内容提要：

作为首批“国家级绿色矿山试点单位”的山东能源新矿集团华丰煤矿，审时度势，进一步解放思想，颠覆思维，立足升级发展，全力建设绿色智慧矿山。该矿不断创新管理模式，提高职工群众宜居指数；全面实施清洁生产，持续加强资源综合利用；全面升级开采工艺，提升绿色矿山建设质量；大力实施节能减排，全力打造绿色智慧矿山，使这个拥有千米深井的百年老矿日益焕发出青春活力。华丰煤矿在全国煤炭行业首创了“负煤柱”施工技术，使该矿实现了“零压覆、全回收”。矿井全面彻底实现了无区段煤柱开采。有效促进了矿井冲击地压防治，矿井累计解放矿井呆滞煤量2200多万吨，价值近百亿元，实现了矿井“有震无灾”；“负煤柱”开采已沿空掘巷1万余米，累计创造经济效益达2亿元以上。企业保持了基业长青的旺盛生命力。

关键词：创新  绿色  智慧  安全  生产技术  管理  

华丰煤矿隶属于山东能源新汶矿业集团有限责任公司，位于山东省泰安市宁阳县境内，1908年由民族资本家建矿，矿区占地面积约18.88万平方公里。位于新汶煤田最西端的相对独立井田，矿井开拓方式为立-斜井多水平开拓，矿井主采煤层为4、6、11煤层。煤炭品种为优质气肥煤，发热量在21.8兆焦以上，拥有自主品牌的“双八”精煤（灰分小于8%，硫分小于0.8%）是十分理想的工业、化工、发电和动力燃料。华丰煤矿持续推进绿色智慧矿山建设，走出了一条经济效益好、资源能耗低、资源优势得到充分发挥的高碳产业的低碳发展之路。该矿构建起“煤电建”三级产业链优势互补、循环经济协调发展的格局。该矿循环经济发展模式,获得了第十一届国家级管理创新成果一等奖,被列入山东省循环经济“123”工程,成为省重点培育的循环经济园区。被国土资源部评为首批“国家级绿色矿山试点单位”。历年来多次被省、市政府部门命名为“节能突出贡献企业”、“节能先进企业”、“循环经济示范单位”、“能源计量标杆示范企业”、“煤炭工业节能减排先进单位”、“水资源管理及节水工作先进单位”。

一、煤矿实施绿色智慧矿山建设的背景

（一）从外部环境来看，煤矿绿色智慧发展是大势所趋。党的十九大报告作出了“我国经济已由高速增长阶段转为高质量发展阶段”的历史性判断。推动高质量发展，成为煤炭企业需着力破解的时代课题和发展的必然选择。

摒弃陈旧思维模式，牢固树立新发展理念，从拼“产量”到拼“质量”，着力推动煤炭行业高质量发展，既是切实践行十九大和中央经济工作会议精神的体现，也是煤炭企业摆脱困境步入科学健康发展之路的关键所在，更是国民经济稳健运行的客观要求和有力保障。

煤炭企业要加快建立以企业为主体、市场为导向、产学研用深度融合的技术创新体系，促进科技成果向现实生产力转化；要推动互联网、大数据、智能化与煤炭经济深度融合，以煤炭安全高效绿色智能化开采和清洁高效低碳集约化利用为主攻方向，加快理论创新、技术创新，突破重大基础理论和关键共性技术，以煤炭智能化开采为龙头，提高煤机装备制造水平，加快高新技术的推广应用。建设知识型、技能型、创新型劳动者大军，支撑煤炭转型升级发展。进而实现高质量发展。

（二）从内部环境来看，煤矿绿色智慧发展是必然需求。老矿井面临着资源骤减、产能核减、采场变差、浅部减少、煤质下降、系统复杂、人员众多、包袱沉重等一系列的问题，要坚持分类施策，对资源几近枯竭、关井时限基本明确的矿井，要以现有采场经济开采为主，挖掘矿井最大的经济效益。

