高河能源：走“减优绿”之路 助力“碳达峰”“碳中和”

今年全国两会，有一对“热词”被首次写入《政府工作报告》，它们是“碳达峰”和“碳中和”。我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，是党中央作出的重大战略决策。

高河能源积极践行碳达峰、碳中和部署，把绿色转型低碳发展作为长远大计，在智能化建设、绿色充填开采、煤矿乏风利用等方面持续发力，致力于走绿色、高效、安全、可持续发展之路，实现能源清洁低碳安全高效利用。

智能建设释放新动能

该公司推进煤炭产业升级改造，大幅提升矿井智能化水平，在迈上高质量发展快速道的同时，极大改善了员工工作环境和安全生产环境。

“高河能源矿井精准定位管理系统采定位精度可达到750px。从安全方面说，在矿井发生灾变时，我们可以快速锁定灾变区域内的人员位置，及时通知人员撤离，最大限度保证矿工生命安全；从管理方面说，定位系统能对每辆胶轮车进行精准管控。几号车，一个班出车多少趟，车速是多少，有没有超速的情况，在系统中一目了然。”自动化部部长王书说。

“高河能源在矿井智能化方面建设了近十年，工业万兆环网的建立，为智能化建设提供了可靠保障。”王书告诉记者。

近年来，随着智能装备及智能系统方面不断完善，高河能源智能化建设取得了初步成效。

创新完成了多平台技术突破，MOS智能管控平台实现了对矿区生产、安全子系统的全面监测，实现了生产全流程的综合调度指挥；建成了以赫斯曼交换机为核心的井下工业万兆环网，实现了生产数据的快速传输、控制，部署了工控网络系统，保障了工控网络安全及安全生产系统数据稳定上传；精准定位系统率先应用UWB厘米级精确定位技术，实现了精准定位与精益化生产、精准化管控、精细化操作的“三精”管理融合，提升了井下队组工时利用率、开机率、正规循环率。

建成了智能化综采工作面，通过“在线监测、一键启停、顺序启停”等功能，实现了“以自动控制为主，远程干预为辅”的自动化生产模式，达到“无人跟机作业，有人安全巡视，地面远程操控”的目标。

“综采工作面实现智能化后，产量大幅提升了，工作效率极大地提高了，工作面用人也少了，大伙儿的劳动强度也降低了。”综采一队队长李琦说。

据了解，2021年至2022年，该公司计划建成“一个体系中心”即以集团为中心的智能矿山建设标准体系与智能管控体系；“三个平台”即5G+一张网融合通信平台，一个云数据分中心，一套智能管控平台；稳步推进智能综采、智能掘进、智能井上下供电等N个智能子系统，最终实现“一张网、一个平台、一个数据中心”，实现管好一座矿。

绿色开采实现“零”目标

高河能源绿色充填开采是煤炭开采工艺的变革，是将煤矿产生矸石、电厂废弃物粉煤灰等资源化利用的现代绿色采矿技术。

以往的煤炭开采，会产生大量矸石，久而久之堆积成矸石山，造成永久性的土地占用和环境污染。开采结束后，会形成不同程度的地面塌陷，造成房屋受损、道路损坏等，而且随着顶板岩石的垮落，会引起地面水系发生变化，给地下水造成很大破坏。

“高河的绿色充填开采可将矸石进行回填利用，实现矸石返井和矸石不出矿，能控制地表变形，实现采前采后一个样，还能保证顶板岩石不破坏，保护地下水。也就是我们说的实现‘矸石零排放’‘地表零沉降’‘水体零破坏’。”生产副总张永平告诉记者。

“今年，潞安化工集团大力弘扬‘算账文化’，打响了精益管理提升战，我们给绿色充填开采算了一笔账。近年来，基于国家、山西省关于绿色开采的政策支持，可以减少矸石处理费、减免资源税、置换产能指标等，经过粗略计算，绿色开采1吨煤，可以节省100元左右，经济效益很可观。”张永平说。

目前，充填试验工作第一阶段已经完成，进入提产提效阶段。以 “采煤—隔离—充填”为一个循环，每1.5天1个循环，循环进尺2.4米，充填采煤量6万吨/月，消耗矸石5.78万吨/月，对采空区充实率为98%，资源回收率达到77%，提高38.6%。“高河矿井平均煤厚6.7米，在中厚煤层施行充填开采在全国还是第一个。下一步我们将在充填步距、隔离工艺、充填效率和人员操作等方面改进优化。”张永平说。

“十四五”期间，该公司规划了六个智能绿色充填开采工作面。同时，利用充填站可辐射周边5千米范围的能力，在满足综采充填开采基础上，对剩余边角煤可采区域进行条带膏体充填开采，全面形成综采膏体充填+边角条带膏体充填+柔模沿空留巷无煤柱高效绿色开采模式。届时，该公司绿色充填开采将实现“六个全国第一”，即：研发使用全国第一套大功率地面充填设备；研发使用全国第一套“高效充填支架+充填速凝技术”工艺；创新开发全国第一套智能绿色充填开采智能化控制系统；建设全国当今第一大“厚煤层充填工作面”；建设全国第一个百万吨级充填开采矿井；建设全国第一大煤矿充填开采基地。

乏风氧化推动碳减排

“煤矿在生产过程中会将大量的乏风排入大气，如果把煤矿比作一辆汽车的话，那乏风就是煤矿这辆汽车的尾气。乏风的主要成分是瓦斯，瓦斯具有很强的温室效应，相当于二氧化碳的21倍，对臭氧层的破坏力是二氧化碳的7倍，而且瓦斯是煤矿五大灾害之一，瓦斯治理不到位会严重制约矿井安全高效生产。”通风部部长颜勍告诉记者。

“高河能源乏风氧化发电项目一方面能将矿井排出乏风中的瓦斯转化为低温室效应的二氧化碳，实现碳减排；另一方面还能利用乏风中的瓦斯发电，变害为利，变废为宝。”颜勍说。

目前，国内很多瓦斯利用项目是将浓度处于爆炸范围的瓦斯通过燃烧转化为电能，安全风险较高。高河能源乏风氧化发电项目极大地提高了瓦斯利用的安全性，成为全国首家、全球规模最大、稳定运行时间最长的煤矿乏风氧化发电示范项目。

该项目是减少碳排放、发展瓦斯利用新技术、延伸产业链、培育新的经济增长点的有益探索，采用BOT合作模式即民间兴建营运后转移模式，以英文简称“BOT”称之，即Build（兴建）、Operate（营运）及Transfer（转移）三个单词的缩写。自2015年5月投运以来，累计发电6.5亿千瓦时，消耗瓦斯2.98亿立方米，年稳定运行时间在8000小时以上，每年减少温室气体排放140万吨二氧化碳当量。

该公司还利用乏风氧化发电项目积极探索能源梯级利用新路。对掺混后乏风进行脱水技术改造，对乏风中游离水进行有效脱除，减少了氧化过程热损耗。对鲍村风井低浓度瓦斯输送利用技术改造，解决了鲍村风井瓦斯排放和乏风发电气源不足问题。通过利用RTO装置高温尾气成功替代燃煤锅炉，不仅能满足矿区的生活热水需求，还能减少燃煤产生的烟尘污染，在资源的回收利用、节能降耗方面创造了可借鉴可推广的先进经验，起到了良好的示范作用。

（文 韩健 连雅男）

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