位于山西省呂梁市柳林縣的沙曲二號煤礦井下4903綜采工作面，智能化采煤機正在一刀刀將煤割下，強力膠帶運輸機將烏黑發(fā)亮的煤炭源源不斷地輸送出了井口。
“這些煉焦煤低灰、低硫、特低磷、高發(fā)熱量、強粘結性，被業(yè)內譽為‘中國瑰寶’。”沙曲二號煤礦所屬的山西焦煤集團華晉焦煤有限責任公司(以下簡稱“華晉焦煤”)主要負責人說，特別是在熱反應后強度指標高于其他主焦煤，是國內外大型鋼鐵企業(yè)首選產品。
作為冶金煉焦用煤的“骨架”原料，煉焦煤是國際上保護性開采的不可再生稀缺煤種。數據顯示，中國煉焦煤儲量有670億噸左右，其中，最優(yōu)質的焦煤、肥煤只有210億噸，被相關部門列為特殊和稀缺資源。在煤炭大省山西，省屬國企山西焦煤集團的優(yōu)質煉焦煤占到該省總量的80%以上。
技術賦能對煤炭精采細采
2015年，中國科學院院士何滿潮發(fā)明切頂留巷“110工法”采煤法(即采用切頂卸壓留巷無煤柱開采技術，開采1個工作面，只需掘進1條順槽，不留設煤柱，實現相鄰回采工作面間的無煤柱開采)，改變了20世紀五六十年代沿用至今的歐美傳統(tǒng)方法。
華晉焦煤引入“110工法”后，結合礦井煤層賦存狀況和瓦斯條件進行了技術升級，逐步探索出針對薄煤層、中厚煤層、厚煤層、極近距離煤層，以及低瓦斯、高瓦斯、突出煤層的開采技術，形成了成套的保護性新綠色開采體系。
目前，華晉焦煤在5座礦井27個工作面推廣使用“110工法”，釋放優(yōu)質煉焦煤稀缺資源170余萬噸，按當前市場價核算，折合人民幣34億元;同時，在4座礦井8個工作面推廣應用小煤柱開采技術，多回收稀缺煉焦煤19萬噸。
智能改造讓精煤應收盡收
除了對采煤技術的提升，煤企還對洗選煤環(huán)節(jié)進行著智能化改造。
在華晉焦煤沙曲選煤廠生產調度中心，智能化控制系統(tǒng)實時顯示塊精煤灰分。“煤質車間精煤灰分的化驗結果影響洗選其他參數的設定，并最終影響到精煤回收率。”該選煤廠總工程師郭世明說，以前從采樣、化驗到出結果，都需人工操作，整個過程至少需要2個小時。
2021年，智能化控制系統(tǒng)上線后，高精度在線煤質分析系統(tǒng)，替代了傳統(tǒng)的人工采制化作業(yè)，實現采制分析自動化，分選過程智能化。更關鍵的是重介智能化分選系統(tǒng)的及時性、準確性使精煤回收率提高了0.6個百分點，保障了精煤產率的最大化，每年可多回收精煤約3.6萬噸，創(chuàng)造5400余萬元的經濟價值。同時，通過TCS粗煤泥浮選系統(tǒng)的工藝改造，粗煤泥分選精度及分選效率得以提高，進一步提高了精煤回收率。
裝備升級將伴生物變害為寶
對煤炭資源的最大程度利用，還包括將煤炭開采過程中的伴生物——瓦斯(甲烷)變害為寶、“吃干榨盡”。
華晉焦煤電力分公司發(fā)電工區(qū)燃機廠房內，14臺2000kW卡特彼勒進口燃氣發(fā)電機組轟隆作響。不遠處，電廠智能化改造的二期工程正在進行。該公司發(fā)電工區(qū)主任張紅明介紹，兩期工程結束后，綜合熱效率可達43%，高于改造前30%左右的綜合熱效率，資源利用率提高。
上述瓦斯電廠發(fā)電的高濃度瓦斯氣源皆來自沙曲一礦和沙曲二礦，通過礦井抽采管路系統(tǒng)輸送到電廠。
沙曲一礦和沙曲二礦屬高瓦斯且具有煤與瓦斯突出危險的礦井。通過精益化瓦斯抽采管理，目前，礦井瓦斯抽采率達到70%以上，高濃度瓦斯實現了零排放。
數據顯示，2023年該電廠瓦斯利用量達1.03億立方米，瓦斯發(fā)電量2.99億度，碳減排量約48.68萬噸，形成“煤--氣--電--熱”綜合利用的清潔循環(huán)產業(yè)鏈，不僅實現了對地下資源的有效利用，還消除了瓦斯這只隱形“猛虎”對礦井安全的危害。
加強煉焦煤資源的綠色開發(fā)，持續(xù)放大煉焦煤的資源價值，成為當前煤炭行業(yè)轉型升級的方向。通過加強科技創(chuàng)新，運用新技術新工藝實現煉焦煤稀缺資源精采細采，保護性開采;深化改革變革，實施煉焦煤生產管理創(chuàng)新和數智賦能，推動煉焦煤產業(yè)實現高端化、智能化、綠色化轉型升級。
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