科技賦能，“黑色傷疤”變身“生態綠肺”
文章來源：中國煤炭科工集團有限公司 發布時間：2025-08-14
在遼寧阜新市郊，一道長4公里、寬2公里、深350米的巨型地裂貫穿大地——這是亞洲第一座大型機械化露天煤礦海州礦的遺跡。它如同地球表面一道黑色的創口，沉默訴說著新中國工業時代的榮光與陣痛。
海州露天礦是新中國成立后首座大型現代化露天煤礦，自1953年投產以來累計生產煤炭2.44億噸，為新中國煤炭工業發展作出了重要貢獻。但2005年閉坑后，因復雜地質條件和長期高強度開采，海州露天礦成為生態“重災區”，不僅威脅周邊安全，更導致珍貴礦山遺跡持續損毀。
近幾年，海州露天礦在一系列高科技手段的托舉下，“黑色傷疤”成了源源不斷創造綠色動能的“生態綠肺”。這，是中國煤炭科工集團有限公司（以下簡稱“中國煤炭科工”）利用科技賦能，致力于煤炭安全綠色智能開發和清潔高效低碳利用，積極投身美麗中國建設與綠色發展實踐的一道縮影。
2025年是“綠水青山就是金山銀山”理念提出20周年。中國煤炭科工作為我國煤炭工業科技創新的國家隊和排頭兵，勇擔央企職責使命，為守護地球生態“命脈”交出了一份亮麗的答卷，在煤炭行業綠色轉型的道路上留下堅實的足跡。
引入智能技術，讓廢礦“披綠生金”
1953年海州露天礦投產即創下“萬人會戰”壯舉，巔峰時期年產量占全國10%，超1.2億噸煤炭從這里輸往全國，點亮萬家燈火，驅動鋼鐵洪流。第一臺蒸汽機車、第一枚國徽鑄造用煤皆源于此。2007年，海州露天礦憑借其深厚的歷史底蘊與獨特的工業價值，成功入選世界工業遺產預備名錄。礦坑東側矗立總高46米的蒸汽機車紀念碑，退役電鎬被雕琢成露天雕塑，成為我國工業記憶的鮮活符號。
為讓礦區重煥生機，針對海州廢棄礦坑治理，中國煤炭科工下屬科工生態創新應用“空—天—地—孔”一體化勘測體系，通過物探、鉆探與歷史數據融合，精準查清北幫采空區分布及地質弱層發育規律，結合INSAR、GNSS地表監測與深孔位移數據分析，揭示開采沉陷與弱層蠕動疊加作用下的地表變形機理，為治理方案提供科學支撐。
科工生態同步運用無人機航測、遙感影像與實地采樣，系統解析礦區生態退化特征，構建地災治理與生態修復的協同路徑。該體系還搭建了覆蓋全域的智能監測網絡，實現治理后生態環境的動態評估與風險預警。
科工生態通過逐步引入光伏新能源、煤矸石綜合利用、文化旅游等產業，讓廢棄礦坑“披綠生金”，推動資源枯竭型城市實現了從“城市傷疤”到“工業遺產”再到“經濟引擎”的綠色轉型，走出了一條資源開發與生態治理的平衡之道。
阜新海州露天礦生態治理全景圖
從“高碳”轉型“低碳”，煤炭擁抱綠色
黨的二十大報告提出加強煤炭清潔高效利用，為支撐煤炭的清潔轉型，中國煤炭科工成立了中國煤炭科工低碳技術研究院，圍繞碳一化學、高端煤基碳材料和精細化學品等方向重點研發。在煤炭直接液化技術研發、輸送床氣化技術、煤基精細化學品等方面取得重要進展，有些技術進入中試試驗階段，有些已經開始工業示范。
中國煤炭科工是煤炭直接液化技術的發源地，采用該技術建立了世界上首套也是唯一一套百萬噸煤直接液化工程，穩定運行了10余年。目前正在開展二代技術驗證及催化劑優化升級研究，在設備運行穩定性、節能降耗、環保安全等方面將有大幅改進。
0.12t/d煤液化連續試驗裝置
輸送床氣化技術是一項國際領先的煤炭氣化技術，目前僅美國掌握，國內多家機構和企業攻關20多年，尚未取得突破。國內低階煤儲量大，綜采過程中末煤占比高，低熱值低階末煤缺乏高效利用路徑，該技術只能靠自己研發，為此中國煤炭科工成立了攻關團隊，建立了中試試驗平臺，目前已打通工藝流程。除了可應用于低質煤、富油煤氣化外，還可用于生物質氣化，實現傳統能源與新能源耦合，助力“雙碳”目標實現。
這些技術實現了煤炭從“高碳”向“低碳”轉型，不僅提高了煤炭的價值，同時大幅降低了碳排放。
“地熱+”，助力能源結構轉型升級
在“雙碳”目標下，中國煤炭科工下屬西安研究院充分發揮在煤炭資源勘探開發和地質保障領域的傳統技術優勢，積極引進、集成和創新地熱能開發利用技術，著力構建擁有自主知識產權的“地熱+”綜合能源技術體系。
