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煤水双资源协同开发利用模式的探索创新

【字体:      】     打印      2026-03-03 16:33      来源: 黄河网  

国家能源集团神东煤炭集团有限责任公司(以下简称“神东”)是我国首个年产2亿吨煤的特大型煤炭企业,拥有千万吨级连片矿井。神东矿区地处黄河中游缺水区域,位于黄土高原丘陵沟壑区与毛乌素沙地过渡地带,生态环境脆弱,煤炭生产与水资源保护矛盾突出。

四十多年来,神东坚持统筹规划、依法合规、科学利用、节水优先,严守用水总量与强度双控红线,精打细算用好每一滴水,创新区域产业协同用水模式,全力推动矿井水合理调配、高效利用、生态回用,构建起全方位的水资源综合治理体系,不断提升煤炭产业绿色发展水平,助力黄河流域生态保护和高质量发展。

精打细算用好水资源

神东将节水的理念贯穿煤炭生产全链条,构建了全流程水资源合规管理体系,严格落实用水总量与强度双控管理,推动矿井水资源高效集约利用。

1.健全管理机制,压实节水责任。成立专职水资源管理机构,构建层级清晰、责任到岗、全员参与的合规管理体系;完善水资源保护与利用制度,规范取用水、管网建设与运维、计量监测等全流程管理;建立取用水量及用水强度指标考核体系,将用水总量、原煤生产水耗、洗煤生产水耗等关键指标纳入绩效考核并严格执行,精打细算用好矿井水资源。

采煤环节--综采工作面喷淋降尘

2.推广节水技术,构建循环利用体系。严格按照分级分质利用原则,将达标处理后的矿井水统筹用于井下生产、洗煤补水、黄泥灌浆、厂区消防洒水、厂区绿化降尘等关键环节,并全面安装计量设施505块,实现一至三级取用水点位精准计量和动态监测;13矿全部建设智慧水务管理系统,依托智能化系统实现用水数据实时采集、分析研判,精准管控用水损耗。同时,神东采取井下采空区过滤净化技术、井下生产复用水循环利用技术、选煤厂生产水闭路循环技术等关键技术,构建了完善的矿井水循环利用体系,实现生产用水全部采用处理后的矿井水,从技术层面破解节水难题。

3.节水成效显著,指标优于国际先进水平。目前,神东13矿14井矿井水产生量25.65万吨每天(9360万吨每年),产水率0.55吨每吨煤,生产复用量占矿井水产生量的37.5%;原煤生产水耗0.063吨水每吨煤、洗煤生产水耗0.013吨水每吨煤,各项用水指标均优于国际清洁生产先进水平0.1吨水每吨煤,节水降耗成果显著,彰显了大型煤炭企业的绿色发展担当。

探索区域产业用水模式

立足区域产业布局,神东积极探索一体化用水新模式,推动集团区域产业煤水油热协同发展,构建神东与煤制油煤水电热生态产业链。

1.参股水务公司,打通供水通道。2025年1月21日,神东参股地方政府组建的水务公司,将神东内蒙古区域矿井水输送至鄂尔多斯煤制油项目,既保障了煤矿安全生产,又有效解决了煤制油生产用水需求,走出了一条区域水资源高效利用与产业协同发展的新路。

2.区域产业联动,实现互利共赢。补连塔煤矿每年向鄂尔多斯煤制油提供优质煤400万吨。自2025年7月1日起,补连塔煤矿矿井水正式供应煤制油生产用水,供水量为540万吨每年,以矿井水替代常规水资源,有效节约宝贵地表水资源。同时,鄂尔多斯煤制油向神东供油,并通过神东矿区清洁高效节能供热项目向神东矿区供热,替代神东矿区及周边16座锅炉房53台锅炉724蒸吨每小时,供热能力达到798.7兆瓦。

神东创新参股地方水务公司运营模式,实现了区域产业联动,每年可节约矿井水处理和排放费用3000万元,既解决了煤制油合规取用水源无法接续的难题,又有效节约了宝贵的地表水资源,真正实现资源共享、优势互补、互利共赢。

