陳俊杰

(霍州煤電集團(tuán)公司，山西 霍州 031400)

我國(guó)正處于改革發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，資源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展問題十分突出。高投入、高消耗的粗放型生產(chǎn)模式難以維系經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，尋求新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、實(shí)現(xiàn)節(jié)約型發(fā)展是改革的必由之路。循環(huán)經(jīng)濟(jì)是一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，以“低消耗、低排放、高效率”為基本特征，符合可持續(xù)發(fā)展理念，有助于促進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展與資源環(huán)境保護(hù)相統(tǒng)一的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式。

傳統(tǒng)的煤炭產(chǎn)業(yè)片面追求產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益，忽視了社會(huì)效益和綜合開發(fā)問題。煤炭屬于耗竭型資源，具有不可再生性。要保持煤炭企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須綜合利用、合理開發(fā)資源，做到廢物減量化、再利用、資源化。近年來，霍州煤電集團(tuán)公司在探索、總結(jié)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面取得了一定的進(jìn)展，但推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展仍然面臨著思想觀念、具體模式、實(shí)用技術(shù)等方面的困難。因此，針對(duì)目前霍州煤電的具體情況，探索發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的有效模式和實(shí)現(xiàn)的技術(shù)途徑，對(duì)于實(shí)現(xiàn)煤炭及其相關(guān)資源循環(huán)利用、全面推進(jìn)該集團(tuán)公司循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 霍州煤電循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)現(xiàn)狀與存在的問題

1．1 循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)現(xiàn)狀

近年以來，該集團(tuán)公司以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，全面落實(shí)山西焦煤發(fā)展思路和工作總體部署，按照“做強(qiáng)做大煤業(yè)，擴(kuò)大提升電業(yè)，積極延伸焦化，配套建材機(jī)械”的戰(zhàn)略思路，立足優(yōu)勢(shì)，因地制宜，延伸煤炭產(chǎn)業(yè)鏈，在循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中進(jìn)行了積極的探索和實(shí)踐。

1)加大環(huán)保節(jié)能投入，鞏固和發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模的園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。2009年，投入5 069萬元用于呂梁山園區(qū)節(jié)能環(huán)保工程，包括2座煤礦(原煤產(chǎn)能300萬t)、1座洗煤廠(入洗能力300萬t)、1座裝機(jī)容量2×50 MW的綜合利用電廠(年燃燒煤矸石、煤泥、中煤等副產(chǎn)品70萬t)、1座粉煤灰制品廠(年消耗電廠粉煤灰20萬t，生產(chǎn)6 000萬塊標(biāo)磚和15萬m3混凝土砌塊)，各種廢物在產(chǎn)業(yè)鏈中均能“吃干榨盡”，初步形成“煤—電—材”產(chǎn)業(yè)鏈綜合發(fā)展模式。2009年，共投入1 198萬元用于李雅莊工業(yè)園區(qū)環(huán)境保護(hù)及節(jié)能減排，目前，形成以礦井及150萬t配套洗煤廠為主，60萬t焦化廠、2×6 MW焦?fàn)t煤氣熱電廠為下游產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈，礦井原煤經(jīng)皮帶輸送至洗煤廠，洗煤廠精煤產(chǎn)品經(jīng)皮帶輸送至緊鄰的焦化廠，煤矸石用于電廠發(fā)電，焦?fàn)t煤氣經(jīng)管道輸送至緊鄰的熱電廠發(fā)電，電廠熱電聯(lián)產(chǎn)，集中供熱，形成“煤—焦—化”產(chǎn)業(yè)鏈綜合發(fā)展模式。

2)改善礦區(qū)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，綜合治理。a)對(duì)煤矸石熱電廠及采暖鍋爐、礦井熱風(fēng)爐脫硫除塵設(shè)施進(jìn)行改造，減少二氧化硫排放2 800 t/年，減少煙塵排放1 900 t/年，大大減輕了有害氣體對(duì)環(huán)境的污染，職工生活環(huán)境得到改善。b)中煤發(fā)電廠利用洗煤廠洗煤矸石發(fā)電，余熱進(jìn)行集中供熱，使6 000余戶居民享受清潔取暖，代替了傳統(tǒng)的燒煤取暖，采暖鍋爐由原來55臺(tái)270蒸t/h，減少為12臺(tái)56蒸t/h。c)利用洗煤矸石及爐渣廢渣進(jìn)行填溝造田，黃土覆蓋后進(jìn)行綠化造林，團(tuán)柏煤礦矸石山綠化已取得顯著成效，曾榮獲“山西省首批生態(tài)示范礦井”。d)通過技術(shù)改造升級(jí)和建設(shè)中水復(fù)用系統(tǒng)，減少污水排放，提高廢水復(fù)用率。目前已形成污水處理能力39 700 m3/d，采取混凝沉淀法、絮凝沉淀法、平流沉淀法進(jìn)行凈化處理，每年可減少COD排放500 t。