    如果我们没有良好的企业环境创造，如果我们仍然按照过去拼人力、拼体力的传统模式组织生产，本来就极不稳定的员工队伍特别是采掘队伍特别是采掘队伍将无法长久维持，企业的年轻员工将会流失殆尽，企业干部职工的子孙后代将不再从事煤炭事业。

同时，智慧矿山建设是煤炭行业发展的必然趋势，煤监部门明确要求 2019 年底冲击地压矿井必须实现智能化开采，这成为决定矿井能否生存的关键问题。

二、华丰煤矿建设绿色智慧矿山的主要做法

（一）不断创新管理模式，提高职工群众宜居指数

华丰煤矿坚持着眼长远、立足当前，构建保障和促进绿色矿山建设工作运行的长效机制。建立领导机构。建立绿色矿山建设工作领导小组，设置专职管理机构，配备了专职管理与业务人员，构成了由清洁生产业务骨干、管理人员与现场操作人员为核心的三级管理网络。健全规章制度。坚持依法办矿，制订了切实可行的绿色矿山建设规划;健全完善了矿产资源开发利用、环境保护、土地复垦、生态重建、安全生产等规章制度和保障措施, 制定完善了企业“绿色矿山建设管理制度”、“煤炭资源回收管理办法”、“能源消耗及水资源管理办法”、“矿产资源开发利用方案”、“生态环境保护与恢复治理方案”、“土地复垦方案”等，促进了清洁生产工作规范有效运行，实现矿山管理的科学化、制度化和规范化。

为提升单位绿化水平，增加绿化效果，投入资金3000余万元，建成绿地119893㎡，其中草坪57262㎡，绿篱48631㎡；植树35100余棵。

在工业广场采用常绿树木和花灌木相结合，孤植与群植相搭配的栽植方式，合理增植柿树、石榴、核桃、樱花、海棠、广玉兰等观花观果植物，增加绿地观赏性的同时，使矿区绿化造景富有层次性，季相丰富。在大片绿化区内布置雕塑、喷泉、亭台、桌椅等园艺小品，提高绿化效果。并在工业广场内建成近6000㎡的平安广场，增加绿地3000余㎡，在广场内栽植乔木和花灌木，地被草坪，绿化密度高，布局合理，呈现错落有致，整体性与植物小群落的变化性高度协调的景象。

在社区建成占地面积18800㎡，绿化面积6200㎡的润丰园兴和园两座公园，公园内有亭台楼阁、石桌石凳、人工湖、假山、喷泉，采取常绿树木和花灌木相结合，孤植与群植相搭配的栽植方式，假山采用草坪护坡方式，减少水土流失，公园内四季有花，季相丰富，环境优美，给社区居民提供了一个休闲纳凉游玩的生活场所。并建设了一个占地近9000㎡的和谐广场，其中绿化面积3000余㎡，根据整个广场的地形设计规划方案，广场上下高差近4米，广场上面主要进行大型活动，下面主要用来健身休闲，在上下高差位置用小灌木栽植图形，提高观赏性，和谐广场建成后进一步改善了社区居民生活休闲环境。

（二）全面实施清洁生产，持续加强资源综合利用

近年来,华丰煤矿积极推行清洁生产方式,紧紧围绕煤炭生产主业,发展环保和资源综合利用产业,形成了特色的清洁生产企业群:主要有37MW矸石热电厂、矸石砖厂、矿井水净化处理厂等,综合对洗选煤泥、黑色矸石、红色矸石、矿井水等资源进行深度开发,实现可持续发展。其中,水泥余热发电项目深度利用工业余热实现热、电、冷“三联供”,实施了能源梯级利用,不仅为水泥生产线提供了30%电力,还减少了粉尘等污染物的排放,窑炉废气温度回收发电后降低到90℃左右,也降低了对环境的热污染。

华丰煤矿实施清洁生产方式不仅减少了二氧化硫、烟尘的排放,还把污染物和废弃物变为创造利润的资源,建立起通过煤副产品循环深加工提高其附加价值的产业链,从而创造了新的经济增长点,实现了经济效益和环境效益的“双赢”。

