將原本廢棄的粉煤灰與煤矸石制成漿液充填到礦井下，一舉兩得實現了支撐開采煤層上部關鍵層與消化固體廢棄物。將洗澡水、礦井水等廢水余熱回收利用，幫助煤礦企業實現大幅度的降本增效……位于長風商務區的山西文龍中美環能科技股份有限公司(以下簡稱“文龍中美”)，通過持續的技術創新，為無數煤炭企業提供了綠色開采方案，用一個個低碳“黑”科技打造出一處處高效“綠”家園。
吞廢吐“金”——用固廢充填地層
位于長治市長子縣的山煤國際霍爾辛赫煤業煤矸石注漿站，在機器的轟鳴聲中，粉煤灰以及破碎后的煤矸石骨料通過皮帶輸送機傳至制漿機，與礦井水混合后制成漿液，再通過明渠流入攪拌機進行二次攪拌，最后通過注漿泵將灰色的漿液緩緩注入礦井下的離層空間……而遠在幾百公里外的文龍中美智控中心，正通過物聯網、大數據、云計算技術將礦區設備運行狀況、生產數據實時顯示到智慧大屏上，不僅能遠程監控設備狀態，還能通過數據分析優化生產流程，實現精準調控。綠色開采及項目管理技術研究院采礦設計師石瑞琪介紹，霍爾辛赫煤業使用的正是由文龍中美開發的“覆巖離層注漿充填技術”，將粉煤灰、煤矸石等工業固廢制成漿液作為充填物，充填到井下離層空間。所謂離層，是指由于煤炭開采導致煤層上覆巖層塌陷而形成的一定空間。
這一技術的核心在于，上覆巖層中需要有一層或幾層關鍵層，能與塌陷層形成較大的離層空間，通過離層注漿充填形成“離層區充填體(壓實區)+煤柱+關鍵層”的承載體，實現對采空區地表沉降的有效控制。文龍中美自主研發的這一工藝有效破解了制約煤礦綠色開采的“環境、安全、資源”三大難題，解決了困擾煤礦多年的采空區塌陷問題，實現了科技創新與工程實踐相結合、工程設計與運營管理相結合、注漿工藝與開采工藝相結合。總結以往實踐，文龍中美創立了“科技創新+工程設計+第三方數據監測”的霍爾辛赫模式，實現了資源價值最大化與環境效益最佳化，為煤電企業實施綠色生產、全民建設“無廢城市”，進行了有益探索，極具復制及推廣價值。
截至目前，該工藝已幫助霍爾辛赫煤業安全高效采出“三下”(建筑物下、鐵路下、水體下)優質煤炭資源近500萬噸，處置煤矸石等煤基固廢380萬噸，獲得資源稅退稅1666萬余元，創造直接經濟效益約60億元，幫助企業實現了真正的吞廢吐“金”。
據了解，山西作為我國煤炭大省，每年穩定貢獻13億噸~15億噸煤炭。初步估計，全省“三下”壓覆煤量約300億噸，煤矸石累計堆存量超過20億噸。文龍中美“覆巖離層注漿防治采煤沉陷技術”開辟了“以矸換煤”矸石資源化利用新模式，成功入選自然資源部《礦產資源節約和綜合利用先進適用技術目錄(2022)》，榮獲2023年度中國煤炭工業科技進步一等獎、2024年度中華環保聯合會科學技術一等獎，研究成果達到國際領先水平。這一綠色開采技術的推廣應用，將使我省眾多煤礦延長服務年限20年，賦能山西煤炭工業可持續發展，鞏固能源“壓艙石”地位。
余熱利用——讓廢水加熱凈水
“預熱水池32.2℃、浴池水箱41.9℃……”在文龍中美智控中心的藍色大屏上，杜兒坪礦及鎮城底礦洗浴廢熱利用工程、屯蘭煤礦空壓機余熱利用工程等多個項目實時運行數據不停變換著。綠色開采及項目管理技術研究院副總工程師張文杰介紹，智控中心可以將不同煤礦數以億計的數據信息及時反饋，可隨時與生產現場聯動，大幅提高生產效率，實現“運籌帷幄之中，決勝千里之外”。
