大力发展矿区循环经济促进矿井可持续发展

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案例集・2012・ 295 大力发展矿区循环经济促进矿井可持续发展

□文/杨绪军 刘 君 提 要：近年来，该矿以科学发展观为指导，致力于企业经济增长方式的转变和生态化转向，按照“资源循环式利用、企业循环式发展、产业循环式组合”的思路，大力发展以煤炭产业为基础的矿区产业模式，大力发展循环经济，最大限度的提高资源的回收率和利用率，减少企业土地、能源、水和各种材料的投入，实现了煤炭资源的循环高效利用，打造了““煤-电-纸-包材”、“煤-电-建”、“煤-电-机”三条循环产业链，并形成了“光明、百川、天元”三足鼎立，“热电、造纸、机械”三业并举的发展格局，实现了企业与员工、企业与环境、企业与社会的和谐发展，彻底改变了传统的煤炭企业形象，实现了企业的可持续发展。 一、企业简介 该矿1958年建井，1962年投产，是我国自行设计、施工的一座大型矿井，是当时山东省内第一大矿，誉为“鲁煤第一峰”。矿井原设计年生产能力120万吨，1989年改扩建后达到180万吨，目前一直保持在200万吨水平以上。 2000年底矿井通过了ISO9002质量体系认证和计量体系认证，2003年通过了中国方圆委环境、质量、职业健康安全三位一体认证审核，先后荣获“五一劳动奖状”、“全国煤炭工业双十佳矿井”、“全国煤炭工业行业级一级安全高效矿井”、“全国煤炭工业节能减排先进单位”、“煤炭安全程度评估A级矿井”、“环境保护十佳煤矿”、“全国煤矿思想政治工作优秀企业”、“煤炭工业文明煤矿”、“煤炭工业高产高效矿井”、“科技进步十佳矿井”、“百万职工健身活动先进单位”等数十项荣誉称号。“2S安全管理模式”、“市场化安全管理模式”、“链式管理法”多次获得省部级、国家级奖励并在全国煤炭行业广泛推广应用，多次得到煤炭行业各级领导的赞誉。 二、矿井的资源情况及消耗状况 （一）矿井现有的资源状况 煤炭资源：2011年矿井地质储量20386.6万吨，工业储量15832.1万吨，可采储量8444.3万吨，可采年限30年。 水资源：企业有丰富的矿井涌水资源，平均涌水量12.7m3/min，生活用水水源地主要是新泰市小协镇李家庄水源地，每天供水量约3100m3。 电力资源：矿井建有一座年发电能力1.68亿kWh、供汽热能力78万GJ的煤矸石发电厂，在保证矿井正常生产用电的同时，还能满足非煤产业的生产用电。 （二）能源、水资源和主要原材料消耗情况 能源消耗：2011年全矿全年电力消耗1.86亿kWh 水资源消耗：矿区工业生产用水为矿井水，每年消耗450.8万m3；生活用水每年消耗113万m3。 三、矿区循环经济的探索与实践情况 （一）创建循环经济企业文化 为发展循环经济，协庄矿积极开展了创建学习型企业活动，并逐渐形成了具有煤矿特色的循环经济企业文化，较好的体现了循环经济的内涵和发展要求。如企业的发展愿景为“安全高效 多元并进 文明富足 持续发展”。其中多元并进，持续发展既是企业在稳定煤炭主业的同时，积极拓展新领域，发展壮大非煤产业，实现多种产业的齐头并进，使企业在激烈的市场竞争中始终保持强劲的发展势头，提高境界，自我超越，增强核心Enterprise Management 企业管理