创新矿区生态灌溉技术

神东将经达标处理后的富余矿井水用于沉陷区生态灌溉,持续推进生态灌溉工程建设,以技术创新赋能矿区生态治理,实现矿井水资源化利用与生态修复协同增效。

1.系统建设灌溉工程,夯实生态回用基础。神东13矿14井规划建设13套灌溉提水系统,设计提水能力31万吨每天。现已建成投用9套,提水能力为16万吨每天,配套灌溉管网主管道长达113千米。区域规划了9大片灌溉管网系统,其中4片管网(布尔台区域3矿、上湾补连塔2矿、大哈石3矿、锦界部分区域)已建成使用,供水能力达21.86万吨每天。此外,3片管网(乌兰木伦柳塔2矿、苗圃、锦界1矿)正在加快建设,为矿井水生态回用提供坚实硬件支撑。

补连塔矿井水提标治理项目厂区

补连塔矿井水提标治理项目膜浓缩车间

2.创新生态灌溉模式,实现节水与生态双赢。在沉陷区重点采取水平沟、鱼鳞坑等自流灌溉保水措施,布设滴灌、喷灌、管灌等节水灌溉设施。其中,布尔台沉陷区光伏试验区正在试点立杆摇臂式喷灌、地插旋转喷灌、地插蝶形喷灌、倒挂旋转微喷灌、地插折射喷灌、地铺微喷带喷灌、地铺滴灌带滴灌7种节水灌溉技术,通过多模式试验,探索最适宜沉陷区的高效节水路径。

布尔台光伏区光伏板下喷灌

形成五大特色生态灌溉技术体系。一是节水灌溉。将生态灌溉用水定额控制在0.3吨每(平方米·年)以下,建设自动灌溉系统,通过远程控制实现水肥一体化的喷灌与滴灌。二是安全灌溉。在内蒙古区域建成灌溉管网流量监测与控制系统,实时监控管道流量与压力,具备爆管自动预警,保障管网安全稳定运行。三是水平沟自流灌溉技术。运用水土保持与水力学原理,在沉陷区各高点附近沿等高线全面开挖水平沟。水平沟与水平沟之间通过PVC半管搭接,依靠重力自流输水,节能高效、运行成本低。四是出口防冻。将供水主管道深埋冻土层以下,矿井水直接提升至就近沉陷区,有效避免了长距离铺设主管道,也缩减了支管道长度。同时,在治理区各高点出水位置设置大口径出水口,停泵后支管道水快速回流,从根本上解决北方冬季管网冻堵难题。五是三感知智慧灌溉技术。管道感知系统可实时监测瞬时流量、累计流量及管线压力,确保灌溉均匀度的同时,及时发现并预警灌溉故障;土壤感知系统全天候监测土壤墒情,通过数据反馈将土壤湿度精准控制在17%~44%的植物生长最优区间;植物感知系统实时捕捉植物的光合作用与蒸腾作用数据,动态监控植物生长状态,实现按需供水、科学养护。

科学评估实效,生态修复成绩斐然。2025年,神东组织实施了“神东煤炭黄河流域典型区域矿井水开采利用对环境质量和生态系统影响评估项目”,通过区域水文地质勘查、生态环境监测、遥感解译、模型模拟等技术手段,科学评估矿井水生态利用成效。

评估结果表明,在生态治理工程的建设期及管护初期(各3年),生态灌溉对植物成活、保存及植被覆盖效果显著,随着植被群落趋于稳定,其边际效应逐步减弱。

长期监测数据显示,神东矿区植被盖度由3%~11%提升至64%,苗木栽植成活率由90%提高到95%,保存率由95%提升至99%,矿井水生态利用成为黄河流域矿区生态保护与修复的关键支撑。

神东致力于探索煤炭资源、水资源、生态恢复协同发展的新模式,通过精打细算用好水资源实现生产用水高效利用,通过区域产业协同利用实现水资源节约集约,通过沉陷区生态灌溉促进生态环境持续向好,为煤炭企业提供了可复制可推广的煤水双资源协同开发利用模式,为黄河流域生态保护和高质量发展提供了先行示范。

(图片由国能神东煤炭集团提供)


作者: 郭瑶 雷鸣哲    责编: 仝欣
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