將原本廢棄的粉煤灰與煤矸石制成漿液充填到礦井下，一舉兩得實現(xiàn)了支撐開采煤層上部關鍵層與消化固體廢棄物。將洗澡水、礦井水等廢水余熱回收利用，幫助煤礦企業(yè)實現(xiàn)大幅度的降本增效……位于長風商務區(qū)的山西文龍中美環(huán)能科技股份有限公司(以下簡稱“文龍中美”)，通過持續(xù)的技術創(chuàng)新，為無數(shù)煤炭企業(yè)提供了綠色開采方案，用一個個低碳“黑”科技打造出一處處高效“綠”家園。
吞廢吐“金”——用固廢充填地層
位于長治市長子縣的山煤國際霍爾辛赫煤業(yè)煤矸石注漿站，在機器的轟鳴聲中，粉煤灰以及破碎后的煤矸石骨料通過皮帶輸送機傳至制漿機，與礦井水混合后制成漿液，再通過明渠流入攪拌機進行二次攪拌，最后通過注漿泵將灰色的漿液緩緩注入礦井下的離層空間……而遠在幾百公里外的文龍中美智控中心，正通過物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算技術將礦區(qū)設備運行狀況、生產(chǎn)數(shù)據(jù)實時顯示到智慧大屏上，不僅能遠程監(jiān)控設備狀態(tài)，還能通過數(shù)據(jù)分析優(yōu)化生產(chǎn)流程，實現(xiàn)精準調(diào)控。綠色開采及項目管理技術研究院采礦設計師石瑞琪介紹，霍爾辛赫煤業(yè)使用的正是由文龍中美開發(fā)的“覆巖離層注漿充填技術”，將粉煤灰、煤矸石等工業(yè)固廢制成漿液作為充填物，充填到井下離層空間。所謂離層，是指由于煤炭開采導致煤層上覆巖層塌陷而形成的一定空間。
這一技術的核心在于，上覆巖層中需要有一層或幾層關鍵層，能與塌陷層形成較大的離層空間，通過離層注漿充填形成“離層區(qū)充填體(壓實區(qū))+煤柱+關鍵層”的承載體，實現(xiàn)對采空區(qū)地表沉降的有效控制。文龍中美自主研發(fā)的這一工藝有效破解了制約煤礦綠色開采的“環(huán)境、安全、資源”三大難題，解決了困擾煤礦多年的采空區(qū)塌陷問題，實現(xiàn)了科技創(chuàng)新與工程實踐相結(jié)合、工程設計與運營管理相結(jié)合、注漿工藝與開采工藝相結(jié)合。總結(jié)以往實踐，文龍中美創(chuàng)立了“科技創(chuàng)新+工程設計+第三方數(shù)據(jù)監(jiān)測”的霍爾辛赫模式，實現(xiàn)了資源價值最大化與環(huán)境效益最佳化，為煤電企業(yè)實施綠色生產(chǎn)、全民建設“無廢城市”，進行了有益探索，極具復制及推廣價值。
截至目前，該工藝已幫助霍爾辛赫煤業(yè)安全高效采出“三下”(建筑物下、鐵路下、水體下)優(yōu)質(zhì)煤炭資源近500萬噸，處置煤矸石等煤基固廢380萬噸，獲得資源稅退稅1666萬余元，創(chuàng)造直接經(jīng)濟效益約60億元，幫助企業(yè)實現(xiàn)了真正的吞廢吐“金”。
據(jù)了解，山西作為我國煤炭大省，每年穩(wěn)定貢獻13億噸~15億噸煤炭。初步估計，全省“三下”壓覆煤量約300億噸，煤矸石累計堆存量超過20億噸。文龍中美“覆巖離層注漿防治采煤沉陷技術”開辟了“以矸換煤”矸石資源化利用新模式，成功入選自然資源部《礦產(chǎn)資源節(jié)約和綜合利用先進適用技術目錄(2022)》，榮獲2023年度中國煤炭工業(yè)科技進步一等獎、2024年度中華環(huán)保聯(lián)合會科學技術一等獎，研究成果達到國際領先水平。這一綠色開采技術的推廣應用，將使我省眾多煤礦延長服務年限20年，賦能山西煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，鞏固能源“壓艙石”地位。
余熱利用——讓廢水加熱凈水
“預熱水池32.2℃、浴池水箱41.9℃……”在文龍中美智控中心的藍色大屏上，杜兒坪礦及鎮(zhèn)城底礦洗浴廢熱利用工程、屯蘭煤礦空壓機余熱利用工程等多個項目實時運行數(shù)據(jù)不停變換著。綠色開采及項目管理技術研究院副總工程師張文杰介紹，智控中心可以將不同煤礦數(shù)以億計的數(shù)據(jù)信息及時反饋，可隨時與生產(chǎn)現(xiàn)場聯(lián)動，大幅提高生產(chǎn)效率，實現(xiàn)“運籌帷幄之中，決勝千里之外”。
