魏墙煤矿绿色矿山建设技术与应用

晏 锐

(中煤西安设计工程有限责任公司，陕西 西安 710054)

0 引言

为全面贯彻落实党的十九大精神，深入学习习近平总书记系列重要讲话精神。牢固树立和贯彻落实“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念，积极响应国家及地方关于推进绿色矿山建设的方针、政策，引领和推动西部地区煤炭绿色开采、促进煤炭工业转型升级。魏墙煤矿通过绿色矿山建设，实现科学有序开采，使矿产资源开发利用与生态环境保护相协调，建成矿区环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化、管理信息数字化和矿区社区和谐化的矿山。

1 矿区环境建设

魏墙煤矿自建设之初就提出“绿色、环保、安全、高效”的现代化矿井建设目标。从设计、施工到生产一直坚持按照这个目标执行。魏墙煤矿工业场地位于井田中部芦河西侧，老贯沟北缘台地上。场地南北长约600 m，东西宽约390 m。工业场地采用台阶式布置，场地分为2个台阶，台阶高差11 m，2个台阶沿南北等高线分为东、西侧平台。根据场地主导风向和地面工艺系统布置要求，工业场地分为3个区，即生产区、辅助生产区和场前附属设施区。3个区既有独立的功能，又相互结合，紧密联系；最大程度实现人流与物流分离。

工业场地布局合理、土地利用充分，区内标识、标牌规范统一、清晰美观，矿井生产运行有序、管理规范。矿区功能分区布局符合相关规定，各功能区建立了相适应的管理机构，并制定相关制度。

目前，矿区生产生活运行有序，管理规范，矿容矿貌已全面达到《陕西省绿色矿山建设工作方案》的要求。今后，将继续完善工业场地绿化，及时进行排矸场植被恢复，确保排矸场可绿化面积全部绿化。加大绿化力度，尽早实现“花园式”矿山目标。

2 资源开发及综合利用

魏墙煤矿始终以环境保护为己任，坚持绿色低碳发展，完善各项环境保护指标，强化管理，按照“最大程度减轻环境污染、最大程度保护环境”的思路，制定了一系列生态环境恢复及土地复垦措施。

2.1 资源开发

魏墙煤矿按“一井一面”模式进行开发，矿井正在开采3号煤层，主要开拓系统布置在3号煤层中，3号煤层采用长壁综合机械化开采，全部垮落法管理顶板。矿井采区采出率达到88%，工作面采出率达到96.5%，均满足相关规定。

魏墙井田内建(构)筑物及需要保护的敏感目标较多，设计留有大量的保护煤柱。因此，魏墙煤矿将积极探索“三下”压煤开采方式，以解放“三下”压覆的煤炭资源，提高资源采出率。

2.2 资源综合利用

2.2.1 压滤煤泥综合利用

选煤厂压滤煤泥根据客户需求，掺入最终混煤产品中作为化工园区的燃料煤使用。这样既消除环境污染又实现经济效益。

2.2.2 矸石综合利用

目前，矿井矸石主要用于充填塌陷区。矿井设有塌陷区综合治理工程队，配备挖掘运输设备。并按照复垦治理规划，利用自卸汽车将井下和地面的矸石运往塌陷区充填复垦。

根据榆横矿区的总体规划，榆横矿区内设有2个煤矸石电厂，煤矸石电厂建成后，本矿选煤厂矸石将作为煤矸石电厂的燃料。根据魏墙煤矿规划，未来将采用井下矸石充填开采技术，实现矿井矸石零排放目标。

2.2.3 矿井污废水综合利用

生活污水处理站：矿井和选煤厂合建一座生活污水处理站，处理规模为1 200 m3/d，采用A-O法及混凝、沉淀、过滤、消毒处理工艺。生活污水经污水处理站处理后水质达到城市绿化用水水质标准和选煤用水水质指标，全部复用于选煤厂洗煤补充用水、浇洒绿地及黄泥灌浆用水，生活污水重复利用率达到100%。