在淺層地熱能開發利用方面，突破常規地源熱泵中地埋管60～120m的深度限制，創新應用了150～200m深U型地埋管和套管式地埋管換熱技術。將淺層地熱能與太陽能、空氣能及儲能技術耦合，形成“地熱+”多能互補系統，為各類建筑的供熱、制冷、供熱水及用電提供能源，提高了淺層地熱能利用項目的經濟性和穩定性。
在中深層地熱能開發利用方面，引進和升級了中深層井下換熱建筑供熱技術，提升了地熱井單井取熱量，降低了開發成本，尤其是提高了中深層地熱建筑供熱在城鎮區的推廣應用價值。這些地熱能開發利用技術無論在城鎮區還是煤礦區，均可推廣應用，替代建筑供熱、制冷等方面的燃煤、燃氣等傳統能源。
地熱能是唯一不受天氣、季節變化影響的可再生能源，由于其安全性、穩定性、連續性，具有清潔、低碳、可再生等特點，成為“雙碳”背景下，可再生能源的重要能源載體。地熱不受晝夜、季節影響，可實現全天候供能，而“地熱+”多能互補系統通過綜合智慧能源一體化供應，予以動態優化能源調配，投資回收期可有效縮短。在環境效益方面實現了“冷—熱—水—電”四聯供，經濟和社會效益突出，地熱與其他新能源的耦合能夠破解了單一能源局限性，更通過多能互補實現了生態效益與經濟效益的雙重增值。
變“水害”為“水利”，科技守護生命之源
水資源保護與煤炭資源安全開采，曾是一對無法回避的矛盾。中國煤炭科工依托技術積淀和創新成果，聚焦解決煤水矛盾，大力推動水資源保護技術、工藝革新，在煤礦設計、建設和生產的全過程，探索出一條保水、治水、節水的新路，書寫了“采煤不毀水、開發不傷綠”的答卷。
中國煤炭科工下屬西安研究院開創性地提出“保—治—用—儲”四位一體新理念，構建了覆蓋全生命周期的礦井水治理技術體系，讓“水害”變“水利”。中國煤炭科工下屬北京中煤聚焦國家戰略需求，充分發揮注漿專業優勢，依托科技創新的強大引擎，積極構建“技術+材料+裝備”全鏈條創新體系，從煤礦建井到礦山防治水，再到國家重大水利工程，實現了注漿技術的跨界賦能。中國煤炭科工下屬科工生態在災害防治與資源利用雙重使命的指引下，將“海綿城市”及“低影響開發”的概念引入露天煤礦排土場雨洪管理，率先提出“海綿礦區”治理理念，在平朔露天礦排土場構建了雨洪集蓄利用系統。
中國煤炭科工下屬常州研究院與國家能源集團神東煤炭分公司合作，將先進的水文安全監測理念引入我國西部地區地下采空區儲水、積水煤礦，率先推出“煤礦采空區水文監測系統”，用智慧監測技術為煤礦水資源保護和合理利用保駕護航。中國煤炭科工下屬杭州研究院通過技術創新、精細管理、數字化運維“三管齊下”，助力水資源可持續利用。創新構建“預處理+A2/O生化+深度除磷”多級協同處理工藝體系，實現精準治污，突破傳統工藝的碳源分配及脫氮除磷效率瓶頸。
三重技術體系，維護西北礦區“生命共同體”
中國煤炭科工在西北礦區生態治理中，通過創新技術體系與科學治理理念的深度融合，成功探索出煤炭資源開發與生態保護協同發展的路徑。以中國煤炭科工下屬科工生態青海省木里江倉一號井生態治理項目為例，其核心經驗體現在全鏈條技術集成、多維度生態修復、系統性利用礦區當地資源三大層面，切實實現了“地災治理與生態保護”的動態平衡。
科工生態創新提出“最大限度揭露原地表、最大限度利用剝離土、最大限度露出采坑上部巖質坡面”的地質地貌工程修復模式，構建了“削坡—壓腳—改土—復綠”全鏈條修復技術體系，實現1900畝礦區復綠，植被覆蓋度達90%以上，植物種類由不足10種增至30余種，重構了高寒草甸生態系統，打造了近自然、免維護、可持續的高原高寒礦區生態景觀，構建了多層次、多維度的生物多樣性保護體系，實現了高原高寒礦區生態修復與生物多樣性恢復的協同發展，成功破解了高原高寒礦區治理難題。
青海木里礦區生態治理效果對比圖
同時，通過系統實施高原高寒表土稀缺礦區植被恢復工程，實現年吸收二氧化碳49.39噸、釋放氧氣35.67噸，消減二氧化硫6.82噸、吸附粉塵4510.5噸的生態增益，并帶動畜牧養殖和生態旅游業發展，年創造經濟收益超300萬元，構建了生態環境修復與產業融合發展新模式。
中國煤炭科工的實踐證明，煤炭的“綠”并非遙不可及的夢想。
【責任編輯：韓夢圓】
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