A. 企业节能降耗方案
企业节能降耗方案 (一)
煤矿是耗能大户,能源消耗在煤矿建设、生产过程中占有相当重要的位置,而我国人口众多,能源和其它自然资源相对严重短缺,能源的合理节约使用不仅是一个经济问题,而且已成为重要的战略问题,因此在煤矿建设、生产过程中节约能源消耗,有效地利用能源,不仅是解决短期能源供应短缺的必要选择,更是为我国建设全面小康社会,进而实现现代化提供能源保障的长期战略选择。
煤矿节能降耗就是在煤矿建设和生产过程中,依靠科技进步,根据具体的地质、采矿条件,从企业的实际情况、自身效益和环境效益的长远潜力出发,采用适用的新技术、新材料、新工艺、新装备,减少原材料的消耗,加强生产管理,达到较为显著的节能效果。
1科学施工,优化生产系统,合理选用采煤方法及工艺
在矿井建设中,选用先进的、适应井田地质条件的、合理的施工方法及工艺,优化工程开工时序,统筹处理临时和永久工程的关系,可以有效节能。矿井建成后的生产过程中,时刻消耗着能源,生产系统是否简单可靠、生产环节的多少,直接决定着生产系统的节能与否,因此,优化生产系统,使之处于高效运行状态也是煤矿节能的重要措施。节能的采煤方法和工艺应该是:采区及工作面回采率高,回采工效高,工艺简单,动力、材料消耗量低、巷道掘进率低等。[1]
国家重点建设项目——贵州盘南公司响水煤矿,十分重视煤矿节能工作,始终按照国家环保法规和环保报告书的标准和要求,把煤矿建设成为了安全、环保、节能的现代化矿井。[2]响水煤矿在矿井建设、井下开采中采用了一些行之有效的节能方法。
1、1 将主平硐层位从煤系地层改到玄武岩地层,施工进度从原来的60~120m/月提高到220~260m/月,大大缩短了建井工期,同时也减少了后期大量的巷道维护工程量。
1、2 简化井下巷道布置,减少生产环节,初期系统简单,占用机电设备较少,安全可靠,能耗较低。对不影响系统完整性、初期用不着的工程暂不施工,待需要使用时再施工,使初期减少巷道掘进工程量1569、4m,减少初期投资1030、3万元。
1、3 阶梯状开采河西采区工作面。河西采区工作面走向与井筒没有垂直布置,若按照常规采法,当工作面距井筒一定距离时停采,然后搬家,这样将造成“丢三角煤”。为了提高资源回收率,延长矿井服务年限,工作面采用台阶状开采,即工作面距井筒一定距离时补掘改造巷与工作面贯通,然后将工作面溜子缩到改造巷处继续推进。施行这一措施后,仅在W133工作面就多采煤炭近7万t。
2矿井供配电系统节能
电力是煤矿的主要能源,节约用电是煤矿降低总能耗的重要环节和主攻方向。为了兼顾正常生产、生活用电需求和节约电能的宗旨,必须加强电能基础管理,推广应用节电产品,使供电科学化,生产工艺科学化。其中,矿井供配电系统中的节能是最直接、有效的节能。该矿采取了以下措施:
2、1 矿井在主场地建110/35/10kV变电所,在播土场地建35/10kV变电所,在河西场地建10kV配电所;主变压器以及井上、下各级变电所变压器均选用低损耗产品,以减少电能损失。
2、2 在矿井各级变电所装设静电电容器补偿装置,以提高功率因数,减少无功损耗;合理布局配电系统,井上、下变电所尽可能靠近负荷中心,以减少线路电能损失。
2、3 为减少线损和降低压降,地面配电线路导线截面合理放大,按照经济电流密度选线。井上、下照明均采用节能灯具;公共场所照明加装光电或定时自动控制装置,以节省电能。
3优选煤矿设备
煤矿大型设备的总耗电量约占矿用电量的30%,煤矿电费支出又占全矿总支出相当大的比重,合理选型、使用它们,是煤矿生产节能的重要措施之一。煤矿主要设备选用的总原则是:技术先进,系统可靠,效率高、工况合理。[1]响水煤矿在煤矿设备选型上采取了如下节能措施:
3、1 在矿井通风设备方面,经多方案比选,播土区选用BDK-8-29型对旋风机,河西区选用BDK-8-25型对旋风机,叶片角度无级调节,工况点调节方便,效率高达71~85%。电耗为0、362~0、425kwh/Mm3·Pa,低于规定的0、44kwh/Mm3·Pa。
3、2 为方便中煤组开采并与之建立联系,河西采区主斜井设计从井口按-16°扎到中煤组附近,然后用平石门穿到上煤组之后沿上煤组布置。原设计需两台皮带机接力运输,经过比较、分析,决定采用一条皮带出井。皮带机厂家根据这一要求,在变坡处增设一组导向滚筒和张紧装置,实现了一条皮带出井的目标,既简化了系统又节省了电力消耗和工作人员。
4地面建筑节能
在我国,据统计,建筑能耗已占社会总能耗的20%~25%,伴随着我国城市化建设的推进,呈逐步上升趁势。对煤矿地面建筑施行节能措施,将会有效提高社会能源的使用效率、企业自身的经济效益。响水煤矿注重地面建筑节能:
4、1 根据地理位置、气候条件和地形状况以及建筑物对日照、通风的要求,选择建筑物有利的朝向,且采用合理的间距及群体组合方式,并积极利用太阳能,以节约能源。
4、2 区内建筑物尽量采用联合集中布置;在联合建筑中,尽量考虑自然采光、自然通风。对于需要散热及消除有害气体的部位,可利用气楼、高窗等措施改善自然通风和自然采光条件,以利于节约能源。
4、3 采用减少建筑物的体型系数,如采用联合建筑,以减少外墙面、增加层数,以及合理加大进深、控制窗墙面积比等措施,以达到节能的目的。
4、4 围护结构包括墙体、门窗、屋面等,其传热损失的热量占建筑物总传热耗热量的80%,是直接影响建筑保温、隔热效果的重要因素。 在选择建筑材料及其厚度确定方面,按照保温、隔热的要求确定;屋面的保温隔热材料不宜选用密度大、导热系数高、吸水率较大的材料。
5给排水、暖通及环保节能
5、1 给水系统及给排水设备根据响水煤矿工业场地各用水点对水质水压要求的不同,采用分质分压供水。防火灌浆用水要求压力较高,单独设加压泵直接供水;经处理的矿井水,直接流入消防洒水池;生活用水采用变频调速水泵统一供水,可节省设备常年运行费用。
矿井内所需水泵选用高效新型水泵。水泵吸水管采用压力进水,既去掉了阻力较大的底阀,又能保证供水的可靠性。止回阀采用新型节能缓闭止回阀,阻力小,且能减少水锤压力。管路采用耐腐蚀、价格较低的给水铸铁管;管路流速采用经济流速。
5、2 供暖系统及设备矿井工业场地各建筑物采暖均采用热水集中供暖。室外热力管道及其它设备的保温均采用导热率低,保温性能好的保温材料。热水锅炉选用低煤耗、热效率高的产品;换热设备选用热效率高的换热器机组。还要选用使其在最佳工况范围内运行的水泵,选取流速在经济流速范围内的管道。
5、3 环保工程对各种污染物的防治均采用优化后的方案,坚持综合利用、化害为利、变废为宝的原则。采用低能耗的处理工艺处理废水废气,能回收利用的尽量回收利用。由于响水煤矿井下排水水质较好,排至地面矿井水处理站经处理达标后,用作灌浆、防火、消防洒水、电厂等工业用水;生活污水处理后用于农田灌溉;井下排出的煤矸石用于制作矸石砖等。
6结语
煤炭占我国能源比重的76%,煤矿要持续健康发展,节能降耗是煤矿企业义不容辞的责任。煤矿企业要提高节能降耗的认识,需采用先进、合理的工程施工方法和工艺,采用高效的采煤方法,选用先进、效率高的机电设备,科学供配电,同时加强企业内部管理,加快工艺革新和技术创新的步伐,减少生产中各个环节材料的消耗、能源的浪费,并充分利用排出的矿井水、煤矸石,实现煤矿企业的节能降耗目标。煤矿只有节能降耗,才能降低煤矿生产成本,实现真正意义上的高效,保证煤矿健康有序地稳步发展。
参考文献:
[1]严贤红,煤矿设计、建设与生产中的节能减排措施[J]、煤炭工程,2008年第7期。
[2]李培磊,郁钟铭,张枚润,赵庆平,宋绍飞。响水煤矿开发中的生态环境保护[J]、煤炭工程,2009年第5期。
[3]安文平,煤矿主要设备节电问题[J]、山西能源与节能,2004年第1期。
[4]丁秀明,煤矿能耗调研分析和节能措施[J]、煤炭技术,2010年第3期。
[5]郝明奎,庞庄煤矿矿井节能减排问题与对策[J]、能源技术与管理,2009年第5期。
[6]包建兴,龙东煤矿节能减排工作现状调查与对策研究[J]、能源技术与管理2009年第5期。
[7]浦仕通,田坝煤矿节能减排的一些做法[J]、云南煤炭,2009年第4期。
[8]郭嘉,浅谈煤矿节能[J]、洁净煤技术,2006年第3期。
企业节能降耗方案 (二)