井下水处理站：井下水处理站处理规模为4 800 m3/d，主要采用混凝、沉淀、过滤及消毒的常规处理工艺用作黄泥灌浆用水及工业场地其它复用水水源；部分水量采用反渗透脱盐处理后用于井下消防洒水和采掘设备用水。

井下污水复用系统：建立井下污水复用系统，利用自循环净化及储存回用技术。将井下涌水排至废旧巷道、采空区，实现采空区矸石净化井下污水，净化后的水资源经井下水处理设施处理后，用于井下降尘洒水、冲洗巷道用水。

2.2.4 矿井余热综合利用

矿井涌水余热利用：工业场地浴室定时洗浴热负荷1 583 kW，单身楼、探亲楼、办公楼24 h供应热水热负荷1 813 kW，空调系统的建筑物总热负荷2 291 kW；同时使用系数0.7，总热负荷4 668 kW。经计算采用水源热泵技术，利用矿井涌水余热资源可给本矿提供最大供热量5 355 kW，完全可以满足上述用热需要。

矿井回风余热利用：工业场地主、副井井筒保温总热负荷7 145 kW；矿井及选煤厂热水采暖建筑物热负荷3 275 kW。根据实测，矿井回风量约145 m3/s，温度17 ℃，相对湿度83%；采用高效传热技术与热泵供热新技术，设计排风温度1 ℃，相对湿度按95%计算其余热量；利用回风余热可给本矿提供最大供热量11 948 kW。由此可见，利用矿井回风余热完全可以满足矿井井筒保温及热水采暖建筑物用热需要。

目前，矿井余热综合利用项目正在实施，预计该项目投入使用后，全年可节约标准煤9 023 t。每年可减排CO2约22 167 t，减排SO2约148.9 t，减排NOx约140.8 t，减排粉尘86.6 t，减排灰渣2 707 t。

3 现代化矿山建设

3.1 科技创新

魏墙煤矿始终坚持“科技安本、管理奠基、文化铸魂、人才强企”的企业发展理念。坚持企业建设必须依靠科学技术，落实科学发展观和科技兴企、人才强企的指导思想。

围绕生产难题，魏墙煤矿开展了一系列科研项目，不仅取得了诸多研究成果，还产生了可观的经济效益。现就魏墙煤矿已完成的主要科研项目进行统计，见表1。

表1 魏墙煤矿主要科研项目统计Table 1 Statistics of main scientific research projects in Weiqiang Coal Mine

魏墙煤矿始终把“科技兴企”作为一项长期工作来抓，积极推进科技成果转化，促进科研攻关不断向深层次发展。近期内，计划开展矿井余热综合利用技术研究、“三下”采煤技术研究、井下水处理技术研究。

3.2 数字化矿山

魏墙煤矿数字化矿山建设已基本完成，已经建立了安全生产综合监控网络系统、生产经营管理网络系统、安全生产管理执行系统、矿山环境监测系统以及相关基础设施。

3.2.1 安全生产综合监控网络系统

安全生产综合监控网络系统是一个综合性能强、传输带宽大、完全覆盖矿井地面和井下的高速数据传输通道。通过该系统把地面、井下各种安全和生产控制环节有机的联系起来，实现矿井安全和生产实时监控。该系统包括监控类子系统(综采工作面监控系统、井下主运输监控系统、井下排水监控系统、矿井通风监控系统、空压机站监控系统、矿井电力监控系统、地面安防监控系统等)和监测类子系统(井下人员定位系统、矿压监测系统、束管监测系统、工业电视监控及大屏幕显示系统、无轨胶轮车运输信号系统、行政通信系统、有线调度通信系统、无线通信系统、应急广播系统等)。