案例集・2012・ 296 竞争力，实现企业的可持续发展。这无不体现了循环经济的内涵。 企业的立企观中的“节约观”：没有无用的垃圾，只有未加利用的资源。让大家要养成良好的节约习惯，从点滴做起，一张纸、一度电、一滴水，都要做到物尽其用。同时，对在生产过程中产生的副产品和所谓的“工业垃圾”加以开发利用，变废为宝。环保观：为子孙后代留下蓝天碧水。保护环境是一项长期而艰巨的任务。采取综合治理的方针，既从技术、资金上投入，又要做到综合利用，积极利用矸石、矿井水等资源，变废为宝。这其中较好的体现了循环经济的“减量化、再使用、再循环”的基本原则。 （二）开展管理创新，转变企业管理机制 在经营管理方面，在推行链式管理法的基础上，在全矿积极推行“精准化”管理。比如：通过优化采区和工作面生产系统研究设计，从源头上严格抓好生产成本控制；强化现场生产管理，优化劳动组织，确保各工作场所人员、设备、物料实现最佳匹配，实现一人多岗位操作；实施管理流程再造，对材料投入使用的每一个环节进行分析，根据不间断、不迂回、不倒流、不等待和零库存的原则制定创造价值流的行动方案，及时消除造成浪费的环节，实现物资管理的准时、准确、快速、高效、低耗。 在生产管理方面，他们积极实施区域单位利益管理。将各生产单位的主要服务职能、工作区域、管辖范围等进行了详细的界定，明确各区域内的管理责任，将区域内设施、设备包干管理；目前，协庄矿又大力倡树“岗位变资产，人人是老板”经营理念，积极探索实施岗位资产经营责任制，实现岗位资产及岗位职能高效对接。 在安全管理方面，该矿在推行“安全质量评估”、“2S”安全管理模式的基础上，又创新实施了煤矿安全市场化管理模式，将市场经济和企业内部市场化的有关理论引入安全管理工作中，并在煤矿安全管理工作中实施“安全隐患商品化”法则，倡导“自己的安全自己管，自己的责任自己负”的理念及不允许存在“非整改状态中的安全隐患”的四个“零隐患”安全管理理念，带来了矿井安全管理方式的变革，使协庄矿创出了建矿以来最好安全水平。截止目前，协庄矿已实现连续安全生产12周年。 （三）调整产业结构，打造循环经济产业链 该矿在发展循环经济原则的指导下，调整企业的产业、产品结构，在稳定煤炭主业的同时，构建起了以纸业、电力、机械制修为支柱产业的“百川、光明、天元”三大非煤产业集团。改变了过去“资源—产品—废弃物”的单向直线式生产过程，形成了“资源—产品—废弃物—再生资源”的反馈式过程循环往复，构建起以煤为主，以煤共生、伴生的矿产资源为辅的三条循环产业链，创造了新的经济增长点。 “煤—电—纸—包材”产业链：建成矸石和煤泥发电厂，利用原煤洗选所产生的煤矸石、次煤及煤泥发电，电厂产生的电能在满足煤炭生产建设的同时，用于发展造纸，产生的蒸汽用于矿区供暖和纸厂生产用汽。新建无菌包材车间，其产品表面层是以百川纸业生产的白色牛皮纸为基材，经多层共挤乙烯高分子材料复合而成的新型包装材料。同时，随着造纸业的发展壮大，反过来带动光明热电公司改造升级，扩大规模，实现良性循环。 “煤—电—建”产业链：把煤炭生产第一级产业链上的产品及废弃物，作为第二和第三级产业链的原材料，利用煤矸石及电厂的电能和炉渣、粉煤灰等，发展建筑建材。建成了矸石砖厂和粉煤灰砖厂，利用煤矸石和粉煤灰、炉渣造砖；建成了红矸石颗粒生产线，将矸石山风化后的红矸石，加工成一定规格的颗粒后，用作井下掘进喷浆材料或道路维修。 “煤—电—机”产业链：通过煤矸石发电产生的电能及蒸汽，发展机械制修，组建了天元公司。天元公司在直接为煤炭生产提供维修服务的同时，其生产的产品又应用到煤炭生产、环境污染治理中，从而实现了煤—电—机，再到煤的良性循环。 （四）加大资源节约力度，提高综合利用能力。 1、推广“以矸换煤”绿色开采工艺 该矿针对煤层薄、埋藏深的不利局面，大力推行绿色开采新技术，开展煤矸石综合利用，实现整采区无阶段煤柱开采，确保煤矸石利用率达到100%以上。采区回采率保持在90%。 一是创新将矸石分选搬到井下。在矿井下建设煤矸分离系统，根据煤与矸石的密度不同，采用WD4型井下动筛跳汰机，对矿井下生产出原煤进行煤矸分离，将分离出的矸石通过排矸系统排至充填巷道，以减少矸石提Enterprise Management 企业管理