近年来,能源紧张、环境恶化已成为全球关注的焦点。我国虽然地大物博,但能源供应仍然十分紧密紧张,这里面虽然有着浪费和重工业化加快导致产生能耗高的原因,但更多的是因为经济结构的不科学、不合理,企业经济管理及经济增长方式粗放管理造成的。我国在前些年,企业为了追求企业利润的最大化,无视耗能生产对环境污染的.影响,对我们生活的环境造成了巨大的污染。为了保护我们的生活环境,十二五规划中对环境保护进行了要求,企业的节能降耗工作已经日益被重视,并且成为了中国经济发展过程中应对资源紧缺和环境承载压力的必然选择。
一、企业实施节能降耗工作的主要特征
1、利益最大化的限制。企业往往在经济活动中受赢利动机的强烈驱使,在做出经济决策时,更多是考虑是坚持趋利避害的原则,并围绕成本收益分析而做出的,所以说因为企业所有的经营活动都是建立在盈利性的基础上而做的,面对节能降耗工作,企业大多数以坚持以谋取企业实现利润最大化为目的,并且在工作只要有利可图,企业就会自觉地把这项行为做好,实施节能减排也不例外,如果不能让企业实现赢利,企业将很难自觉实施节能减排。
2、行为实施的有限理性。受人文环境的限制,一些企业在经济活动中往往因主管人员的主观意思影响企业的经济行为,当企业主管人员受企业求利益最大化影响时,节能降耗行为就会受到约束。
3、 面对节能降耗工作,企业在开展工作时更多的是存在机会主义的特征。为了追求自身的利益,在当前技术还不特别成熟的情况下,大多数企业会在开展节能降耗工作时,为了谋划更大利益,企业会在生产过程中会采用非常微妙隐蔽的手段,从而达到他们的目的,甚至会不惜以牺牲公共利益为代价,提高企业获得最大利益的机会,实现自身利益过程的最大化。
二、能促进企业实施节能降耗行为的动因
1、由于企业的环境污染任意排放行为会造成污染,作为企业来说他们如果不是为了获利,也不愿意去做这些违背政府意愿,并逃避环境污染责任的行为,因为他们所做的环境污染任意排放投机行为是政府所不允许的,只有加大宣传力度,让企业自发的提高工作,通过相应的规制强化对企业的经济活动进行干预,从而杜绝和约束企业的不法经营与竞争行为。
2、因为经济利益的驱使,诱使企业不得不采取多种措施,在生产过程中一面实施污染,一面通过多多种手段对污染工作进行隐瞒或检查,为了谋划利益企业对环境污染败德行以逃避的方式避开公众的监督检查,由于周边群众对其经营行为和环保行为了解比较多。让企业在实施过程中不敢去做,在治理过程中如果政府通过公众来监督和披露企业的节能降耗行为,不仅能降低成本,而且还能促使对企业的监督行为更严格,更具有震慑作用。因此政府一定要进一步加强与公众的合作, 让公众起到监督企业的作用。
3、让企业充公认识到深化节能降耗工作可以促进企业的可持续发展。政府支持企业的发展就是要求企业必须要在国家允许的经营范围内从事生产经营活动,对那些在经营活动中刻意违反国家的法规和政策和相应的企业行为,将会加大规范力度。
三、企业实施节能降耗行为的成本收益分析
1、在市场经济中,企业生产成本成为决定企业经济效益,为了降低企业在生产过程中的成本,并且能促进企业用最低的成本,创造并生产出最多最好产品的企业,才能使企业在市场竞争中赢得主动。虽然在企业实施节能降耗行为,能够赢得政府的支持和社会各界的认可,这些将会给企业未来的发展带来重大的受益,实施企业降这不仅对企业来说本身就是一种盈利行为,对企业生产发展也是一种激励和动力。
2、开展节能降耗活动对于企业的生产来说,虽然眼前企业受了点损失,但企业长期坚持实施的节能降耗,并将工作贯穿到企业生产的整个生命周期过程,这将会对企业成本的节约和社会形象的提高具有重要的作用。
四、企业节能降耗工作存在的主要问题
1、节能降耗工作处于“上热下冷”的状态。各级政府以行政手段为主层层分解考核指标,约束企业的节能降耗行为,但缺乏刚性的规范机制,实际效果不理想;另一方面,部分企业迫于政府的压力,出于应付的目的,被动地采取了一些节能降耗措施,没有把节能降耗作为企业生存和发展的自觉行动。
2、区域节能降耗缺乏规划引导和协调机制。目前节能降耗工作还仅仅在单个企业内进行,区域内和企业之间如何进行协同节能缺乏系统规划,工作协调也亟待加强。虽然个别企业建造了自己的热电企业,如果能利用现有的大型发电企业直接向这些企业供电和供气,充分发挥大型锅炉热能利用率高的优势,可以节省近30%的能源。
3、节能降耗考核体系和指标不够完善。近几年来,国家和省陆续出台了部分能耗限额标准,但覆盖面不广、具体产品指标不够详细和全面,仅能对一少部分企业和产品对标考核,大量的企业和产品由于缺乏能效标准而无法实施对标考核。对企业的考核还是强调产值能耗水平的下降,而没有体现企业单耗水平的高低。因此导致对重点耗能企业的责任落实分解指标不统一、体系不一致、考核不合理等情况。
4、缺乏有效的激励和约束机制。在管理过程中由于企业或主管部门缺乏有效的节能降耗激励和约束机制,而且用能单位对节能技术开发和应用积极性还不高,科技技术的进步,会企业对节能降耗工作的支撑作用未能充分发挥。另外,对未能完成节能目标的企业没有采取处罚措施,对完成节能目标的企业奖励力度也很小,致使目前有相当多的重点用能企业没有完成节能目标。
五、企业持续实施节能降耗措施应注意的事项及建议
1、要加快调整工业行业结构,大力发展先进制造业,发展信息、装备等附加值高、能耗低、环境污染少的高新技术产业,提高工业附加值比率,控制高耗能产业的比重,扶植低能耗、高效益企业快速发展,提高低能耗产业比重,从而达到总体单位能耗下降。抓好调整存量节能工作,加大对重点用能单位节能工作力度。
2、近年来随着国家对节能降耗工作重视程度的日益加大,对企业的环境污染惩治力度的逐年增加,促使一些大企业不得不加大了节能技改力度和节奏,并迅速安排到位,随着企业生产技术节能的空间不断缩小,我国十二规划将生产中企业节能降耗的重点逐步转向产业结构调整上来。据有关我国一些专家调研后分析到得的数据,我国节能降耗工作目前30%需要靠技术节能,其他的70%要靠产业结构调整。受利益的成效驱动,在降低能耗节约成本企业具有较强的主动性。而产业结构调整则主要依靠政府来引导和推动,在结构调整过程中各级政府要真正重视产业结构调整,并根据我国经济发展对企业新形势发展需求,要进一步完善相关企业产业结构调整的规划,加快建立结构调整的相应工作机制,落实相关责任单位的工作责任,切实降低全县能源消耗水平。
3、制定严格的项目准入标准,将能效指标作为项目审批、核准和备案的强制性条件,严格控制高耗能、高污染的内外资项目引进,积极引进发展先进制造业,从源头上严格控制新上高能耗项目,有效遏制高能耗行业的过快增长。
4、施节能降耗必须要走循环经济与高新技术结合路子。在促进企业发展循环经济的同时,政府要组织专业的科技人员,同等重视高新技术的研究与开发,发明研发新的技术和材料,坚持用高新技术改造传统产业、发展循环经济,用循环经济的模式来发展经济。
六、结束语
综上所述,要在企业间大力推进节能降耗,就要通过多种手段,严格按照上级部门切实贯彻落实固定资产投资项目节能评估和审查暂行办法,严把高耗能产业准入关,严格控制高耗能产业过快发展,逐步降低高耗企业的比重。
参考文献:
[1]陈东升。《生态环境治理的制度分析》[M]、西安:西北农林科技大学出版社,2011,(4)。
[2]陈修平。节能降耗,必须行政和市场两手都要硬[J、广东行政学院学报, 2012,(3)。
[3]张华。高耗能企业节能降耗途径的思考[J];金属矿山,2011年02期
[4]魏明永。企业可持续发展对策研究[D];武汉科技大学,2010年
[5]郭云涛。中国能源开发利用面临四大瓶颈[N]、第一财经日报,2009、
B. 生活水以矿井水处理站的安全距离是多少
300米
国家标准《城市排水工程规划规范(GB50318-2000)》要求:城市污水处理厂应与居住版区、公共建筑保持一权定的卫生安全防护距离,行业惯例将这一卫生安全防护距离确定为300 米,即约420 亩的土地是直接影响范围,无法再利用。如果是地上式,除了污水处理厂本身占地,也将影响周边土地的利用。300 米范围以外的附近周边土地,至少会由于心理作用,而降低对使用者的吸引力,从而或多或少贬值,即不能实现其最高市场价值。如果是地下式污水处理厂,上部进行绿化造景处理后,不仅能够提高土地利用效率,而且能够提高观赏价值,甚至可以设计为公园和运动场。国外的地下式污水处理厂甚至位于高档住宅区,上部绿化后为周边环境增色不少。污水处理厂设计为地下式或半地下式,全封闭并达到零排放水平,可以减少对周边环境的影响,使周边土地不会贬值,也不会影响周边区域的未来发展。
