文龙中美：低碳“黑”科技打造高效“绿”家园

山西文龙中美环能科技股份有限公司智能搅拌及注浆系统。邓寅明 摄

　　将原本废弃的粉煤灰与煤矸石制成浆液充填到矿井下，一举两得实现了支撑开采煤层上部关键层与消化固体废弃物。将洗澡水、矿井水等废水余热回收利用，帮助煤矿企业实现大幅度的降本增效……位于长风商务区的山西文龙中美环能科技股份有限公司（以下简称“文龙中美”），通过持续的技术创新，为无数煤炭企业提供了绿色开采方案，用一个个低碳“黑”科技打造出一处处高效“绿”家园。

　　吞废吐“金”——用固废充填地层

　　位于长治市长子县的山煤国际霍尔辛赫煤业煤矸石注浆站，在机器的轰鸣声中，粉煤灰以及破碎后的煤矸石骨料通过皮带输送机传至制浆机，与矿井水混合后制成浆液，再通过明渠流入搅拌机进行二次搅拌，最后通过注浆泵将灰色的浆液缓缓注入矿井下的离层空间……而远在几百公里外的文龙中美智控中心，正通过物联网、大数据、云计算技术将矿区设备运行状况、生产数据实时显示到智慧大屏上，不仅能远程监控设备状态，还能通过数据分析优化生产流程，实现精准调控。绿色开采及项目管理技术研究院采矿设计师石瑞琪介绍，霍尔辛赫煤业使用的正是由文龙中美开发的“覆岩离层注浆充填技术”，将粉煤灰、煤矸石等工业固废制成浆液作为充填物，充填到井下离层空间。所谓离层，是指由于煤炭开采导致煤层上覆岩层塌陷而形成的一定空间。

　　这一技术的核心在于，上覆岩层中需要有一层或几层关键层，能与塌陷层形成较大的离层空间，通过离层注浆充填形成“离层区充填体（压实区）+煤柱+关键层”的承载体，实现对采空区地表沉降的有效控制。文龙中美自主研发的这一工艺有效破解了制约煤矿绿色开采的“环境、安全、资源”三大难题，解决了困扰煤矿多年的采空区塌陷问题，实现了科技创新与工程实践相结合、工程设计与运营管理相结合、注浆工艺与开采工艺相结合。总结以往实践，文龙中美创立了“科技创新+工程设计+第三方数据监测”的霍尔辛赫模式，实现了资源价值最大化与环境效益最佳化，为煤电企业实施绿色生产、全民建设“无废城市”，进行了有益探索，极具复制及推广价值。

　　截至目前，该工艺已帮助霍尔辛赫煤业安全高效采出“三下”（建筑物下、铁路下、水体下）优质煤炭资源近500万吨，处置煤矸石等煤基固废380万吨，获得资源税退税1666万余元，创造直接经济效益约60亿元，帮助企业实现了真正的吞废吐“金”。

　　据了解，山西作为我国煤炭大省，每年稳定贡献13亿吨~15亿吨煤炭。初步估计，全省“三下”压覆煤量约300亿吨，煤矸石累计堆存量超过20亿吨。文龙中美“覆岩离层注浆防治采煤沉陷技术”开辟了“以矸换煤”矸石资源化利用新模式，成功入选自然资源部《矿产资源节约和综合利用先进适用技术目录（2022）》，荣获2023年度中国煤炭工业科技进步一等奖、2024年度中华环保联合会科学技术一等奖，研究成果达到国际领先水平。这一绿色开采技术的推广应用，将使我省众多煤矿延长服务年限20年，赋能山西煤炭工业可持续发展，巩固能源“压舱石”地位。

　　余热利用——让废水加热净水

　　“预热水池32.2℃、浴池水箱41.9℃……”在文龙中美智控中心的蓝色大屏上，杜儿坪矿及镇城底矿洗浴废热利用工程、屯兰煤矿空压机余热利用工程等多个项目实时运行数据不停变换着。绿色开采及项目管理技术研究院副总工程师张文杰介绍，智控中心可以将不同煤矿数以亿计的数据信息及时反馈，可随时与生产现场联动，大幅提高生产效率，实现“运筹帷幄之中，决胜千里之外”。