案例集・2012・ 297升费用，降低对地面环境的污染。二是应用低压气力输送技术。采用低压气力管道输送设备，对工作面采空区进行矸石充填，该技术采用螺旋送料机做为送料设备，使用罗茨风机或井下压风管路产生的风压作为动力源，将矸石颗粒输送至风料混合器中，经过耐磨钢管输送管路送至充填地点，实施远距离不间断输送。三是推广“以矸换煤”开采工艺。采取充填工作面充填、垒砌矸石带留巷、充填工作面下隅角、运输巷开帮等开采工艺，以矸换煤技术日趋成熟，大大减少了煤柱、厚度损失和矸石排放量，2011年充填矸石量39万吨，置换煤炭27万吨，实现井下矸石不升井、地面矸石零排放的“绿色开采”。 2、水资源综合利用 ⑴投资1600余万元，相继建成井下-300水平、-550水平和地面三套水处理设施，处理后的清洁水经水源热泵进行热交换后，供洗煤厂、电厂、纸厂等非煤生产单位及井下防尘用水；电厂、纸厂废水经曝气、沉淀、深度处理后全部回用。由于矿井水经过处理后排放，既减少了原来水中杂质对排水设备的磨损，又降低了矿井吨百米排水电耗，效益十分显著。其中-300水平矿井水处理站，采用超磁分离水处理工艺，是国内首套矿井水井下一体化处理技术应用。它是针对洗煤水和矿井水所含的煤泥粒度小、比重轻、絮凝差、沉降慢等特点，创新将ReCoMagTM超磁技术应用到煤泥水处理中，引进磁粉配重絮凝和高梯度磁过滤，结合高梯度磁过滤器，开发出超磁分离机以及磁粉回收系统，形成一套“稀土磁盘分离”净化废水设备，净化置换后的水用于矸石热电厂及矿区生产用水，实现矿井水资源的综合利用。 ⑵副立井水源热泵空调系统的应用。投资572万元在井口安装水源热泵系统，充分提取20℃的矿井水资源，在夏季与冬季为井口、井下工作面提供冷暖风，年实现节标煤1600吨。 ⑶扩建纸厂污水处理厂。为解决百川纸厂的生产废水，提高循环利用率，投资1600万元建成纸厂二期废水治理项目，新增日处理能力9000m3，将生产过程中产生的污水，全部进行处理，回用于纸厂、选煤厂生产和绿化灌溉，做到了生产废水的零排放。为解决百川纸厂污水处理过程中产生的污泥，投资200万元，建设了污泥制板项目，每年可增加产值600万元。

矿井水综合利用流向图 3、开展生产系统优化与工艺技术改造 先后投资（融资）2744.03万元，完成了矿井主运系统节电改造、井下绞车及电机车变频改造、压风机变频改造、主排水系统节能改造、风机更换高效扭曲叶片、矸石风力充填、井下煤矸分离、社区供水系统节电改造、社区节能节水改造等15个重点项目，年可实现节电1188.16万kWh，节水43.2万吨，折标煤4158.56吨。 4、煤矸石的综合利用 ⑴以煤矸石、粉煤灰制复合净水剂。 该矿选煤后产生的煤矸石含铝量约为22%，含铁量约为8%；电厂粉煤灰的含铝量约为30%，含铁量约为6%，