C. 锅炉除尘器如何进行选型计算
锅炉布袋除尘设备选型时先要满意当地关于锅炉废气排放的规范及恪守当地环保方针,了解实践烟尘气体的含尘浓度,规划相应的除尘功率,挑选适宜的除尘器规划方案。掌握设备的功能性、个性化等方面,挑选合适自己出产需求的设备,了解锅炉布袋除尘设备的作业需求,考虑配套设备调配型等方面的条件,从有用的视点针对性的进行规划。根据现场位置来设计选型锅炉布袋除尘设备外形尺寸,以满足现场实际情况。
根据锅炉的吨位来选择锅炉布袋除尘设备的处理风量,布袋除尘设备的过滤风速,应根据实际工况及布袋式除尘的结构来考虑,一般工况下,过滤风速应设计在1.0-2.0m/min,但是针对锅炉布袋除尘器来讲,设计过滤风速应该在0.8-1.0m/min。且保证了超低排放的同时又延长了布袋的使用寿命。要选用合适的滤材,滤材可根据气体的温度和化学特新区分,包括颗粒物巨细、分量、外形、有否啄磨性以及含尘浓度、过滤速度、清灰方法、排放浓度和布袋除尘器的作业制度等等要素。
由于锅炉烟气温度存在不可避免的工况跳动,在锅炉布袋除尘设备的设计上应当考虑一旦发生排烟温度超过正常工况温度时烧毁布袋的概率,在锅炉布袋除尘系统的设计上应预先加装冷风阀和热电偶的配置,可以大大降低除尘布袋烧毁的概率,减少损失。在烟气进入布袋除尘器之前,增加旋风降温除尘器也是很有的措施,可以降低烟气温度,还可以分离烟气中未燃烧充分的火星,避免因为火星进入布袋除尘器内烧毁布袋。
锅炉布袋除尘设备主要设备部件及附属设备应采用相应的材质及证明;对于锅炉除尘器易磨损、易腐蚀部位应考虑采用耐磨损、耐腐蚀材料。像布袋除尘器输灰如果采用的是刮板输灰+螺旋加湿的方式,刮板机也应预留足够多的快开观察视窗,同时锅炉布袋除尘设备钢结构件应符合有关的钢结构设计规范。
D. 府谷县瑞丰煤矿现在市值多少
府谷县瑞丰煤矿已经炒到了70亿了。瑞丰算是府谷最大的私营矿!现在的煤老板是不可能轻易卖矿的!无论煤炭行情好不好!都相信煤炭迟早还是要值钱的!放在哪里就是钱,迟早的事。
瑞丰煤矿新开凿三条斜井,淘汰原有采煤工艺,采用“综采”采煤方法,全部冒落法管理顶板;利用皮带结合无轨胶轮车运输;采用中央并列抽出式通风方法,在小昌汗沟冲积层施工大口井取水,双回路供电;新建地面生产系统,地面选煤厂采用跳汰工艺,加工后的最终产品分为-30mm、30mm~80mm和+80mm 3种产品经输送机栈桥至产品仓存放外运;新建锅炉房,配备除尘脱硫装置;井筒加热改用工业热风机组(耗电);新建矿井水处理站、工业场地污水处理站。工程总占地13.84hm2,绿化率大于30%。在工业场地生产区西南方向700m的支沟内建矸石周转场,占地面积2.0 hm2。矿井劳动定员总数为396人(未包括洗煤厂员工数),全员工效为17.09t/工。矿井工作面回采率为95%。瑞丰煤矿煤炭资源整合项目符合陕西省和榆林市关于煤炭资源整合的相关政策和相关规划的要求;在严格执行本环评报告和设计所提出的各项污染防治和生态保护措施的前提下,可将不利影响控制在环境可接受的范围内。通过整合完善了环保措施,其污染物排放有所减少,体现了整合项目“以新带老”的原则,实现了建设清洁文明矿井的目标。
E. 水处理站
1.通过物理的、化学来的手段,去除自水中一些对生产、生活不需要的物质的过程。
2.为了适用于特定的用途而对水进行的沉降、过滤、混凝、絮凝,以及缓蚀、阻垢等水质调理的过程。
总之,使污染了的水或达不到引用水标准的水通过水处理站达到合格排放或引用。
F. 如何检验矿井水处理站的处理能力
看处理完的水质
G. 了解粱宝寺煤矿的请进
1 国家环保总局对梁宝寺煤矿的环境评估
肥城矿业集团梁宝寺能源有限责任公司矿井工程竣工环境保护验收公示材料
一、项目基本情况
建设内容:梁宝寺煤矿工业场地总占地面积9.6公顷,井田范围约91km2。建设的主体工程有:原煤生产系统、选煤厂各车间、胶带输送机栈桥、原煤仓、储煤厂、准轨铁路站场、行政办公楼、任务交待室,灯房浴室联合建筑,110kV变电所,职工食堂,单身宿舍、生活污水处理站、矿井水处理站、锅炉房、材料库、棚,机修车间、坑木加工房、坑木场等。
工程规模:梁宝寺煤矿的设计原煤生产能力为180万吨/年。选煤厂生产能力为180万t/a。矿井的服务年限为59.8年。
设计单位:中煤国际工程集团南京设计研究院
建设单位:肥城矿业集团梁宝寺能源有限责任公司
建设地点:山东省济宁市嘉祥县
建设工期:2002年4月开工,2005年3月投入试生产。
工程投资:总投资15.095亿元,其中环保投资917.17万元。
工况负荷:验收调查期间(2006年6月)的出煤量约为18万吨,折合年产煤量约为216万吨,验收期间的工况负荷达到设计值120%。
环评单位:煤炭工业部南京设计研究院
验收调查单位:国家环境保护总局环境工程评估中心
验收监测单位:济宁市环境保护监测站
二、环境保护执行情况
项目在建设过程中执行了环境影响评价制度,梁宝寺煤矿的环境影响报告书于1999年8月编制完成,1999年11月8日国家环境保护总局予以批复。各级环保部门提出的生态保护和污染防治措施已经在工程实际建设和试运行中得到落实,但是有些环保措施根据实际情况进行了调整,有个别措施尚未实施。企业建立了环保管理机构和相关规章制度。
已落实的措施包括:工业场地已基本绿化;建设了矿井水及生活污水处理站,处理后的矿井水和生活污水达标排放,矿井水回用率达88%;煤炭输送、储存和筛分破碎系统等产尘场所全部密闭,皮带机转载点等处采取抑尘措施;锅炉全部安装了除尘装置;通风机、皮带驱动机房、输煤栈桥、筛分破碎车间等产生噪声部位已采取消声和隔声措施;煤矸石、锅炉灰渣、生活垃圾等固体废物已按要求妥善处置。
三、验收调查结果
1、设计、施工期环境影响调查
施工中尽可能减少对耕地的占用,尽量利用永久占地和荒地;工业场地施工前先建围墙;场外道路及铁路路基填方,设计均采用建井矸石填筑,不进行沿线取土;施工阶段井下排水应设置简易沉淀池,沉淀处理后外排。
2、生态环境影响调查
梁宝寺矿井井田区域内自然植被分布面积极少,属人工农业生态系统。区域内没有自然保护区和受保护的野生动植物。
工业场地永久占用土地9.58hm2,使当地的耕地减少。煤炭开采导致地面沉陷使陆地生态系统将逐渐转变为陆域和水域相间的生态系统,在一定程度上影响着当地的农业生产。
梁宝寺矿井地表沉陷区还没有形成。肥城矿业集团梁宝寺能源有限责任公司制定了沉陷区土地复垦计划及村庄的搬迁计划,实际工作随开采情况分步实施。工业场地内绿化措施良好,绿化系数达到12%,水土流失影响轻微。
3、水环境影响调查
矿区所在区域水系比较发达,河流沟渠纵横成网,主要河流有赵王河、新赵王河、京杭运河、洙水河、护山河以及红旗河、郓城新河等,主要功能为农业灌溉和排涝泄洪、蓄水、调水。目前,梁宝寺矿井生活污水经二级处理,矿井水经处理后部分回用,回用率88%,矿井总排口排水进入赵王河故道。
验收调查中对水污染源、地表水和地下水的监测结果显示,生活污水、矿井水、矿井总排污口水质全部达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)的一级标准限值要求。赵王河故道矿井排放口下游COD、硫酸盐的监测值均比矿井排放口上游的监测值有不同程度的升高,其他各监测因子基本没有变化,满足验收标准和校核标准。新赵王河各断面监测因子浓度差别不大,赵王河故道的汇入对新赵王河水质影响较小。监测4口水井中总硬度、硫酸盐、氯化物、大肠菌群超过标准值,其中硫酸盐超标最严重,最大超标倍数为1.8~2.3,其它各监测因子均符合《地下水环境质量标准》(GB/T14847—93)中的Ⅲ类标准要求。
4、环境空气影响调查
工程运营期的大气污染源主要为锅炉烟气和SO2、储煤场和临时矸石山扬尘梁宝寺矿井在各个起尘点采取了喷淋降尘措施。调查期间对锅炉的除尘器进、出口烟气,工业场地边界的无组织排放情况和工业场地附近的1处村庄的环境空气进行了监测。监测结果表明:锅炉烟气中的烟尘和SO2浓度满足标准要求;厂界无组织排放废气中的污染物浓度较低;该处村庄TSP、SO2和NO2均达标;工程对周围环境空气的影响较小。
