5月12日,补连塔矸石山上,一台台机械臂在操作人员的控制下,精准地将煤矸石回填至露天采坑。
神东煤炭补连塔煤矸石综合治理示范项目,通过在补连塔排矸场开展防渗技术攻关、创新填埋处置方式、优化表土复垦技术,建成40亩工程示范区,累计回填煤矸石13万立方米,实现顶部绿化面积2.6万平方米,植被成活率突破90%。
图为补连塔煤矸石综合治理示范项目矸石填充施工现场
这一成果的取得,与国家能源集团郭洋楠建言献策工作室的佳策建议密不可分。该工作室在2023年由国家能源集团党组批准成立,24名党外专家组成团队,建立起“理论学习+专题研讨+实地调研”工作机制,两年间累计提交高质量政协提案25件、专题报告16份,2024年提案采纳率创下100%的优异成绩。
2024年10月,工作室接到重点课题任务——开展鄂尔多斯市矸石综合利用情况调研并撰写专项报告。
工作室通过收集鄂尔多斯市9个旗县32座煤矿的样本数据,汇总得出2023年全市年产煤矸石8178万吨,通过露天采坑回填、矸石发电、井下充填、制砖等综合利用方式,处置利用煤矸石5970万吨,综合利用率73%的数据。
根据数据来看,处置利用煤矸石虽已取得了很大成效,但由于政策趋紧和客观形势,煤矸石综合利用问题依然突出。
如何实现煤矸石规模化处置与政策要求、装备工艺、处置成本和利用水平的平衡?工作室构建起“源头减量-过程控矸-末端增值”的全链条解决方案。
图为郭洋楠在为工作室小组成员授课
超前谋划从源头上减矸。将巷道、硐室尽可能布置在煤层中,从源头减少岩巷设计;优化采区布局及采掘设计减矸;优化采煤工艺技术减矸。工作室相关人员算了一笔账:如果应用柔模混凝土沿空留巷技术,每年矸石量可减少22万吨,相当于少了3个足球场高的石山。
多措并举在过程中控矸。加强采掘生产全过程矸石控制;开展智能放顶煤技术攻关;推进井下预排矸系统研发应用;实现洗选全寿命周期管理。对于这点,感触最深的就是乌兰木伦煤矿的采煤机司机王俊文,他说:“为了最大程度上避免矸石进入原煤,我们在采煤期间会全力做好顶板管控,及时进行顶底煤探测,严格层位管理,最大化减少割顶割底情况,从源头上减少矸石产出。”此外,乌兰木伦煤矿正在积极推进井下预排矸系统建设,预计建成后处理能力可达80万吨/年。
多管齐下拓展末端利用。提高规模化井下充填能力水平;积极培育煤矸石产业化项目;开展利用煤矸石提高土地复垦和生态修复水平研究。目前,神东和鄂尔多斯市部分企业联合科研院所,正在加快现代化大型矿井百万吨级充填技术研发应用,积极推进以固体、膏体、高水材料等为代表的多种采空区充填工艺研发与应用,预计每年可充填煤矸石约700万吨。
郭洋楠说:“布尔台煤矿的陶粒生产线,预计全部建成后年利用煤矸石达460万吨,可生产陶粒400万方,余热发电3亿度,产生饱和蒸汽量72万吨(折标煤6.79万吨/年),减少碳排放38万吨。”
“煤矸石生态复垦”新模式,通过分层充填工艺将煤矸石回填至废弃矿区,利用生态土提升修复标准。可形成10年以上可持续消纳的煤矸石处置体系,仅补连塔煤矿便可实现煤矸石资源化利用1100万吨、新增耕地350亩;上湾煤矿建成煤基固废转化中试基地,通过生物菌群靶向脱毒、矿物晶格重构活化等工艺制备生态功能土,打造“黑色资源绿色再生”示范样板。
图为复垦后的补连塔煤矸石土地
技术突破需要政策护航。工作室充分发挥建言献策职能,从三个维度提出建议。
生态修复创新:通过差异化生态修复提升资源化效率。将煤矸石回填划分为露天矿坑、沉陷区、自然沟壑三类场景,制定专项技术标准并实施“三优先”审批机制,压缩审批周期,提升治理效率。
技术经济双驱动:在技术支撑方面,构建地质复杂区、传统矿区、智能工作面分级充填体系,配套50%资源税减免及阶梯补贴政策,对年处理超百万吨项目提供一定的财政激励,有效降低企业成本。
循环产业协同:由政府主导,从纵向制定煤矸石综合利用规划,联合科研院所研发技术,成立专业化公司建设规模化处置项目,统一布局管理,与循环经济集团合作形成新型能源产业;建立横向生态补偿机制调节处置与开发成本,纵向加大百万吨级项目补助力度,鼓励大宗资源化利用。
作为技术转化的重要推手,国家能源集团郭洋楠工作室成为连接政策制定、技术创新与产业实践的关键纽带。从审批机制创新到财税政策支撑,从生态修复标准重构到循环产业协同,这些建议既破解了煤矸石处置的技术经济困局,也为培育绿色新质生产力开辟了空间。
“只有真正做到产学研协同创新,才能实现‘减碳-增值-修复’的价值闭环。煤矸石不是负担,而是放错位置的资源。”对于这场“黑色变绿色”的变革,郭洋楠充满信心。