华丰煤矿资源综合利用主要开展以矸换煤工程、提高采区回收率、精细化选煤工程、离层注浆和塌陷区治理等工程。

以矸换煤工程。华丰煤矿以坚持资源高效回收、释放“受水威胁”为主攻方向，遵循“采充结合点最佳、产出投入比最大”的原则，按照“实施一个项目，解决一个薄弱环节，挖掘一块潜力”的思路，将绿色开采的理念与实践贯穿于煤炭开采全过程，不断完善充填系统、改进技术工艺，扎实推进“以矸换煤工程”，一是有效解决了“三下”压煤和承压水煤层安全开采的难题，提高了煤炭资源回采率及煤矸石综合利用率；二是减缓了底板奥灰水对工作面安全开采造成的威胁，确保了工作面的正常开采，具有较高的安全生产效益；三是显著减少了地表下沉和地面斑裂，增强了土层的完整性和坚固性，保护地面房屋设施；四是减少能源消耗和煤矸石固废排放，降低成本、提高了经济效益。

提高采区回收率。本着“技术合理、经济有效、充分回收”的原则，优化采区和工作面设计，合理开拓布局，最大限度减少采区边界煤柱和阶段煤柱损失。提升地质预测预报水平，为采区及工作面的合理布置提供可靠的地质依据，减少地质损失。推行综采、综掘机械化，采区回收率提高到92以上%。

精细化选煤工程。做好洗煤系统优化改造，提高资源综合利用。投资2835.87万元实施重介选技改工程，新建重介洗煤楼一座，并与原部分洗煤设施进行合理融合，淘汰跳汰洗煤工艺，采用重介旋流器选煤工艺，精煤回收率提高3%，沫煤产率降低3%，矸石含煤降低的2%物料进入洗沫煤中去，年可实现经济效益2881.44万元。投资1007.38万元实施原煤准备车间改造工程，入洗原煤灰分降低了10个百分点，相应增加了原煤入洗量，提高了精煤回收率；减少检矸员工人数，降低了人工费支出和职工劳动强度，改善了作业环境，每年可增加效益533.62多万元。投资696.37万元实施煤泥浓缩池工程。有效降低洗煤循环水浓度，保证了重介选车间的运行效果，提高了分选设备的分选性能，精煤回收率提高了0.1%，同时，减少了煤泥池系统人员35人，年可实现总效益355万元。

开展地面离层注浆、塌陷区治理工程。减少地表下沉，保护地面村庄建筑，减轻冲击地压对矿井生产影响程度，同时，离层注浆工程可消耗掉一半华丰热电厂的粉煤灰，减少了电厂粉煤灰对矿区环境的污染。

（三）全面升级开采工艺，提升绿色矿山建设质量

华丰煤矿在全国煤炭行业率先创造应用千米深井厚煤层沿空掘巷“负煤柱”施工技术（见下图），使该矿实现了“零压覆、全回收”。矿井全面实现了无区段煤柱开采。取得了巨大的安全和经济效益。有效促进了矿井冲击地压防治，实现了矿井“有震无灾” ，通过冲击地压的有效治理，矿井累计解放矿井呆滞煤量2200多万吨，价值近百亿元；“负煤柱”开采已沿空掘巷1万余米，累计创造经济效益达2亿元以上。

实施放顶煤工艺改革，采用“一采一放、双轮间隔”放煤工艺。坚持“重放轻采”理念，实施放顶煤开采工艺改革，使1412、1413工作面顶煤回收率持续提升，年创经济效益1.2亿元。

聚焦采煤边际效应。通过优化采煤工作面布置，1411延长工作面走向推采长度60米，多回收煤炭资源7.6万吨，解放四层煤8万吨，创造经济效益1.03亿元。

创新深部高地应力、严重受采动影响岩石巷道“开窗卸压”支护技术。采取主动超前卸压处理，累计维护巷道3443m，节约修复资金4000余万元。

华丰煤矿通过不断优化矿井运输系统，实现了井下矸石就地消化。2018年6月30日，运行了一个世纪的矸石山正式停运。目前矸石山绿化覆盖面积已超过35%，昔日光秃秃的矸石山已变的绿树成荫、鸟语花香。集中整治污染源，全面绿化矸石山。矸石山是影响矿区环境的主要污染源，华丰煤矿根据改变矸石理化性质，选择抗污染树种，先后栽植火炬、紫穗槐、臭椿等十余个品种，撒播蒙古冰草、沙蒿、苜蓿、狗尾草、蒺藜和水蓬草等多个品种，经过多年绿化， 矸石山栽植各类树木近3万余棵 ，矸石山绿化近100余亩。