5、声环境影响调查
本次验收调查在工业场地周围曹铺等敏感点及厂界噪声进行监测。敏感点噪声值均满足《城市区域环境噪声标准》(GB3096-93)的2类区昼、夜间标准。西厂界昼夜间噪声均可达标;南、北厂界昼间噪声值可达标,夜间南厂界超标3.2~3.8dB,北厂界夜间超标0.9dB;东厂界昼夜间噪声均超标,昼间超标2.0~2.5dB、夜间超标7.7~8.1dB。超标的主要原因是临近地销煤公路,受运煤汽车影响较大。
6、固体废物影响调查
梁宝寺矿井的固体废物主要是矿井矸石、洗选矸石、锅炉灰渣、污水处理剩余污泥和生活垃圾,根据各自用途进行了合理处置。临时矸石山基层处置及防护距离满足《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》(GB18599-2001)对一般工业固体废物贮存场的要求。
7、环境管理状况调查
梁宝寺矿井的环境管理机构较健全。在运营期,建设单位制订了“环境保护管理规定”和“环境监测管理”等制度,设立了化验室。
8、公众意见调查
94%的受访公众希望对开采沉陷区进行搬迁,87%的受访公众认为生产期间对自己影响最大的是噪声,80%的受访公众对对该工程的环境保护工作满意。当地环境保护部门没有接到有关梁宝寺矿井工程的环保投诉。
9、清洁生产和总量控制
梁宝寺矿井和选煤厂的清洁生产指标部分达到设计要求,清洁生产水平尚有待提高。工程的主要污染物排放满足总量控制要求。
月工资3000—6000元,
梁宝寺煤矿与美国捷马公司合作,引进了预应力扭矩锚杆、桁架锚锁、w钢带联合支护顶板技术,成功解决了深井顶板支护的世界难题,较好地保证了煤层的完整,防止锚固剂下溢,增强了锚固剂强度,有效控制了顶板压力,大大加快了掘进进度,为沿底板掘进和采用综放采煤工艺提供了必要条件。
H. 矿井水处理站设计处理能力450m3/h,现在处理水量为矿井总排水量,约100m3/h。如何测试其最大处理能力呢
暂时收集,然后集中排放,
I. 矿井水害的环境地质影响
矿井开采时遇到的突水灾害是煤矿常见的地质灾害。我国北方石炭-二叠纪煤田中,不仅煤系内部有含水层,而且下伏巨厚的奥陶纪灰岩中也富含岩溶水。随着开采工程的延伸,地下水深降强排,导致地下水位发生变化,产生巨大的水头差,在一些构造破碎带和隔水层薄的地段发生突水。
由于地下水源的变化,有些矿井充水而不得不长期排水,使附近的地表水和表层地下水被疏干,恶化了生态环境,缺水地区不断扩大,开滦范各庄矿突水后,水位下降20~30m,使厂矿、工业和生活供水原有的系统失灵,发生吊泵现象,形成无法供水的局面;山西省因采煤而造成18个县缺水,26万人吃水困难,30多万亩水地变为旱田。
据不完全统计,30多年来。我国主要煤矿区因突水淹井58次,部分淹井64次,经济损失27亿元。1984年开滦范各庄煤矿的一次淹井事故损失就达5亿元。在河南焦作矿区,突水事故共发生270余次,最高突水量达243m3/min,突水淹井事故19起,每次直接损失数千万元,矿区排水量高达8.86m3/s,平均每采1t煤就需排6t水。另外,在全国岩溶型煤田中,突水量大于10m3/min的突水共发生200余次,50m3/min的突水约20次以上;而河南省同类矿床中,10m3/min的突水约有60余次,大于50m3/min的突水约11次,分别占全国同类突水的30%和50%。目前,我国北方主要的矿务局有130对矿井受水害威胁。随着向深部开采,水压不断增加,突水日趋严重。有些新井因水的威胁长期不能投产。在北方岩溶地区,煤矿约有15Nt的储量受水威胁而不能开采,如河南省新密矿区受水害威胁的煤炭储量就达1.29Nt,占煤田地质储量的54.9%;鹤壁矿区仅太原组下组受水害威胁的储量就占矿区总储量的25%。
目前,不少矿井已进入深部开采,有些矿井下开采标高已达到地表以下600m,最深的已超过地表以下1 000m。煤层底板承受岩溶承压水的水压已达2.0~6.5MPa,而煤层与其下伏灰岩岩溶含水层之间的隔水层厚度一般只有10~20m,最大可达50~60m,突水的几率大增,淹井事故也逐年上升。对其进行研究和防治具有重要的战略意义。
2.3.1 矿井水害水源类型及分布
凡影响生产、威胁采掘工作面或矿井安全使矿井局部或全部被水淹没的现象都称之为水害,而矿井水害的典型表现就是突水事件。
导致矿井突水灾害的水源主要有大气降水、地表水、地下水和老空水。其中地下水按其储水空隙特征又可分为孔隙水、裂隙水和岩溶水等。大多数矿井水害是由2~3种水源造成的,单一水源的矿井水害很少,故矿井水害类型是按一种水源或某一种水源为主命名的。主要有以下5种突水灾害的水源类型。
2.3.1.1 地表水
水源是大气降水、地表水体(江、河、湖泊、水库、沟渠、坑塘、泥石流)。水源通过井口、采后冒落带、岩溶地面塌陷坑或洞、断层带及煤层顶底板或封闭不良的旧钻孔充水或导水进入矿坑。发生过此类水害的矿井有内蒙古平庄古山矿、辽源梅河一井等。
2.3.1.2 老空水
水源是古井、小窑、废巷及采空区积水。当采掘工作面接近或沟通时,老空水进入巷道或工作面。如山西陵川县关岭山煤矿、徐州旗山矿等矿区都发生过此类水源的突水事件。
2.3.1.3 孔隙水
水源是第四系松散含水层孔隙水、流沙水或泥沙等,有时受到地表水补给。通过采空冒裂带、地面塌陷坑、断层带或煤矿层顶底板含水层裂隙及封孔的旧钻孔进入矿坑。发生过此类水害的典型矿井有吉林舒兰煤矿、淮南孔集矿、徐州新河煤矿。
2.3.1.4 裂隙水
水源为砂岩、砾岩等裂隙含水层的水,常常受到地表水或其他含水层补给,通过冒裂带、断层带、采掘巷道揭露顶板或底板砂岩水、或者封孔不良的老钻孔水进入巷道或工作面。典型的矿区有徐州大黄山煤矿、韩桥煤矿、开滦范各庄矿等。
2.3.1.5 灰岩岩溶水
灰岩发育的矿区在一些奥陶、石炭、二叠系灰岩中发育有裂隙岩溶水,特别是厚层灰岩含水层,这些水进入矿坑或工作面时会导致矿井突水灾害,如淮南谢一矿是薄层灰岩裂隙带突水,淄博北大井均为断层入岩溶水淹井,开滦范各庄、安阳铜治矿为中奥陶灰岩水通过陷落柱进入矿井。
在突水形式方面,由于断层面引起的采掘工作面的突水占突水总数的80%以上,就是说开采的突水事故主要是由构造原因引起的,而且滞后型突水多于突发型突水,工作面回采突水多于巷道掘进突水。
从水害的分布来看岩溶水水源导致的突水灾害主要发生在华南晚二叠统岩溶地区,以基岩裂隙水源导致突水现象的分布最为广泛的在我国的华北、东北、西北和西南的广大地区这种现象较普遍。因此地以基岩裂隙水源导致突水灾害的情况居多。
2.3.2 突水预测
凡是井巷掘进或工作面回采过程中,接近或沟通含水层、被淹巷道、地表水体、含水断裂带、溶洞、陷落柱而突然产生的水害事故称矿井突水。这是因为井下采掘活动破坏岩层天然平衡、采掘工作面周围水体在静水压力和矿山压力作用下,通过断层、隔水层和矿层的薄弱处进入采掘工作面。矿井突水这一现象的发生与发展是有一个逐渐变化的过程,有的表现很快(一二天或更短)有的表现较慢(采掘后半个月或数日)。
2.3.2.1 易于突水构造部位或地段预测
据统计,80%~90%以上的突水发生在断裂带附近,且煤层底板有强含水层存在,特别是在下列构造部位突水几率最大。
(1)断层交叉或汇合处、断层尖灭或消失端一带、两条大断层相互对扭地带、与导水或富水大断裂呈入字型连接的小断裂带。
(2)褶曲轴部裂隙密集带或小断裂密集带、背斜倾伏端一带、小褶曲与地层倾向转折带的复合部位或平缓小褶曲翼部。
(3)压性断裂下盘,张性断裂上盘因富水性强,井巷通过或接近时往往发生突水。
(4)新构造活动强烈的断裂带。
2.3.2.2 采掘前的突水预测
主要是编制矿区或采区底板突水和导水陷落柱预测图。
2.3.2.2.1 矿区或采区底板突水预测图