對于煤礦企業而言，職工每日洗澡是必備操作。普通的洗澡水溫度在40℃以上，洗澡廢水溫度一般在35℃左右。人們洗澡利用的也就是相當于5℃左右的水溫對應的熱能，剩余的熱量白白流走。在洗澡耗水量驚人的煤礦企業，這種熱能浪費觸目驚心。多年前就注意到這一問題的文龍中美董事長江河確信，煤礦職工洗浴廢水是撬動資源復用的大杠桿，組織團隊攻克余熱資源回收利用技術。把大約35℃的洗澡廢水中蘊含的熱能提取再利用，讓低溫清水吸收高溫廢水熱量實現加溫。
2013年，煤礦洗浴廢水余熱利用技術研發成功，獲得國家專利，2014年開始在相關企業推廣應用，2015年在山西焦煤西山煤電東曲礦成功應用。該技術通過一次換熱和污水源熱泵，分別提取洗浴廢水熱量，加熱自來水，滿足礦工洗浴需求，一舉替代原有燃煤、燃氣、燃油、甲醇鍋爐。制備一噸洗浴水(42℃)僅需3千瓦時電量，成本是燃煤鍋爐的三分之一、燃氣鍋爐的四分之一，熱效率是空氣源熱泵的3倍。東曲礦每日洗澡水用量高達1500立方米，和改造前的燃煤蒸汽鍋爐相比，每年僅洗澡一項就可節省運行費用595萬元，節省標準煤5349噸，減排二氧化碳1.3萬余噸，實現了能源的循環利用和大氣污染物零排放的目標。
文龍中美研發團隊乘勝追擊，讓空壓機余熱利用技術、礦井回風熱能梯度高效利用技術、礦井水余熱高效利用技術等9大核心技術相繼登場亮相。其中，礦井回風乙二醇雙級提熱熱泵技術入選自然資源部《礦產資源節約與綜合利用先進適用技術目錄(2019)》。
低碳發展——用科技成就未來
公司董事會秘書侯瑞虹介紹，文龍中美從2009年4月創立以來專業從事節能環保、工程設計、新技術開發。多年來，錨定“綠色開采、余熱利用、火電調峰”三大戰略，聚力引才引智，建立起由2位院士領銜的外部專家智庫、自主培育“三晉英才”掛帥的60多位骨干研發團隊，先后承擔山西省重大專項1項、中央引導地方資金支持項目1項、省市級研發項目8項。累計獲得13項發明專利、59項實用新型專利、6項體系認證和6項軟件著作權。是山西省14家國家級專精特新重點“小巨人”企業之一、山西省工人先鋒號、新質生產力的典型代表、山西省綠色開采專業委員會依托單位。2024年實現營業收入1.5億元、納稅額2147.36萬元。
未來，文龍中美將全面貫徹新發展理念，聚焦關鍵領域，服務國家戰略，持續打造新質生產力，主動嵌入煤礦“全生命周期”管理。
在煤礦綠色開采方面，文龍中美將繼續優化數智覆巖離層注漿防治采煤沉陷技術，實現煤矸石等固廢的無害化處置和資源化利用，打造智能化、生態型煤礦。在工業余熱資源化利用領域，將進一步升級礦井回風熱能梯級高效利用等技術，提升余熱回收效率，實現零碳排放，為煤礦提供清潔能源解決方案。在煤礦低濃度瓦斯利用技術方面，將推進技術的研發與應用，同時積極參與碳排放交易市場，為煤礦企業創造額外的經濟效益，助力煤礦在節能減排的同時實現經濟效益的增長。在綠色環保型液壓支架乳化液方面，將繼續研發更加環保、高效的液壓支架乳化液產品，降低其對環境的影響，減少污染物的排放，同時提高液壓支架的工作效率和使用壽命，為煤礦的綠色開采提供有力支持，為煤炭行業的綠色轉型和“雙碳”目標的實現加油助力，書寫壯麗篇章。