华丰煤矿紧紧围绕“精煤增收”做文章，持续优化升级洗煤工艺，实施了粗煤泥分选系统改造、智能化洗选升级、精煤分选等一系技改项目30项，大力开展末煤、原煤置换工程，精煤回收率最高达到69.15%，同比提高16.41%，2017、2018年两年累计实现洗煤增收3.3亿元，创出历史最好水平。矿洗选厂被山东省煤炭运销协会授予“全省十佳选煤厂”。

华丰煤矿积极开展矿井水综合治理工程，矿井水全部处理且达标排放。通过洗煤、发电、制砖、冲厕、矸石山降尘绿化、井深降尘、道路降尘等途径，提高矿井水利用率，实现资源综合利用。目前，矿井煤矸石利用率达到100%、粉煤灰综合利用率到达100%、矿井水综合利用率达到80%以上。

（四）大力实施节能减排，全力打造绿色智慧矿山

近年来，华丰煤矿以打造绿色矿山为目标，在源头上，开展了矿井冲击地压灾害防治技术研究，最大限度地回收煤炭资源，实现煤炭资源节约；在工艺上，对传统选煤生产工艺进行技术创新改造，提高精煤回收率，实现洗煤水闭路循环，洗煤水零排放；在运行上，研究节能减排技术，降低设备能耗，实现单机节能，资源综合利用，实现节能减排；在管理上，抓好了组织机构设置，制度、体系建设，稳步走好了新型工业化发展之路，深化实施了具有华丰特色的矿山节能管理模式。

科技治灾为智慧矿山建设提供支撑。为攻克矿井灾害严重这个难题，山能新矿华丰煤矿成立了以矿长为技术创新攻关组长的灾害攻关小组，科学治理矿井冲击地压、火、水、顶板、软岩支护等灾害。不断完善技术创新体系，加强技术创新管理，整合了矿井技术力量，加大了与科研院校的合作力度，成立了联合攻关小组对重点项目进行攻关研究。通过加大技术攻关力度，加快了科技成果转化，为生产技术管理创新提供有力保障。

华丰煤矿对矿井生产系统进行综合评价，对矿井排水、提升运输、通风、压风系统及矿井供配电系统进行了优化改造，建立了矿井综合自动化系统、对全矿设备进行峰、谷分时用电的管理等措施，提高了系统的可靠性和安全性，而且节能效果显著，从而实现了系统能源高效利用。

优化排水系统。采用PLC控制系统与原控制系统并联，由工业控制计算机、PLC、水位传感器、管路流量传感器和电动阀门等组成排水自动化控制系统，填补了国内在矿井中央泵房自动化控制方面的空白。应用新型防爆电机、高效排水泵，更换主排水管路，实行双管路排水制度，高水位排水等有效措，降低排水单耗。

优化提升运输系统。对主提升系统更新了直流电动机、平行轴减速机，更换了盘形制动器、液压推杆制动器、液压站和润滑站；对副提系统实施了四象限变频控制系统改造，将老设备撤除更新，优化提升系统结构；对采区皮带运输系统采用工作面转载机与皮带机搭接的运输模式及PLC技术顺煤流开机集中控制，应用多点驱动方式减少设备占用，减少了采区运输能耗。

优化通风与压风系统。更新矿井主通风机设备，按矿井生产实际调整通风结构，提高了风量备用系数。加大压风管路系统管理力度，加强漏风考核，重点对巷道变形严重、井身条件差、管路锈蚀严重的地方进行检查、更换，发现漏风及时处理，压风管路运行效率提高10%。