首先利用矿区已有的地质构造、突水点分布、突水量及其稳定程度,或单孔放水量、岩溶发育程度,观测孔水压、水质等资料进行综合整理分析后,编制岩溶水强径流带或富水程度不同块段的水文地质分区图,将易于突水的构造部位,进一步分为亚区,预测可能发生突水的大致范围与地段。其次在水文地质分区图上,对矿区或易突水地段编制矿区隔水层底板等高线图、矿层底板含水岩层等压线图、矿区隔水层水压等值线图(即从上述两图数值相减而得)、隔水层等厚线图。再次统计附近矿区条件相似矿区突水系数值,确定相似矿区的临界突水系数区间。最后,利用隔水层水压等值线图与隔水层等厚线图编制矿区隔水层比水压等值线图;两图上数值相除即每米隔水层所承受水压等值线图,按临界突水系数值编制突水预测图,圈出相对安全区和突水危险区。
2.3.2.2.2 导水陷落柱预测
将矿区采上层煤见到的陷落柱放在图上编制陷落柱分布图,然后将煤系砂岩或薄层灰岩水或煤矿层底板厚层灰岩水的等压线,综合制成导水陷落柱预测图。图上可以圈出煤矿系砂岩水或薄层灰岩水的高水压地段,或在放水、突水时出现这类高水压与底板厚层灰岩水的低水压区重合或地段,即陷落柱所在地段,这些地段往往是导水的。
2.3.2.3 采掘过程中的突水预测
在前述预测的基础上,对有突水危险地段,或易于发生突水的构造部位及其附近地段,可采用下述方法进行预测。
2.3.2.3.1 钻探方法
探测高水压区,在安全的超前距内设探水孔,探测各薄层灰岩水的水压值与下伏厚层灰岩水的水压值进行比较。若其值等于或接近厚层灰岩水水压,则有发生突水危险,反之,则不会突水(两者差在0.4~1.0MPa);探测底板水的导升高度。所谓导升高度,即底板水在其水头压力及毛细管力的作用下,沿隔水层内的构造裂隙缓慢导升到某一高度。
2.3.2.3.2 放射性测量
主要是用Fd-307型RaA测氡仪测量氡射气含量确定底板的导升高度及隔水层含水性。原理是氡射气在岩石中运移,浓度降低大,而在岩石裂隙中,阻力小,浓度降低小,和氡射气的半衰期短,在运移过程中急剧衰变使其浓度大量降低。据此,当底板有裂隙时出现异常,氡射气含量高。其值大小反映底板导升高度的距离,也反映隔水层裂隙发育程度及其富水性。无论钻孔探底板水导升高度或用快氡Ra 法,主要目的是掌握它的导升高度上界是否进入或达到矿压破坏区,以此预测是否会发生突水。
2.3.2.3.3 物探方法
当采掘工作面的迎头或巷道底板接近含水、导水和富水的破碎带时,其工作面周围的气温降低、湿度大,据此,可用有关仪器监测工作面的气温和湿度,用来预报突水。
2.3.2.4 巷道围岩强度和重力与静水压力的关系
2.3.2.4.1 静水压力对巷道顶底板的作用和突水的预防
开采前后,承压含水层的静水压力(H突),始终与巷道顶底部隔水层的重力(单位面积上岩柱的重力hγ)和抗拉强度(Kp)是对抗着的。一旦开采巷道破坏了天然平衡之后,就会产生“矿压”现象或突水。巷道顶(底)板受力情况,类似两端固定承受均布荷重梁的受力情况(图2.12)。
图2.12 巷道底部隔水层承受静水压力示意图
В.Д.斯列萨列夫按梁和强度理论,得出计算底板和顶板含水层的静水压力公式为:
环境地质与工程
式中:H理安——巷道顶、底板计算的理论安全水压值,MPa;
Kp——顶、底部隔水层的抗拉强度,MPa,可由实验或部分巷道突水资料确定;
γ——顶部隔水层密度×106N/m3,由试验确定;
l——巷道宽度,m;
h——顶、底部隔水层厚度,m。
式(2-26)用于计算底板含水层的静水压力,式(2-27)用于计算顶板含水层的静水压力。式(2-26)和(2-27)可综合写成下式:
环境地质与工程
当H突≤H理安时,巷道穿越的地段是安全的。H突>H理安时,则巷道顶底板会被水压鼓破突水。为防止突水,可以从隔水层安全厚度或安全水压两方面解决。
从公式(2-28)导出顶底板安全厚度的计算公式为:
环境地质与工程
故底板抗静水压力的理论最小安全厚度(h理底)为:
环境地质与工程
顶板抗静水压力的理论最小安全厚度(h理顶)为:
环境地质与工程
将计算的理论最小安全厚度(h理底和h理顶)与底顶隔水层实际厚度(h)比较。若计算的h理底或h理顶≤h时,一般是安全的;若h理底或h理顶>h时,掘进巷道就有突水的可能。这时多用降低水压的办法,以达到安全生产的目的。其确定方法是将开采地段底或顶板隔水层实际厚度(h),分别代入公式(2-26)和(2-27)中,求出理论安全水压(H理安),把H理安与底或顶板实际水压H突进行比较:若H理安≤H突时,表明巷道底或顶部隔水层不能抵抗所承受的静水压力,不安全,可能突水;若H理安>H突时,则是安全的。当H理安≤H突时,为防止突水,必须使水压降低S后才能符合要求,即:
图2.13 巷道侧方承受静水压力示意图
环境地质与工程
2.3.2.4.2 巷道侧向静水压力的作用和突水预防
巷道掘进时可能在巷道的“正前”方或侧帮,接近或揭露含水层(或水体)使巷道受到“侧方”水的威胁(图2.13),В.Д.斯列萨列夫给出确定安全宽度“w”的公式:
环境地质与工程
式中:P理——含水层或水体给予侧帮的静水压力,MPa;
Kp——隔水层平均抗拉强度,MPa;
l——巷道的高度;
w——正前或侧帮间隔水层的宽度。
当P实≤P理时,从理论上讲是安全的。当P实>P理时,静水压力可能压坏隔水层而实水。为了防止突水发生,可用式(2-33)计算出保留的隔水层的安全宽度“w”,即:
环境地质与工程
以上是在理想情况下推出的,在使用中应按具体地质、岩石物理力学性质的不同,常采用2~3倍的安全系数。巷道突水点,从理论上讲一般在巷道的边缘,受侧向压力突水时,突水点位置应偏于巷道的底部。
2.3.2.4.3 确定井巷突水的经验公式和确定底板隔水层抗拉强度的方法
上述的В.Д.斯列萨列夫公式,考虑了岩石强度、工作面宽度、隔水层的厚度、重力与静水压力间的平衡关系。这对巷道而言是较全面的,但用它计算跨度大的工作面,一般与实际相差较大,所以我国矿山部门,依据突水资料,总结出静水压力(P)与隔水层厚度(M)间的“综合”平衡关系式,称突水系数(或称水压比、阻水系数),即:
环境地质与工程
式中:K临——突水系数;
P——底板承受的静水压力;
M——隔水层厚度。
上式的物理意义即是单位厚度隔水层所能承受的极限水压值。我国许多矿区都已总结出适于本区的经验数值见表2.2。并作为判断采掘中底板可能突水的指标。但式(2-35)的缺点是仅考虑隔水层的厚度,而隔水层是由各种不同强度和不同抗水性能的岩石组成,对这个重要因素在公式中无反映。匈牙利等国在利用隔水层时注意了这个因素,他们以泥岩抗水压的能力为标准隔水层厚度(即以泥岩作为1;相当于1m厚完整泥岩能抗0.5个水压力),将其他不同岩性的岩石换算成泥岩厚度,称换算后岩层的厚度为等值(或等效)厚度,换算系数值列表于2.3中。这样换算后的M值,不仅有厚度,而且含有强度的概念。西安煤矿研究所以1966年试验资料(每米厚岩层强度:砂岩为10MPa,砂质页岩为7MPa,铝土页岩为5MPa,断层带岩石为3.5MPa)为基础,用砂岩作为标准部位单位,则砂质页岩的比值为0.7,铝土页岩为0.5,断层带岩石为0.35。用此系数换算为等效厚度的各种岩石。
表2.2 某些矿区突水系数
表2.3 岩石等效系数
按隔水层上述特点,可用部分巷道内突水或压水试验资料,确定底部隔水层平均抗张强度。因掘进出现来压、变形、底鼓、破裂、突水等过程,与材料力学中拉伸试验的过程类似。利用这种情况可得平均抗拉强度的经验公式:单位厚度隔水层承受静水压力(P/M)使岩石破坏,必须克服单位厚度隔水层的抗拉强度(Kp/M),和其重力(即容重γ);若达到极限平衡时则:
环境地质与工程
即
环境地质与工程
式中:Kp——底部隔水层平均抗拉强度,其他符号同前。
回采工作面时的底板突水系数,由西安煤矿研究所提出了下述的经验公式:
环境地质与工程
式中:TS——突水系数,Pa·m-1;
P——保护层(即隔水层)承受的水压力,Pa;
M——保护层的厚度,m;
Cp——矿山压力对底板的破坏厚度,m。
2.3.3 突水防治
为了防止突水灾害、提高工效和降低成本,采用各种工程措施,对涌入井巷或威胁井矿安全的各种水源进行排除或控制等科学管理工作,这些工作包括地表水和地下各种防水、治水,探放水和疏干排水等。合理的利用这些方法可以有效地防治突水。
矿床疏干是一项具有引发矛盾性质的工作。采矿时为防止矿井突水,总是希望最彻底或尽可能多地排除可能进入井巷和威胁采矿的各种水源,其结果可能破坏当地天然水资源的平衡,减少供水量和恶化环境。从保护环境出发,则渴望尽可能地提供更多的地下水资源和保护天然地质环境不恶化。因此,合理地进行矿床疏干是兼顾采矿、供水和保护地质环境的统筹工作。
