资源回收率长期保持在98%以上。

近年来，我国煤矿开采工艺和装备水平明显提升。露天矿工艺设计持续优化，标准规范不断完善，开采工艺正由单斗—卡车间断工艺向半连续、连续工艺转变，且逐渐向综合开采工艺方向发展。在井工矿开采上，充填开采、煤与瓦斯共采、无煤柱开采等煤炭绿色开采技术得到推广，煤炭资源回收率显著增加。

《2022年煤炭行业发展年度报告》显示，我国煤炭行业着力推动绿色低碳转型，协同推进降碳、减污、扩绿、增长。全国原煤入洗率由10年前的56%提高到69.7%，矿井水综合利用率由62%提高到79.3%，土地复垦率由42%提高到57.8%；实现超低排放的煤电机组超过10.5亿千瓦，占比达94%左右；大型煤炭企业原煤生产综合能耗下降到9.7千克标煤/吨。

“作为传统能源行业，煤矿已由过去增量式开发进入绿色低碳高质量发展阶段，要努力实现生产精细化、设备智能化、管理信息化、安全高效化、绿色低碳化，坚持生态优先、节约集约、绿色发展，建立全周期、全链条、全过程、全要素相互协同的绿色低碳发展体系。”中煤科工集团沈阳设计研究院党委书记、董事长宋向阳说。

修复治理矿区生态

自然资源部发布的《中国矿产资源报告》显示，目前我国共建设1100多家国家级绿色矿山，创建了50家绿色矿业发展示范区，在促进资源节约、高效利用、生态修复治理、构建矿区社区和谐关系等方面发挥了重要作用。

我国煤炭主产区主要分布在内蒙古、山西、陕西、新疆等地，不少煤矿集中位于生态脆弱区和重要生态功能区。近年来，通过在矿区生态重建理论方面的探索与实践创新，多个矿区涌现出一批绿色矿山建设样板。

通过腐殖土回收、地下水恢复、放坡覆土、恢复植被物种等治理手段，呼伦贝尔大草原深处的伊敏露天矿“开矿不见矿、矿在美中藏”；黄土高坡上的平朔矿区坚持同步规划、同步实施、同步发展，形成了“剥离、开采、回填、复垦”一体化绿色矿山建设模式；青藏高原海拔高处的木里矿区通过构建水系连通、引水代填，让多年的开采“伤疤”实现两年见绿。

通过梳理发现，在矿区生态治理过程中，由于各个矿区所处地理环境不同，治理与修复时需要把握的技术难点也因地而异。如黄河流域矿区的治理重点在控制水土流失，而云南矿区及周边多数土地不能满足农业种植需求，需要对土壤进行提质增效。

“在看到多个矿区生态修复成效显著的同时，全面提升生态治理水平依然需要久久为功。”孙守仁坦言，当前有部分矿区简单认为生态治理就是种草种树，把生态复垦等同于复耕，能省则省，缺乏长远规划和科学设计。应加快推进从土地复垦、植被恢复等单一模式向生态重构、生产建设、农业养殖、文旅产业、生物保护等多元化生态模式转变。

国能准能集团党委书记、董事长杜善周表示，生态优先、绿色发展是资源型企业转型发展的必由之路。集团在创新形成黄土高原生态建设技术体系的基础上，开拓“生态+”多元产业体系，建设矿山博物馆、生物多样性公园、工业遗迹保护等工业旅游景区，推动工业、农牧业与文旅业融合发展，做活“生态”文章，持续创新从绿水青山到金山银山的转换之路。

探索清洁利用路径

过去很长一段时间，在人们印象中煤矿主要依赖“挖煤—卖煤”“发电—卖电”的传统模式。如何跳出旧有路径、破解“资源陷阱”，走出绿色低碳、循环经济的新路子是摆在煤炭行业转型发展面前的关键难题。

“未来，煤炭不仅用于燃烧发电，而且能够解锁多领域工业化应用场景的清洁特种燃料。”在国能准能集团循环经济产业孵化基地煤基纳米碳氢燃料研发中心燃烧应用实验平台上，锅炉内橘红色火焰燃烧正旺，科研人员甄鹏向记者介绍了这一新型高效清洁燃料的多种用途。

小小一块煤，在水和少量添加剂的作用下，经纳米化工艺处理，就成为最小粒径达50纳米、具有储氢赋能特性的煤基纳米碳氢燃料。在火力发电领域，该燃料可大幅降低发电煤耗和二氧化碳排放。此外，基于其着火性和流动性与柴油相似的特点，开发出了可替代燃油生产工业炸药的煤基纳米碳氢添加剂及制备工艺，相较于传统硝铵炸药，煤基纳米碳氢硝铵炸药原料成本可降低12.7%，爆速高于3100米/秒，猛度提升20%，做功能力提升35%。“新型煤基纳米碳氢炸药及制备工艺技术”项目已通过工业和信息化部科技成果鉴定，达到了国际领先水平。

作为碳排放大户，煤炭清洁高效利用关乎产业转型升级的未来。党的二十大报告提出，要深入推进能源革命，加强煤炭清洁高效利用。去年4月，国家发展改革委等部门发布《煤炭清洁高效利用重点领域标杆水平和基准水平》，提到要对标实现碳达峰碳中和目标任务，推动煤炭清洁高效利用，促进煤炭消费转型升级。

“推进煤炭行业绿色低碳转型，重点在于清洁化生产和资源化利用。”甄鹏告诉记者，一方面，通过科技创新提高燃料燃烧效率，让煤炭充分燃烧，进而达到节能降碳的效果；另一方面，需结合煤炭自身特质实现全要素综合利用，如准格尔矿区煤炭富含铝、镓、锂等金属元素，可以在清洁生产的基础上推动从煤到电、到高铝粉煤灰和氧化铝、再到铝镓锂等伴生资源的产业链纵向延伸，实现煤炭的价值跃升。

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