3)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，提高資源回收率。2008年，山西省科技廳將曹村礦“黃土矸石充填采煤技術(shù)研究”列為首推重大研發(fā)課題，申報(bào)國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目，不僅能夠最大限度解放礦井呆滯資源，提高資源回收率，而且對(duì)于保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、保護(hù)地面水資源都具有非常重要的意義。在堅(jiān)持自主創(chuàng)新的同時(shí)，投入12．5億元，建立以綜采綜掘?yàn)橹黧w的采掘核心技術(shù)體系，綜采率達(dá)到100%，綜掘率達(dá)到78．1%，單井口平均產(chǎn)量由原來的130萬t提高到190萬t;投入4億元，對(duì)白龍洗煤廠、辛置洗煤廠實(shí)行了重介改造，重介洗選率達(dá)到100%。

4)引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)能源管理(EMC)模式，提高能效管理水平。2008年，公司配合施耐德電氣(中國(guó))公司對(duì)煤矸石熱電廠、李雅莊礦洗煤廠進(jìn)行了多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、工廠能源審計(jì)，對(duì)兩廠總體能耗及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了分析，確定了具有節(jié)能潛力的系統(tǒng)及設(shè)備，制定了企業(yè)一體化節(jié)能解決方案，目前，作為山西焦煤集團(tuán)試點(diǎn)的李雅莊洗煤廠、矸石熱電廠節(jié)能整體改造項(xiàng)目三方正式合同已經(jīng)在第二屆中國(guó)(太原)國(guó)際煤炭與新能源新產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上簽定，2009年7月已投入運(yùn)行。

5)充分利用工業(yè)廢棄物，提高產(chǎn)品附加值。a)對(duì)水泥廠原爐進(jìn)行技術(shù)改造，使電廠粉煤灰成為水泥廠原料，年消耗電廠粉煤灰1．2萬t。b)合作開發(fā)礦井瓦斯資源?；糁菝弘娂瘓F(tuán)以李雅莊礦作為試點(diǎn)，與山西勝動(dòng)燃?xì)饩C合利用有限責(zé)任公司合作開發(fā)建立坑口瓦斯發(fā)電站，既可避免因瓦斯排放帶來的環(huán)境污染及支出的污染費(fèi)，又可享受低價(jià)供電。

6)積極穩(wěn)妥治理煤礦土地塌陷問題。經(jīng)幾十年開采，礦區(qū)范圍內(nèi)絕大多數(shù)面積已經(jīng)采空，形成約60 hm2地下采空區(qū)，每年新增地面裂縫、塌陷、采動(dòng)滑坡面積約5 hm2，涉及自然村莊46個(gè)，人口約45 900人。目前，集團(tuán)公司每年投入土地復(fù)墾資金685萬元，對(duì)地面裂縫和塌陷區(qū)進(jìn)行填埋，對(duì)土地進(jìn)行復(fù)墾，對(duì)邊坡、滑坡進(jìn)行治理，基本上滿足了土地耕種要求。

1．2 存在的主要問題

1)“減量化、再利用、資源化”是所有工業(yè)企業(yè)的發(fā)展方向，受資金、市場(chǎng)和適用開發(fā)項(xiàng)目選擇的影響，集團(tuán)公司在資源綜合利用方面進(jìn)展緩慢、利用率低。

2)污染治理欠賬量大。煤炭行業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的主要污染物是煤矸石、礦井水和煤粉塵等。集團(tuán)公司共有18座矸石山，按國(guó)家規(guī)定的貯存、處置標(biāo)準(zhǔn)，治理的工作量還很大。

3)環(huán)境保護(hù)與生態(tài)修復(fù)任務(wù)繁重。煤炭開采造成地下水破壞、地表塌陷等環(huán)境破壞。國(guó)家對(duì)煤炭行業(yè)試行的煤炭可持續(xù)發(fā)展基金、礦山環(huán)境恢復(fù)治理保障金主要用于生態(tài)恢復(fù)方面。由于煤炭企業(yè)污染治理長(zhǎng)期欠賬，生態(tài)恢復(fù)工程普遍尚未真正起步，環(huán)境保護(hù)與生態(tài)修復(fù)任務(wù)繁重。