华丰煤矿加快了智慧化矿山建设，先后开展了主排水系统、供电系统、压风系统、通风系统、采区运输系统和主运系统的自动化建设工作，并实现了自动化系统的整合，成为全国第一家应用千兆工业以太环网的煤矿。完成了对矿井-1100泵房集控改造工作。实现了-1100泵房的井下五台水泵的区域性集控和地面远程集控功能，保障排水自动化的程序化运行。完成2411、1412、1614三条采区原煤运输线自动化装设工作。1413采区运输线自动化安装、调试工作。通过系统运行，实现运输线的减岗减员，合计减员34人。完成了对-920泵房排水自动化升级、智慧化改造工作。整套系统采用“一泵一控”式架构模式。现场装设移动巡检摄像仪，有效取代人工巡检。完成了-750泵房自动化升级、智慧化改造工作。抽真空采用无底阀方式，替代以往传统的真空、射流装置。现场装设移动巡检摄像仪，实现系统与视频的联控，取代人工巡检。

华丰煤矿升级智慧矿山建设，2019年春节放假期间实现了百年建矿史上首次假日井下无人值守。该矿井下各水平泵房、配电所执行无人值守，地面集中控制；采区泵房、排水点实施自动排水。升级了井下安全监控系统，利用瓦斯闭锁、风电闭锁功能，取消了井下瓦检员留守。同时，建立完善了矿井三维虚拟矿山指挥系统，提升矿井应急管理能力和整体安全生产水平。（见下图）

该矿不断优化劳动组织方式，加快单班9人推进进度，提高掘进后部运输自动化，智能化。1413上平巷、-920西岩巷扩修等已实现单班9人目标。

三、华丰煤矿全力打造绿色智慧矿山的启示

——绿色智慧矿山建设是煤矿实现高质量发展的重要途径。党的十九大报告指出，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。中国是世界上最大的能源消费国，且对外依存度高，“富煤、少油、贫气”的资源禀赋和相对落后的能源利用方式，已经导致了能源和环境矛盾的激化，建立独立自主、适合我国国情的可持续、安全、经济、大规模能源发展体系迫在眉睫。新时代煤炭产业必须以新内涵、新路径、新格局替代大量投入人力资源和消耗环境的发展方式。毋庸置疑，绿色智慧化矿山建设顺应了煤炭产业发展的趋势，契合了新旧动能转换的核心要义，是煤矿企业和煤炭产业实现高质量发展的重要途径。

——绿色智慧矿山建设是实现职工“体面劳动、尊严生活”的根本途径。步入新时代，科技发展正在改变着人们的工作生活条件，对于煤炭人来说，新一代矿工在不断改善的生活环境中成长起来，他们对良好工作条件的需要也更加广泛、更加迫切，在安全、健康、休息等方面的期待越来越高。为此，要切实通过绿色智慧化矿山建设，降低员工劳动强度，减少职业危害，提升安全系数；用“机器人巡检、无人化开采”替代招工扩员、增加人手，赋予员工更多休息时间，从多个方面提高员工幸福指数，真正让员工实现“体面劳动、尊严生活”。

——绿色智慧矿山建设是煤矿促进可持续发展的重要抓手。可持续发展对于煤矿企业来说，绿色智慧矿山建设无疑是正确的发展方向。未来20年，煤炭在我国能源消费结构中仍将长期占据主体地位，煤的清洁高效利用是唯一出路，应加快推进煤炭产业由资金和资源推动向以技术创新驱动为主的方式转变。要组织生产系统智慧控制研究，对规范化、周期性的工作进行智能化、少人化改造，通过完善生产系统设备运行数据的采集，对历史数据进行分析，让控制系统指导现场生产，逐步实现日常工作由“以人为主导”向“以机器为主导、人为干预”的思路转变。切实激活企业发展新动能，促进企业实现基业长青。

通过绿色智慧矿山建设，华丰煤矿新兴中小企业近20多个，创造就业岗位近3000个，成为“无下岗矿”和“无待业矿”；同时与地方政府合作整修道路，进行棚户区改造，带动地方新兴小企业蓬勃发展，实现“地企”互利双赢。企业安全可靠程度持续提高，创出了百年建矿史上最长的安全生产周期，从而使这个百年老矿阔步在高质量发展之路上。