　　对于煤矿企业而言，职工每日洗澡是必备操作。普通的洗澡水温度在40℃以上，洗澡废水温度一般在35℃左右。人们洗澡利用的也就是相当于5℃左右的水温对应的热能，剩余的热量白白流走。在洗澡耗水量惊人的煤矿企业，这种热能浪费触目惊心。多年前就注意到这一问题的文龙中美董事长江河确信，煤矿职工洗浴废水是撬动资源复用的大杠杆，组织团队攻克余热资源回收利用技术。把大约35℃的洗澡废水中蕴含的热能提取再利用，让低温清水吸收高温废水热量实现加温。

　　2013年，煤矿洗浴废水余热利用技术研发成功，获得国家专利，2014年开始在相关企业推广应用，2015年在山西焦煤西山煤电东曲矿成功应用。该技术通过一次换热和污水源热泵，分别提取洗浴废水热量，加热自来水，满足矿工洗浴需求，一举替代原有燃煤、燃气、燃油、甲醇锅炉。制备一吨洗浴水（42℃）仅需3千瓦时电量，成本是燃煤锅炉的三分之一、燃气锅炉的四分之一，热效率是空气源热泵的3倍。东曲矿每日洗澡水用量高达1500立方米，和改造前的燃煤蒸汽锅炉相比，每年仅洗澡一项就可节省运行费用595万元，节省标准煤5349吨，减排二氧化碳1.3万余吨，实现了能源的循环利用和大气污染物零排放的目标。

　　文龙中美研发团队乘胜追击，让空压机余热利用技术、矿井回风热能梯度高效利用技术、矿井水余热高效利用技术等9大核心技术相继登场亮相。其中，矿井回风乙二醇双级提热热泵技术入选自然资源部《矿产资源节约与综合利用先进适用技术目录（2019）》。

　　低碳发展——用科技成就未来

　　公司董事会秘书侯瑞虹介绍，文龙中美从2009年4月创立以来专业从事节能环保、工程设计、新技术开发。多年来，锚定“绿色开采、余热利用、火电调峰”三大战略，聚力引才引智，建立起由2位院士领衔的外部专家智库、自主培育“三晋英才”挂帅的60多位骨干研发团队，先后承担山西省重大专项1项、中央引导地方资金支持项目1项、省市级研发项目8项。累计获得13项发明专利、59项实用新型专利、6项体系认证和6项软件著作权。是山西省14家国家级专精特新重点“小巨人”企业之一、山西省工人先锋号、新质生产力的典型代表、山西省绿色开采专业委员会依托单位。2024年实现营业收入1.5亿元、纳税额2147.36万元。

　　未来，文龙中美将全面贯彻新发展理念，聚焦关键领域，服务国家战略，持续打造新质生产力，主动嵌入煤矿“全生命周期”管理。

　　在煤矿绿色开采方面，文龙中美将继续优化数智覆岩离层注浆防治采煤沉陷技术，实现煤矸石等固废的无害化处置和资源化利用，打造智能化、生态型煤矿。在工业余热资源化利用领域，将进一步升级矿井回风热能梯级高效利用等技术，提升余热回收效率，实现零碳排放，为煤矿提供清洁能源解决方案。在煤矿低浓度瓦斯利用技术方面，将推进技术的研发与应用，同时积极参与碳排放交易市场，为煤矿企业创造额外的经济效益，助力煤矿在节能减排的同时实现经济效益的增长。在绿色环保型液压支架乳化液方面，将继续研发更加环保、高效的液压支架乳化液产品，降低其对环境的影响，减少污染物的排放，同时提高液压支架的工作效率和使用寿命，为煤矿的绿色开采提供有力支持，为煤炭行业的绿色转型和“双碳”目标的实现加油助力，书写壮丽篇章。（记者 孙耀星）太原日报