4)沒有專門的循環(huán)經(jīng)濟(jì)管理機(jī)構(gòu)和專職人員，沒有形成系統(tǒng)性管理機(jī)制，在統(tǒng)計(jì)信息、科學(xué)技術(shù)、可行性研究等方面還需要做大量的基礎(chǔ)性工作。

2 霍州煤電發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一般模式

結(jié)合煤炭資源開發(fā)及其與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的關(guān)系，確定發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一般模式?；糁菝弘娂瘓F(tuán)公司發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)應(yīng)立足于煤炭開采及洗選加工產(chǎn)業(yè)，在此基礎(chǔ)上有選擇地發(fā)展電力、運(yùn)輸、煤焦化工、高耗能產(chǎn)業(yè)和環(huán)保產(chǎn)業(yè)。煤礦循環(huán)經(jīng)濟(jì)園區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈總體結(jié)構(gòu)見圖1。

構(gòu)建園區(qū)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈總體框架應(yīng)著重考慮以下問題：

1)以資源的有限性和不可再生性為出發(fā)點(diǎn)，提高煤炭資源回收率，盡可能做到保水開采，能減少土地塌陷和“三下”壓煤。

2)確保煤炭資源開采過程中產(chǎn)生的掘進(jìn)矸石、礦井水等共伴生資源以及洗選加工過程中產(chǎn)生的煤泥、煤矸石和電廠粉煤灰等固廢資源得到充分的開發(fā)與利用，全過程、全方位對(duì)各類資源和礦區(qū)廢棄物進(jìn)行資源化利用和循環(huán)利用。

3)以煤炭高效開采和洗選加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，注重延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，提高產(chǎn)品附加值，實(shí)現(xiàn)各類資源優(yōu)化配置和綜合利用;發(fā)揮煤炭、電力、建材等產(chǎn)業(yè)間的協(xié)同和聚合作用，主導(dǎo)發(fā)展“煤—電—材”、“煤—焦—化”等相關(guān)產(chǎn)業(yè)。

4)堅(jiān)持開發(fā)與節(jié)約并舉，把節(jié)約放在首位的方針，通過強(qiáng)化節(jié)能降耗管理，實(shí)施清潔生產(chǎn)技術(shù)，建立企業(yè)內(nèi)部清潔生產(chǎn)體系，加快技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)改造，提高園區(qū)節(jié)能降耗水平。

5)充分考慮環(huán)境承載能力的有限性，既著眼于解決園區(qū)大氣環(huán)境、生態(tài)環(huán)境問題，又注重解決安全環(huán)境和勞動(dòng)作業(yè)環(huán)境問題，把治理環(huán)境的項(xiàng)目與經(jīng)濟(jì)效益結(jié)合起來，力爭(zhēng)使環(huán)境投入有所回報(bào)。

6)內(nèi)外循環(huán)互動(dòng)，促進(jìn)企業(yè)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。將園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)融入地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)之中，積極尋求所在地政府的大力支持，實(shí)現(xiàn)園區(qū)經(jīng)濟(jì)和地方社會(huì)和諧發(fā)展。

圖1 煤礦礦區(qū)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一般模式示意圖

3 構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的主要技術(shù)途徑

1)煤—電產(chǎn)業(yè)主要技術(shù)途徑?；糁菝弘娒禾抠Y源豐富，利用洗中煤及煤矸石來發(fā)電供熱，可節(jié)約能源，變“廢”為寶，符合國(guó)家資源利用政策及環(huán)保政策。燃煤發(fā)電還有助于緩解鐵路外運(yùn)壓力，實(shí)現(xiàn)煤炭就地轉(zhuǎn)化增值。

2)煤矸石利用主要技術(shù)途徑。實(shí)踐表明，煤矸石綜合利用是根除矸石山災(zāi)害事故最徹底的方法。煤矸石綜合利用的途徑包括煤矸石發(fā)電、生產(chǎn)建筑材料、回收有益礦產(chǎn)品、制取化工產(chǎn)品、改良土壤、生產(chǎn)肥料、回填(包括建筑回填、填低洼地和荒地、充填礦井采空區(qū)、煤礦塌陷區(qū)復(fù)墾)、筑路等。矸石發(fā)電的技術(shù)問題已解決，制約矸石電廠發(fā)展的突出問題主要是電網(wǎng)關(guān)系難以協(xié)調(diào)、建設(shè)資金嚴(yán)重不足和企業(yè)稅費(fèi)負(fù)擔(dān)偏重。我國(guó)煤矸石制磚工藝、爐窯設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備基本接近發(fā)達(dá)國(guó)家水平，需要解決的是產(chǎn)品的市場(chǎng)問題。采用煤矸石制備陶粒具有工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小等特點(diǎn)，是煤矸石開發(fā)利用的重要方向之一。利用煤矸石等含鋁礦產(chǎn)分級(jí)提取其中的Al2O3、Fe2O3和SiO2等有益礦產(chǎn)，可大量利用廢棄資源，提高產(chǎn)品附加值。

