中国煤科：煤基固废综合利用的科技突围与价值重生

抖音推荐 2025年08月15日 16:39 1 admin

在第三个全国生态日来临之际，“美丽中国建设”的时代命题愈发清晰。中国煤炭科工集团有限公司（以下简称“中国煤科”）坚定践行“国之大者”的责任担当，锚定“双碳”战略核心战场，围绕煤基固废这一行业“生态痛点”，构建了“规模化消纳+高值化利用+生态化循环”三位一体的煤基固废综合利用技术体系，以科技创新突破固废处置与利用这一世界性难题，以实际行动彰显服务国家生态战略的使命初心与硬核担当，推动煤基固废实现从“环境负担”到“资源宝藏”的价值重生。

矸石规模化消纳：解锁矿井“吃矸”新路径

中国煤科针对煤矸石地面堆存压力大、处置能力不足等行业痛点问题，通过技术创新构建多元化解决方案，实现矸石从“地上堆”到“地下用”的范式转变。

在井下规模化处置方面，中国煤科科工生态创新研发了“全煤基固废膏体材料”和“纯矸石浆体材料”，在乌兰木伦煤矿建成国内首个智能化地面矸石充填系统，通过“原位返井”模式实现年处理矸石50万吨，彻底解决了地面堆存引发的扬尘、渗滤液污染问题。北京中煤研发了高固含量均稳态煤矸石胶结环保充填材料，形成多形态协同返井充填新工艺，已在晋能控股集团4个千万吨级矿井成功应用，为大同矿区“双系”煤层采空区治理提供了良好的技术支撑。唐山研究院创新“采、选、充”一体化系统，配套井下排矸跳汰机适应狭小作业空间，实现原煤井下分选与矸石就地充填同步完成，开创煤炭洗选绿色新模式。

科工生态乌兰木伦矸石充填站

在采空区治理方面，中国煤科沈阳设计院创新应用“废弃骨料+膏体协同”充填工艺，在哈尔乌素采空区治理项目中累计完成充填156万立方米，治理面积17万平方米，在消除矿区安全隐患的同时实现矸石规模消纳。北京华宇在陕煤曹家滩煤矿设计了全国首个200万吨级煤矸石井下邻位注浆充填项目，创新采用“多破少磨”破碎系统和超远距离输送系统，实现了“矸石回填-采空修复－保水开采”的循环利用。中国煤科武汉设计院在陕西小保当矿业设计的全国最大智能化矸石充填系统，以年处理200万吨的能力，创下国内单体项目规模、处置能力及输送距离三项纪录，有效缓解了采空区地表沉陷难题。

在资源协同利用与矿井接续方面，中国煤科南京设计院以“协同处置”为突破口，研发大流量充填泵，提出“多区域边角资源+正规回采”协同处置工艺，在乌海能源老石旦煤矿充填系统EPC总承包项目中实现年处置煤矸石90万吨，充填开采原煤能力45万吨/年，延续矿井服务年限10年以上，有效破解了资源枯竭矿井接续和边角煤置换难题。

矸石高值化利用：深度挖掘矸石潜在价值

中国煤科以“变废为宝”的创新思维，突破煤矸石成分复杂、利用附加值低的瓶颈，构建从基础材料到高端产品的全价值链利用体系。

在煤矸石化工产品开发方面，中国煤科科工生态通过深度分析煤矸石有价组分，研发出悬浮煅烧、高温成球、隧道煅烧三大核心工艺及配套装备，建成万吨级中试产线。利用煤矸石自持燃烧及分选技术，成功制备偏高岭土、白炭黑、净水剂等高附加值化工产品及铝硅基产品，为煤基固废高值化利用提供全新技术方案。

在焦煤化工固废处置方面，中国煤科煤科洁能研发的污泥束水结构解聚、气化细灰碳-灰分离技术，可实现污泥改性与细灰碳富集，打造的示范线达产后可处理化工污泥15t/h、气化灰水300m³/h，构建了“近零排放”绿色新工艺。天地融创开发的研磨烘干高温室燃技术，可将高湿气化细渣转化为清洁能源，宁东工业园20万吨级供能中心建成后，年可节约标煤4万吨、减排二氧化碳10万吨。

在绿色低碳胶凝材料制备方面，中国煤科科工生态通过多元固废（煤矸石、煤气化渣）与补充组分（电石渣、脱硫石膏等）的协同作用，结合低温煅烧工艺，实现高活性玻璃相定向重构，产物玻璃相含量超80%，具备优异水化活性，可用于制备低碳胶凝材料，为建筑材料领域低碳转型开辟新路径。

科工生态悬浮脱碳中试线

煤科洁能煤化工固废示范线

矸石融入“生态循环”：构建矿山可持续发展新模式

中国煤科将矸石利用与生态修复深度融合，推动形成绿色生态循环，让矿山“生态伤疤”重现生机。

中国煤科科工生态针对半干旱矿区生态脆弱、客土短缺、复垦低效等痛点问题，自主研发煤矸石基人工土壤及微生物肥料，通过功能菌群活化煤矸石中的氮、磷、钾等有效养分，在榆林大柳塔矿区实现高值经济作物规模化种植，构建起植物与微生物协同共生的自维持生态系统，探索出了一条“固废减量－生态修复－作物增效”的可持续发展新路径。

中国煤科唐山研究院研发农林废弃物与矿山废弃物资源化循环利用技术，24小时内可将农林废弃物转化为生物有机菌肥，与矿山废弃物重构为优质土壤栽培基质，可直接用于修复矿区受损土地并重建优质耕作层，实现“废料场变米粮川”，达成生态修复、成本降低、农业升级三重效益，为循环经济提供了可复制样板。

中国煤科杭州研究院创新“煤矸石类自然风化成土”技术，以“元素活化+生态重构”为突破口，实现煤矸石人工土的微生物群落重构、矿质成分活化及重金属固化，使其生化性能及物理结构接近天然土壤。在大柳塔煤矸石人工土项目中，实现年处理煤矸石150万吨，生产的人工土每年可修复土地3000余亩，为煤矸石大宗消纳与生态修复提供了创新范式。

从井下分选到地面充填，从高温煅烧到微生物活化，中国煤科用一系列创新成果破解了“矸石围城”的世纪难题，为推动煤炭行业绿色低碳发展、实现矿山生态可持续发展提供了有力的科技支撑，树立了行业典范。面向未来，中国煤科将持续秉持创新驱动发展理念，以更坚定的步伐，在服务“双碳”目标与美丽中国建设的征程上，不断拓展煤基固废综合利用新边界，书写煤炭行业生态优先、绿色发展的新篇章。（张智韦、何瑛、武士杰）

来源：光明网