按照不同的标准,人们把矿床疏干工作做了各种划分,下面将有关疏干防治水的各种方法按其主要作用分为三类来介绍。
2.3.3.1 防水法
指通过排除地表水降低地下水防止水流入矿区的方法,其主要目的在于减少矿井的涌水量。
2.3.3.1.1 汇集与排除矿区范围内降水形成的地表径流
方法有:填堵井下进水通道、汇集矿区内原有分布的水体,并予以排除;修筑边缘排水沟等地表防、排水工程,以拦截外围流来的降水漫流、地表水和浅部潜水,并引出矿区之外。
2.3.3.1.2 矿区内地表水体的处理
可采用隔离水体,如修筑水体防渗层、敷设排水管道等;当不允许水体存在时,则采用移河措施,以达到防止地下水进入矿井的目的。
2.3.3.2 疏水法
指对充水水源进行疏干或降压,以确保安全采矿的方法。此法包括预先疏干、并行疏干和探放水。
2.3.3.2.1 预先疏干
多用于水文地质条件复杂的大水矿床。又可分为两种情况:
(1)当开挖井巷须临时通过强含水层或受高压水威胁的地段时,可以从地表打深孔预先疏干局部含水层或降低高压水头至安全值以下,当井巷挖通,并封闭该含水层后,停止疏干,允许原含水层恢复充水。
(2)当开采矿床的直接顶底板含水或直接顶底板虽有一定厚度的隔水层,但在间接充水层水压过高,有突水危险时,可采用从地表进行预先疏干或降压的方法,达到安全条件下采矿的目的,且不允许被疏干的地下水位或降低的水压恢复。随开采范围扩大,仍可用原地表疏干方式,不断外扩疏干范围,或停止原地表预先疏干,改在井巷内布置各种疏干措施,继续进行预先疏干。
2.3.3.2.2 并行疏干
是利用采矿工程或专门疏干工程,在采矿同时进行疏干工作,其完成疏干的时间应提前于采矿工作。可分为:
(1)是在预先疏干任务完成后,停止原地表预先疏干(需要时,亦可不停止),代之以在井巷或露天矿场内设置的各种排水设施,与采矿同时进行疏干,这些设施有垂直的降水孔(井)、吸水孔井及各种过滤器,以及水平的排水孔、疏水沟、疏水平巷等。
(2)是在水文地质条件简单的矿区,从采矿开始到终止只进行并行疏干,疏干时,应对预测的强水源或有突水危险地段,进行超前探水与放水,以保安全。
2.3.3.3 防渗法
指堵截涌水水源于矿区或井巷之外的方法,用以保证安全采矿,同时达到保护供水水源和保护地质环境的目的,留设安全矿柱和建设防水闸(墙)等措施也属此类。防渗法主要用于恢复已淹井巷及涌水量过大或有突水威胁,又有适合条件的大矿区。对这类矿区,如采用疏水法,则多会发生破坏地下水资源、引起地面塌陷和增大排水费用等问题。
防渗法的实质是使用注浆工程,在地下筑成不透水体,切断井巷进水通道,用以隔绝涌水水源或大量减少矿井涌水量。此类工程虽投资多、工程量大和周期长,但只要水文地质条件适合,则会收到阻水显著、长期经济收益好的效果。国内外均有成功实例可予借鉴。
矿区内的透水天窗、通过井巷的断裂带、已淹井巷的突水口和特大涌水点等处,都可用局部堵水来隔绝水源,减少涌水量或使淹井恢复生产。对某些大矿区,如能确切地掌握充水水源的隔水和进水边界,在经济合理和技术可能的情况下,可在较大来水断面上,采用地面打钻注浆,建筑防渗帷幕,形成人工不透水墙,改变原进水边界,达到截流的目的。防渗措施,还可用于加强隔水顶底板的隔水能力和增强断裂带或安全矿柱的抗水、抗压性能;在深排水矿区,还可用以保护供水源地和环境。
从1802年法国将石灰和粘土用水混合造成浆液压入地基以来,注浆技术得到迅速发展。20世纪,从悬浮液注浆发展到化学注浆。英国在20世纪60年代后期建设的某矿,80%以上采用了注浆技术;原苏联用特殊凿井法建设的井筒,有50%以上应用了注浆法。我国于20世纪70年代开始在水口山铅锌矿区首先使用了大型帷幕注浆截流工程,随后在一些别的矿区采用了这一方法皆取得防渗的良好效果,如:淄博北大井堵水:1965年5月13日,北大井-81m水平发生特大突水。水量由突水前的11m3/min骤增至443m3/min,矿井瞬时被淹没。其原因系张性断层贯通煤层下部高压的裂隙岩溶水所致。淄博矿务局在1972年至1974年对该突水点进行了注浆堵水。从地面共打了20个钻孔,向断层破碎带与徐家庄灰岩和奥陶系灰岩的接触面部位,以及断层两盘的灰岩内注浆。共注进水泥9 104.25t,水玻璃115.77m3,沙子477.63m3,石子15.10m3,堵住了该突水口。1975年排水至井底,实测涌水量为12.37m3/min,较突水前的正常涌水量仅多1.37m3/min,堵水效果达99.69%以上。
J. 大力发展特色矿业循环经济 打造国内一流特大型能源化工集团
义马煤业集团公司是一家以煤炭生产为主,火力发电、氧化铝、化工、建材等多元综合发展的跨行业、跨所有制、跨地区的特大型企业集团,在2006年中国企业500强中排名第490位,是河南省管15家重点企业之一,现有员工5万多人。集团现拥有8家全资子公司、2家控股子公司和32家分公司。2006年全公司生产原煤1789万吨,实现经营总额96亿元、利税7.9亿元,其中:非煤产值52亿元。截至2006年末,公司总资产100亿元,净资产28亿元。义煤集团曾两次被命名为“中国煤炭工业优秀企业(金石奖)”,2005年被中国管理科学研究院命名为“全国企业管理创新示范单位”,同年荣获“第十一届国家级管理现代化创新成果一等奖”。
近年来,义煤集团以科学发展观为指导,坚持节约发展、清洁发展、安全发展,大力发展具有义煤特色的矿业循环经济,积极推进矿区资源利用高效化、产业发展链条化、园区建设系统化、土地使用集约化,转变经济增长方式,优化产业结构,倡导节能减排,初步实现了企业与资源、环境和社会的协调发展。“十一五”期间,义煤集团将借助战略重组和资本运营等手段,全面推动特色矿业循环经济发展,打造国内一流特大型能源化工集团。
一、发展特色矿业循环经济是资源型企业持续发展的必然选择
1.发展循环经济是经济社会持续发展的内在要求
工业革命以来,人类在创造巨大物质财富的同时,也付出了巨大的资源和环境代价。在推进工业化的初期,人类还没有深切体会到自然资源供给和环境容量的有限性。随着人口的持续增加,经济规模的不断扩大,尤其是20世纪70年代,发生了两次世界性能源危机,经济增长与资源短缺之间矛盾凸显,引发人们对经济增长方式的深刻反思。传统增长模式“资源——产品——废弃物”是单向式直线过程,创造的财富越多,消耗的资源就越多,产生的废弃物也就越多,对资源环境的负面影响就越大。人类在发展过程中,深切感到资源并非取之不尽、用之不竭的,要持续发展,客观上要求转变增长方式,探索新的发展模式。在此情况下,循环经济增长模式应运而生。循环经济增长模式是“资源——产品——废弃物——再生资源”的反馈式循环过程,可以更有效地利用资源和保护环境,以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济效益和社会效益。循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心,以“减量化、再利用、资源化”为原则,以“低消耗、低排放、高效率”为基本特征,是对“大量生产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革,适应了经济社会发展的内在要求。
2.发展矿业循环经济是煤炭行业转变经济增长方式的根本途径
我国是富煤、贫油、少气的国家,境内查明煤炭储量约5.6万亿吨,占全世界的11.6%,已探明煤炭储量1万亿吨,居世界第3位;我国又是世界第一产煤大国,煤炭产量占世界的37%。煤炭是我国的主要能源,提供了75%的工业燃料、76%的发电能源、80%的民用商品能源和60%的能源化工原料。在未来相当长的时期内,我国仍将是以煤为主的能源结构,煤炭对我国的经济社会发展有十分重要的战略地位。尽管我国煤炭资源相对丰富,但人均占有量相对偏少,不足世界人均占有量的一半。从开发利用现状分析,存在着“资源开发秩序乱,资源回收率低;矿区环境保护投入少,综合治理滞后;安全基础依然薄弱,安全生产形势严峻;科技水平差距大,创新能力不足;生产力落后,产业集中度低;企业负担沉重,职工收入水平低”等问题,严重影响着煤炭工业的可持续发展。为此,国家相继制定了《能源发展十一五规划》和《煤炭工业十一五规划》,明确提出煤炭工业要实现可持续发展必须大力发展循环经济,到2010年,煤矸石综合利用率要达到70%;矿井水综合利用率达到70%;煤层气开发利用率达到70%。“十一五”是全面建设小康社会的关键时期,煤炭工业要保障国民经济和社会发展需要,要实现“三个70%”,必须转变经济增长方式,大力发展特色矿业循环经济,加快结构调整,走资源利用率高、安全有保障、经济效益好、环境污染少和可持续的发展道路。