3.2.2 生产经营管理网络系统

魏墙煤矿建立了基于核心层、汇聚层、接入层的生产经营管理网络系统。通过该系统可实现应用、视频、语音等数据的传输，并进行数据交互。

3.2.3 安全生产管理执行系统

在生产经营管理网络系统基础上建立了安全生产管理执行系统，该系统可以提升矿井管理水平、安全水平、优化工作流程、实现精益生产、降低能源损耗、减少库存、降低成本、提高生产效率。实现真正的矿井信息互通、数据共享和管理运作自动化，使经营管理科学化，从而达到生产计划、安全、调度、过程控制最优。

3.2.4 矿山环境监测系统

目前，魏墙煤矿已建立了地质灾害监测、含水层影响监测、锅炉烟尘监测系统，各系统运转正常。地质灾害监测是根据工作面布置，在井下回采的同时，对位于开采区的地面重要建(构)筑物进行监测，随时掌握建(构)筑物受影响程度。为建(构)筑物维修加固及组织受威胁的人员安全转移和调整井下回采方案等提供依据，确保人民生命财产安全。含水层影响监测是根据工作面布置，在井下回采的同时，对位于采煤影响区内的水井、泉水及河流进行监测；随时掌握水井、泉水及河流的水位、水质变化。当出现异常情况时，能够及时调整井下回采方案，减缓对含水层的影响，从而保障村民饮水安全。锅炉烟尘监测是对所排烟尘的流量、压力、温度、含氧量、烟尘浓度、SO2浓度、NOx浓度、湿度进行监测。

4 企业形象及和谐社区建设

4.1 企业形象建设

魏墙煤矿在传承延长石油集团“艰苦奋斗、开拓创新”为核心的企业文化基础之上，以党的十九大精神为统领；坚持以人为本、服务大局、突出特色、务求实效的原则；创立了企业特有的“荣和”文化管理体系。公司按照“围绕中心、注重实效、统一规划、分步实施”的原则，逐步对“荣和”文化进行完善；制定公司企业文化创建中长远规划，并加强公司安全文化、廉洁文化、感恩文化、行为文化和团队文化建设。使“荣和”文化入脑入心，扩散到企业的每一个角落、每一名员工，从而提高员工素质，提升企业管理水平，丰富企业管理内涵，并成为混合所有制企业改革的标杆。

4.2 和谐社区建设

魏墙煤矿高度重视和谐社区建设，始终坚持“企地共建、利益共享、共同发展”的办矿理念。企业在谋求发展的同时，不忘履行社会责任，把建设和谐社区作为确保矿山及周边地区经济社会健康发展的核心工作。

4.2.1 居有其所

实施采空区农民向城镇规划区转移，实现“居有其所”目标。在转移方式上，对部分经济条件好的农户，实行经济补偿，鼓励到县城或市区购房居住。对一般农户规划转移到镇区或基础条件较好的村庄。

4.2.2 工有其业

实施就业转移，实现“工有其业”目标。凡在采空区内18～55岁的劳动力人口，尽量安排从事井下采掘或后勤工作，并享受企业工人待遇。对未到本企业就业，又没有就业的人员，纳入城镇最低生活保障范围，同等享受城镇居民待业政策。

4.2.3 生活有所靠，老有所养

实施土地权属转移，以土地换就业、换社保，实现“生活有所靠，老有所养”目标。把采空区农民全部转为城镇居民。原有承包地、宅基地、自留山等农村产权全部交回集体，以产权换就业，产权换养老保险，对年老不能就业的可享受养老保险待遇。年轻人有工作，老年人有保险，解决采空区农民生活的后顾之忧。

近年来，魏墙煤矿还为地方建设、精准扶贫等社会事业捐出物资与款项累计近千万元，为当地经济发展和社会稳定做出了贡献；获得了许多社会荣誉，受到社会各界一致好评。

5 结语

魏墙煤矿绿色矿山建设因地制宜，提高资源利用效率，实现绿色可持续发展，实现资源与生态环境协调统一。魏墙煤矿绿色矿山建设加快了矿区及周边地区社会经济发展，促进了采掘业、运输业、加工业、商业和服务业的发展，创造了许多就业机会，改善了当地产业结构，提高了当地居民生活水平。