矸石井下回填，既可實(shí)現(xiàn)矸石不升井、地面不建矸石山，又可利用矸石換取煤炭資源，集團(tuán)可考慮在團(tuán)柏、辛置、曹村等礦開展井下矸石充填試驗(yàn)。利用地表的矸石與電廠排放的粉煤灰進(jìn)行井下綜采機(jī)械化固體充填，在解決工業(yè)廢棄物地表堆存和緩解采區(qū)地面沉陷問題的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)建筑物下煤炭資源的最大程度回收。

3)粉煤灰利用主要技術(shù)途徑。作為燃煤電廠廢料的粉煤灰，應(yīng)從其產(chǎn)生的源頭來控制粉煤灰的產(chǎn)生和排放。粉煤灰直接資源化途徑包括生產(chǎn)建筑材料(水泥、磚、砌塊、陶粒等)、建筑工程(混凝土、砂漿、地基處理等)、道路工程(回填路面、路基等)、農(nóng)業(yè)工程(改良土壤、化肥等)、環(huán)保與化工(污水處理等)、礦山充填。利用粉煤灰替代黃土注漿，既解決了傳統(tǒng)的黃土注漿防滅火效果較差和對(duì)土地資源破壞的問題，又利用了電廠廢料粉煤灰減少了環(huán)境污染。

4)廢(污)水處理主要技術(shù)途徑。礦井水處理工藝的選擇應(yīng)根據(jù)礦井水水質(zhì)、含污染物類型、處理量等具體指標(biāo)，遵照技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、處理效果顯著的原則來確定合理的處理工藝流程，并進(jìn)行相應(yīng)的工程設(shè)計(jì)。含懸浮物礦井水一般采用沉淀過濾消毒為主的工藝。高礦化度礦井水一般采用調(diào)節(jié)水池預(yù)沉處理、沉淀、過濾和消毒的處理工藝。酸性礦井水的處理較為復(fù)雜，方法較多，包括中和法、生物法及人工濕地法等，通常采用中和法，中和劑有石灰、石灰石、白云石、磷酸鹽礦、苛性鈉、蘇打、電石渣及其它堿性廢渣或廢水。

礦區(qū)污水處理工藝的選擇應(yīng)根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)、處理程度要求、用地面積和工程規(guī)模等多因素綜合考慮，適宜的污水處理工藝不僅可以降低工程投資，還有利于污水處理廠的運(yùn)行管理以及減少污水處理廠的經(jīng)常性費(fèi)用，保證出水水質(zhì)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外同類污水處理廠運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)驗(yàn)，生物膜法處理該類規(guī)模小、間歇性、低負(fù)荷污水是最經(jīng)濟(jì)有效的。

5)煤層氣(瓦斯)產(chǎn)業(yè)主要技術(shù)途徑。抽采的瓦斯已被廣泛用于民用、工業(yè)、發(fā)電、汽車燃料等行業(yè)。煤層氣(瓦斯)發(fā)電主流關(guān)鍵技術(shù)是適宜中濃度(濃度在30%以上)的內(nèi)燃機(jī)發(fā)電技術(shù)和燃?xì)廨啺l(fā)電技術(shù)。

低濃度瓦斯全部放空排散，既浪費(fèi)能源又危害環(huán)境。低濃度通風(fēng)瓦斯發(fā)電是一個(gè)資源利用率高、安全有保障、環(huán)境污染少的資源綜合利用項(xiàng)目。可采用美國(guó)技術(shù)與設(shè)備，利用先進(jìn)的氧化反應(yīng)方式發(fā)電。

中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所成功開發(fā)了煤層氣液化技術(shù)，解決了煤層氣遠(yuǎn)距離運(yùn)輸?shù)碾y題，具有投資省、能耗低、操作方便、制冷劑簡(jiǎn)單易得等優(yōu)點(diǎn)。此外，煤層氣是一種優(yōu)質(zhì)的化工原料，可以合成甲醇、合成氨，也可以生產(chǎn)乙炔。

4 結(jié)論

霍州煤電集團(tuán)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，應(yīng)在提高煤炭資源回收率的基礎(chǔ)上，加大對(duì)煤炭資源開采過程中產(chǎn)生的掘進(jìn)矸石、礦井水等共伴生資源以及洗選加工過程中產(chǎn)生的煤泥、煤矸石和電廠粉煤灰等固廢資源的開發(fā)與利用，變“廢”為寶，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。