3.发展特色矿业循环经济是义煤集团做强做大做久的战略选择
近几年来,义煤集团通过资源整合,占领了一些煤炭资源,但与不断增长的市场需求和义煤的发展目标相比,还是很有限的。义煤集团要做强做大,单纯依靠增加煤炭产量来拉长经济增长是不明智的,也实现不了可持续发展。对此,义煤集团有十分清醒的认识,专门邀请有关大学和研究院所制订了《义煤集团发展战略》和《义煤集团“十一五”发展规划》,把发展特色矿业循环经济列入集团公司一项重要发展战略,提出了发展的目标、方针和措施,把“提高煤炭回采率,加强伴生资源与煤炭共探联采、综合利用,循环经济园区建设,矿区环境治理”作为四大发展重点,强力推进科技进步、自我创新和产业结构调整,由单一煤炭生产向产业多元化发展转变,拉长产业链,提高产业集中度,走专业化、规模化、集约化、效益化、清洁化发展之路,形成义煤特色,实现经济增长方式由粗放式增长转变为集约式增长,真正把企业做强做大做久。义煤集团按照发展战略和发展规划,确立发展方向和目标,积极实践和探索,取得了明显成效。
二、走新型工业化道路,打造具有义煤特色的矿业循环经济
1.采用先进技术,提高煤炭回采率
近几年来,义煤集团始终坚持实施科技兴煤战略,依靠科技进步发展煤炭主业,积极推广应用综放、炮放、沿空送巷等新技术、新工艺,加快技术改造和产业升级,强化技术吸收和改进、注重技术创新,积极与有关院校开展联合,解决重大技术难题,在瓦斯防治、特殊地质条件煤炭开采技术、防灭火等方面取得了一系列成果。在煤炭开采中广泛推广“一次采全高放顶煤工艺”,使煤炭回采率显著提高,达到72%以上。同时,在煤炭生产中提高块煤率,调整产品结构,提高产品附加值,优质优价,实现增收不增产、增效不增产。
2.拓展和延伸产业链,提高共伴生资源利用率
为促进矿区可持续发展,义煤集团以煤炭共伴生资源(煤矸石、煤泥、矿井水、煤层气、铝矾土)综合利用为突破口,积极拓展延伸产业链条,逐步形成了“资源——产品——废弃物——再生资源”的反馈式循环经济模式。
(1)煤矸石、煤泥的综合利用。
煤炭开采出来以后,被运到洗煤厂(选煤厂)进行洗选,原煤被分离为精煤和煤矸石、煤泥,精煤作为优质的工业燃料和原料直接出售,煤矸石、煤泥留下来进行进一步加工利用。
一是以煤矸石、煤泥、洗中煤利用为起点,发展电力和建材产业,形成“煤——矸石(煤泥)——电”产业链。义煤集团现有矸石山15座,煤矸石累计积存量已达1860多万吨,占地面积600余亩而且每年新排放煤矸石约160万吨、煤泥30万吨、煤灰10万吨,既占用大量土地,又严重污染环境,直接影响到企业的可持续发展。面临困扰煤炭行业的这一难题,义煤集团积极发展煤矸石、煤泥、洗中煤、劣质煤电厂和新型建材,实现煤矿固体废弃物的就地转化,变废为宝。先后规划建设了三座煤矸石、煤泥、洗中煤电厂,总装机容量148兆瓦,年利用煤矸石、煤泥、洗中煤和劣质煤170万吨。
二是利用煤矸石、粉煤灰发展新型建材,形成“煤——矸石(粉煤灰)——建材”产业链。义煤集团依托当地丰富的石灰石、煤矸石、粉煤灰等资源,先后开发建设了煤矸石(粉煤灰)水泥、新型矸石砖、免烧砖等一批综合利用建材项目。目前,义煤集团已建成矸石砖厂和粉煤灰免烧砖厂各一座,年产矸石砖8000万标块、粉煤灰免烧砖8000万标块;在建3条年产6000万标块矸石砖生产线,近期即将建成投产。届时,义煤集团将达到年产3.4亿标块矸石砖(粉煤灰砖)的规模,年可利用煤矸石、粉煤灰70多万吨。同时,利用煤矸石和粉煤灰作为水泥添加料生产普通硅酸盐水泥,现已形成年产新型干法水泥200万吨的生产规模,年消耗煤矸石、粉煤灰可达80万吨以上。
三是对矸石山进行绿化、复垦。对于已自燃的矸石山,如北露天矸石山,进行绿化、复垦。近几年,选择对土壤适应性强的剌槐树在矸石山栽种,先后绿化矸石山2000多亩;在风化程度高、有机质较厚的矸石山上进行复垦造田,计1600多亩。通过对矸石山的绿化、复垦,改善了矿区环境,增加了农业用地,促进了一产的发展。
(2)矿井水的综合利用。
目前,义煤集团年均涌水量2500立方米/时。义煤集团相继投资3000多万元,建设了10座矿井水处理站,加强对矿井水的综合开发和利用,以节约用水,降低生产成本,满足不同的用水需求。经过处理后的矿井水主要用作:①用作工业用水。把跃进矿井水处理后用作跃进综合利用电厂和跃进2×5万千瓦煤泥电厂辅机的冷却用水,引曹窑矿井水经多级沉淀净化后作为氧化铝、钡盐厂的工业用水。②引水上山发展一产。千秋矿把经过处理后的矿井水输送到山上发展一产,灌溉农田面积在2000亩以上。③用作生产、生活用水。处理后50%的矿井水回流井下复用(主要用于综采、综掘、防尘、防灭火等)。另外还有一部分经生物、化学处理净化后作为生活用水。对矿井水进行综合开发利用,减少了对地下水资源的开采,客观上起到了保护地下水资源的作用。据估算,义煤集团对矿井水的利用率在70%以上,每年利用矿井水1300万立方米,和打水源井相比较,每年可减少支出约2000万元,企业经济效益和社会经济效益十分显著。
(3)煤层气的综合利用。
长期以来,义煤集团在煤炭开采中产生的瓦斯直接排放到空气中,也没有把瓦斯看作污染物。近两年来,义煤集团开始重视瓦斯对环境的污染,并着手进行综合治理。2006年10月,义煤集团耿村矿、千秋矿瓦斯发电项目建成投产,总装机容量4000千瓦。下一步,义煤集团将根据各矿的实际情况,对瓦斯进行抽采利用,争取到2010年瓦斯综合利用率达到70%,大幅降低对环境的污染。
(4)煤系地层中铝矾土的综合开发利用。
义煤集团陕渑煤田煤系地层中普遍伴生着赋存好、品质较高的铝矾土层。为使与煤伴生资源得到充分合理有效地开采利用,近年来义煤集团采用煤铝共探联采技术,进行了有益的尝试,取得了良好的成效。在资源集中地科学选址,相继建设了耐火材料厂、棕刚玉厂、氧化铝厂、建材厂等资源型企业。坚持优化设计、联合布置、合理开采、分装分运、综合利用,使伴生的铝矾土得到有效的开采利用,既减少了重复勘探、开采造成的成本升高和资源浪费问题,又充分发挥了矿井现有工程、设施、设备的作用,延长了矿井服务年限。同时,还缓解了矿井因煤炭资源枯竭而报废造成的就业压力。
3.加快产业化聚集和规模化提高步伐,构建循环经济工业园区
(1)依托资源优势,构建张村煤(电、气)铝化循环经济工业园区。为了充分发挥义马地区丰富的煤、电、气、铝矾土等资源优势,解决环境遭到破坏、产业格局单一、抗风险能力小等诸多问题,义煤集团在项目布点上科学布局,把有相当关联度的钡盐厂、耐火材料厂、棕刚玉厂、塑料编织袋厂和氧化铝厂规划建设在渑池县张村镇,形成了一个产品、副产品和废料循环利用的工业园区。义煤集团引入系统论指导园区建设,分别对园区输入系统、自身循环系统、输出系统等三大系统的功能进行不断补充和完善,一个现代化、高标准、示范性的循环经济工业园区初步建成。首先从园区输入系统着手,实施煤铝共勘联采,降低采矿成本,提高资源利用率。义煤集团曹窑矿井下与煤伴生有丰富的铝矾土资源,实施煤铝联采,大大降低了采掘成本,提高了效益。其二,把距园区最近的曹窑矿外排的矿井水经多级沉淀引入张村工业园区用作工业用水,大大提高了水资源的利用率。其三,架设专用线路、铺设供气管道把内部电厂、气化厂的电、煤气引入张村工业园区,降低了园区企业的生产成本,减少了燃煤造气对环境的污染。其四,加强园区自身循环系统建设。煤、铝矾土、重晶石、矿井水、电、煤气等资源进入工业园区后,义煤集团通过对园区企业实行统一管理,建立企业内部市场运作机制,强化就近采购和市场价采购,园区企业间产品、副产品互相循环的产业链条初步形成:钡盐厂产生的副产品——生石灰直接供给一墙之隔的氧化铝厂,氧化铝厂的产品——氧化铝直接供给园区内企业——耐火材料厂、棕刚玉厂,纺织袋厂为其他4个厂生产不同类型的包装袋。其五,加强对流出园区赤泥、钡渣等废料进行制砖和生产水泥,形成一条吃干榨净的绿色产业链。经过认真实施,园区由于物料的循环使用和综合利用,每年产生的经济效益达5000万元以上,同时也给当地带来了巨大的环境效益和社会效益。