矿井水 井下防尘 洗煤补充用水 光明电厂

洒扫、绿化生活饮用水百川纸业水源热泵机组 矸石砖厂 Enterprise Management 企业管理

案例集・2012・ 298 两种废渣中的铝、铁含量均相当可观，具有实际回收利用价值。为此，矿投资建设国内第一条利用煤矸石、粉煤灰生产净水剂的生产线。项目采用提取煤矸石、粉煤灰的铝、铁有用成分，选择“粉煤灰焙烧、细碎酸溶、浓缩结晶、沸腾热解、配水聚合”等主要生产工艺，生产工业级聚合氯化铝（净水剂），年增利润210万元；减少煤矸石及粉煤灰排放1万吨，此外充分利用了周边的工业废酸、电厂余热等，对于减少环境污染，优化、美化周边生产、生活环境有较大贡献。 ⑵以粉煤灰生产免烧砖。 投资建成天元环保建材厂，拥有两条粉煤灰制砖生产线，设计生产能力为3600万块标砖/年。生产工艺采用先进的免烧蒸养技术，以电厂排放的粉煤灰和炉渣为原料，产品为绿色环保建材。粉煤灰标砖经山东省建筑工程质量检测中心检测，各项指标均符合JC239-2001质量标准。该项目年产粉煤灰标砖3600万块，每年可实现销售收入180万元，节约粉煤灰、炉渣的外运费用48万元。 5、余热综合利用 ⑴电厂冷却塔余热利用节能改造。 投资160万元，对电厂冷却塔余热利用进行节能改造，预计年底完成。项目改造完成后，循环水的温度将降低1.5～2℃，提高真空2～3kpa，煤耗降低3g/kWh，按照设计生产能力，每年可节约540吨标准煤。 ⑵实施矿区制冷节能改造。 投资1000万元，实施矿区制冷节能改造。利用水源热泵机组和溴化锂制冷机组联合制冷，对矿区5万m2办公场所进行制冷节能改造。一是利用矿井生产、生活再生废水余热；二是自备电厂的过热蒸汽，方案以水源热泵机组作为制冷主机，以溴化锂制冷机组作为制冷辅机，实现整个办公区的夏季制冷。仅仅与原来部分办公场所使用普通空调相比，年可节电折标煤约350吨，产生经济效益50万元。 ⑶利用余热进行煤泥烘干。 投资200万元，建设煤泥低温烘干系统。利用电厂冷渣机及冷却塔循环水余热，通过翅片盘管换热器加热环境空气，干燥煤泥中的水分。再利用溴化锂浓溶液的吸湿特性将排风除湿，经过二次加热重新进入干燥器循环往复。项目年处理能力5万吨，年可实现经济效益480.7万元。 ⑷锅炉排渣余热利用节能改造。 投资85.3万元，在电厂锅炉排渣处安装冷渣机，冷渣机作为锅炉排出炉渣余热余温回收利用装置，炉膛内充分燃烧后的炉渣外排时经水冷冷渣机换热，锅炉排放的热渣在冷渣机的热交换室里与冷却水进行热交换，水吸收渣的余热后，水温升高到设计所要求的温度或调节至用户需要的温度，从而实现了炉渣剩余热能的吸收、转移及再利用，达到节能的目的。将循环水系统除盐水作为水冷冷渣机冷却水源，以达到降低排渣温度，减少锅炉的热损失，提高锅炉的热效率，年回收余热折标煤1026吨，可实现经济效益71.82万元。 ⑸实施电厂循环水余热供暖及宿舍区供暖系统优化工程 为彻底解决矿区及宿舍区供暖冷热不均问题，能够充分利用电厂循环水余热，协庄矿投资1200万元，对矿里换热站、南山换热站、3#机组等进行节能改造。运用“环状管网”自动平衡技术，将原有的8个独立循环系统改为1个系统，设备运行功率由556kW下降为272kW，整个采暖季节电78万kW；节能改造后，直接利用汽轮机凝汽器冷却循环水的热量供暖，不再直接消耗蒸汽，年节约蒸汽77760吨。 （五）保护生态环境，创建绿色家园。 1、2009年以来，矿投资600万元，新增绿化面积4.80万m2，绿化总面积达到38万m2，绿化覆盖率达到40%。 2、矿投资200万元对七采风井、中部风井、西风井、压风机房、南山热交换站等噪声进行了综合治理。 3、该矿地质环境综合治理恢复工程总投资8594万元， 2006年至2011年分三期对柴汶河沿岸采动塌陷地进行回填治理，完成全部治理工程。完成治理沙坑总面积为21万m2，完成矸石挡水坝治理工程总长度7000m，完成综合利用矸石118万m3，完成复垦土地315亩；腾出矸石山占地183.45亩，复垦造田2627亩，利用矸石416万m3，种植毛白杨30万株，年可实现经济效益1614.37万元。矿区地质生态恢复治理工程的实施建设，