對于煤礦企業(yè)而言，職工每日洗澡是必備操作。普通的洗澡水溫度在40℃以上，洗澡廢水溫度一般在35℃左右。人們洗澡利用的也就是相當于5℃左右的水溫對應的熱能，剩余的熱量白白流走。在洗澡耗水量驚人的煤礦企業(yè)，這種熱能浪費觸目驚心。多年前就注意到這一問題的文龍中美董事長江河確信，煤礦職工洗浴廢水是撬動資源復用的大杠桿，組織團隊攻克余熱資源回收利用技術。把大約35℃的洗澡廢水中蘊含的熱能提取再利用，讓低溫清水吸收高溫廢水熱量實現(xiàn)加溫。
2013年，煤礦洗浴廢水余熱利用技術研發(fā)成功，獲得國家專利，2014年開始在相關企業(yè)推廣應用，2015年在山西焦煤西山煤電東曲礦成功應用。該技術通過一次換熱和污水源熱泵，分別提取洗浴廢水熱量，加熱自來水，滿足礦工洗浴需求，一舉替代原有燃煤、燃氣、燃油、甲醇鍋爐。制備一噸洗浴水(42℃)僅需3千瓦時電量，成本是燃煤鍋爐的三分之一、燃氣鍋爐的四分之一，熱效率是空氣源熱泵的3倍。東曲礦每日洗澡水用量高達1500立方米，和改造前的燃煤蒸汽鍋爐相比，每年僅洗澡一項就可節(jié)省運行費用595萬元，節(jié)省標準煤5349噸，減排二氧化碳1.3萬余噸，實現(xiàn)了能源的循環(huán)利用和大氣污染物零排放的目標。
文龍中美研發(fā)團隊乘勝追擊，讓空壓機余熱利用技術、礦井回風熱能梯度高效利用技術、礦井水余熱高效利用技術等9大核心技術相繼登場亮相。其中，礦井回風乙二醇雙級提熱熱泵技術入選自然資源部《礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用先進適用技術目錄(2019)》。
低碳發(fā)展——用科技成就未來
公司董事會秘書侯瑞虹介紹，文龍中美從2009年4月創(chuàng)立以來專業(yè)從事節(jié)能環(huán)保、工程設計、新技術開發(fā)。多年來，錨定“綠色開采、余熱利用、火電調(diào)峰”三大戰(zhàn)略，聚力引才引智，建立起由2位院士領銜的外部專家智庫、自主培育“三晉英才”掛帥的60多位骨干研發(fā)團隊，先后承擔山西省重大專項1項、中央引導地方資金支持項目1項、省市級研發(fā)項目8項。累計獲得13項發(fā)明專利、59項實用新型專利、6項體系認證和6項軟件著作權。是山西省14家國家級專精特新重點“小巨人”企業(yè)之一、山西省工人先鋒號、新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表、山西省綠色開采專業(yè)委員會依托單位。2024年實現(xiàn)營業(yè)收入1.5億元、納稅額2147.36萬元。
未來，文龍中美將全面貫徹新發(fā)展理念，聚焦關鍵領域，服務國家戰(zhàn)略，持續(xù)打造新質(zhì)生產(chǎn)力，主動嵌入煤礦“全生命周期”管理。
在煤礦綠色開采方面，文龍中美將繼續(xù)優(yōu)化數(shù)智覆巖離層注漿防治采煤沉陷技術，實現(xiàn)煤矸石等固廢的無害化處置和資源化利用，打造智能化、生態(tài)型煤礦。在工業(yè)余熱資源化利用領域，將進一步升級礦井回風熱能梯級高效利用等技術，提升余熱回收效率，實現(xiàn)零碳排放，為煤礦提供清潔能源解決方案。在煤礦低濃度瓦斯利用技術方面，將推進技術的研發(fā)與應用，同時積極參與碳排放交易市場，為煤礦企業(yè)創(chuàng)造額外的經(jīng)濟效益，助力煤礦在節(jié)能減排的同時實現(xiàn)經(jīng)濟效益的增長。在綠色環(huán)保型液壓支架乳化液方面，將繼續(xù)研發(fā)更加環(huán)保、高效的液壓支架乳化液產(chǎn)品，降低其對環(huán)境的影響，減少污染物的排放，同時提高液壓支架的工作效率和使用壽命，為煤礦的綠色開采提供有力支持，為煤炭行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標的實現(xiàn)加油助力，書寫壯麗篇章。