(2)构建跃进煤电汽建循环经济工业园区。义煤集团依托邻近的跃进矿、千秋矿有丰富的煤矸石、煤泥和中尾煤资源,在两矿不到2平方千米的土地上,规划建成了有相当关联度的综合利用电厂2个、年产8000万块的矸石砖厂和粉煤灰免烧砖厂各1座,实现产业链的拓展和延伸。首先,跃进、千秋两矿外排的矿井水经净化后用作工业和生活用水,满足了大部分用水需求。其二,园区企业热源得到了较好的利用。两个电厂实施热电联供,供热面积达11万平方米,改善了周边矿区和义马市的工业和居民用热需求。利用矸石砖厂余热用作职工洗澡和冬季厂区取暖,热源得到了充分利用。其三,煤矿生产的原煤经过洗选,煤矸石、中尾煤用作电厂燃料发电和砖厂制砖,电厂粉煤灰用来生产免烧砖。园区初步形成了煤、电、汽、建循环经济产业链,资源得到了较为充分的利用,实现了节能减排,促进了矿区经济的发展。
4.积极推进沉陷区治理和棚户区改造,统筹城乡发展
义马矿区开采历经半个世纪,个别矿已超过百年,煤矿地质环境问题充分暴露,治理的艰巨性、迫切性和难度都很大。近几年来,国家为了解决“四矿”问题,先后出台了一系列优惠政策支持老矿区的改造。义煤集团与三门峡市、洛阳市达成共识,实施统筹规划,把矿区治理与新农村建设和地方小城镇建设有机结合起来,促进了地企共同发展。
(1)实施沉陷区治理。煤矿由于多年开采,地下采空面积不断增大、地面沉陷日趋严重,造成大量土地不能耕种,地面设施受到破坏,住宅不适于居住。为此,义煤集团启动了历史上最大的沉陷区治理工程,在义马市区和周边两个矿区规划建设三个功能齐全的住宅小区,总建筑面积达到32万平方米,总占地18公顷,计划搬迁4994户,涉及近2万城乡人口,复垦面积134公顷,相对新增农业和工业用地120公顷。
(2)实施棚户区改造。义煤集团在河南省和三门峡、洛阳市等省市政府的大力支持下,启动了河南煤炭行业规模最大的棚户区改造工程。义煤集团集中改造的棚户区共有18片,拆除建筑面积104余万平方米,搬迁居民2.4万户、7.11万人,拟新建183万平方米,占地1800亩,总投资14亿~15亿元,相对新增农业和工业用地140公顷。
三、坚持科学发展观,创造美好未来
在省国资委的直接推动下,2007年5月底,义煤集团与永煤集团、省煤气集团、省燃化公司进行战略性重组,联合组成河南煤业化工集团,6月初完成工商注册,注册资本60亿元。河南煤业集团发展方向是“以煤为主,发展煤化工”,重点打造“煤炭——煤化工”产业链,发展目标是:打造中部第一、国内一流、国际知名的特大型能源化工企业,并以此为平台,进一步整合资源,做强做大,力争尽快进入中国100强企业前50位。义煤集团作为河南煤业化工集团的重要成员,将以此重要战略机遇为契机,继续坚持科学发展观,科学谋划、超前发展,走新型工业化道路,大力发展循环经济,打造国内一流能源化工集团。
(1)加强煤炭资源整合,做强做大煤炭主业。煤炭企业作为资源型企业,其发展核心还是要依靠资源,一要有足够资源储备,二要利用先进技术合理开采资源,三要提高资源的附加值。义煤集团将充分发挥大集团的资金、技术和人才优势,跨地区、跨省界、跨国界占领煤炭资源,为企业的持续发展储备足够资源。争取经过3~5年,煤炭产量达到1亿吨以上,产值达到400亿元以上、利润60亿元以上。
(2)依托煤炭资源优势,加快煤化工产业的发展。义煤集团将抓住300万吨煤制油项目即将落户三门峡地区这一重大机遇,积极参与项目的各项前期筹备工作,积极推进“煤——油——化”产业链的形成和发展。同时,依托河南省煤气集团现有煤气化项目和千秋、跃进矿的低热值煤炭资源,积极推进与美国SES公司合作步伐,加快合资建设日产1000万标方煤气项目,满足年产100万吨甲醇用气需要,并进行二甲醚、醋酸等下游产品开发,充实“煤——气——化”产业链。争取经过5~10年的发展,投入400亿元以上,使煤化工产业年新增产值400亿元以上、利润80亿元以上。
(3)依托丰富的铝矾土、煤炭等资源优势,打造铝深加工基地。在三门峡市政府的支持下,义煤集团与广新外贸集团等大企业将加快推进三门峡市100万吨/年铝深加工产业基地建设。双方利用义翔铝业公司现有铝土矿资源,把氧化铝产能扩大到100万吨/年,同时延长产业链,建成50万吨/年铝材深加工及为其配套的相关项目,形成铝矿开发加工利用到生产铝型材、铝板带、铝合金等产品系列,实现从铝土矿到铝制品完整的铝工业体系。项目总投资100亿元以上,全部建成投产后,年可新增销售收入200亿元以上、利润40亿元以上。
(4)依托石灰石、煤矸石、粉煤灰等资源,做大新型建材产业。在搞好现有年产180万吨新型干法水泥生产线生产经营基础上,加快第二条线的建设,并配套建设余热发电项目,使水泥年产量达到400万吨以上、产值10亿元、利润2亿元以上,打造豫西最大的水泥生产基地。同时,依托矿区丰富的煤矸石、粉煤灰等资源,在现有千秋矸石砖厂和跃进免烧砖厂的基础上,再规划建设4~5条矸石砖和免烧砖生产线,争取在5年内使矸石砖和免烧砖产量达到4.5亿块,年销售收入达到1.5亿元、利润3000万元。
(5)提高煤矸石、矿井水、煤层气等煤炭伴生资源的利用率,推进电力、建材等产业的发展。到2010年,煤矸石、矿井水、煤层气等资源利用率均要达到80%以上。
(6)围绕矿区配套服务,促进建筑、机械制造产业的发展。依托现有豫建公司和永兴公司,打造豫西最大、实力最强的建筑企业。依托机电总厂,整合现有机械制造资源,造成河南一流煤机制造企业。
经过几年的发展,把义煤集团真正成为国内一流的大型能源化工集团。
四、关于发展循环经济的几点建议
(1)建议各级政府要从税收、财政、产业政策等方面建立有利于循环经济发展的保障机制,鼓励扶持资源型企业发展矿业循环经济,实现经济发展和社会发展的和谐统一。
(2)煤炭及伴生资源配置向大企业集团倾斜,提高资源利用率。对煤炭及伴生资源实行战略资源管理,实行保护性开发,依法维护煤炭资源使用者的合法权益。加大对浪费资源企业惩治力度,甚至制定回采率达不到规定要求企业的退出机制及政策。禁止将国家规划矿、国有重点煤矿后备资源矿区和实行保护性开采的稀缺煤种化整为零,人为分割成小块井田招标拍卖。煤炭及其伴生资源(如铝矾土)配置向大集团倾斜,发挥其技术优势、人才优势,提高资源利用水平。
(3)政策保持连续性,保障综合利用企业的发展。当前,国家出台了一系列关停小火电的政策,对实现“十一五”节能减排目标有十分重要的意义。但煤炭企业现有的矸石、煤泥、中尾煤综合利用电厂不属于小火电机组。建设矸石电厂的主要目的是为了充分利用煤矿固体废弃物,减少堆存占地,减轻环境污染,并尽量把这些能量加以回收,而不是为了单纯发电。对此类电厂不宜采取“一刀切”,强行进行关闭。否则,就会增加固体废弃物的排放、污染和占地,达不到节能减排的目的,更实现不了国家能源发展“十一五”规划和煤炭工业“十一五”发展规划提出节能减排的“三个70%”。
(4)加快煤炭科技进步,积极倡导绿色开采和利用技术创新。煤矿资源的高效开采和利用,离不开先进的科学技术,离不开政府的资金扶持。对在环境保护方面进行技术研究的矿山,政府可考虑给予一定的税收优惠和费用支持,提高资源保护和技术改造给企业带来的现实收益,鼓励企业增加技术创新投入,创建高产、高效、低耗、节能、环保型矿井。
(5)加强矿业秩序整顿,坚决关闭无证非法的各类小矿。无证非煤小矿,造成了资源浪费,影响和扰乱了市场秩序,成为安全事故频发、国家和职工个人生命财产遭受严重损失的祸端,必须下大力气加以整顿和治理,坚决关闭,还煤矿开采一片洁净的天空。
五、结束语
近几年来,义煤集团积极贯彻落实科学发展观,走新型工业化道路,逐步形成了“矿区资源利用高效化、产业发展链条化、园区建设系统化、土地使用集约化”独具义煤特色的矿业循环经济发展模式。义煤集团作为一个负责任的大企业,在迈向国内一流特大型能源化工集团的道路上,时刻不忘自己的社会责任,始终坚持节约发展、清洁发展、安全发展,实现地企同步持续发展,为建设和谐社会作出积极的贡献!