近年来,贵州省通过加快推进煤矸石填沟造地试点、低热值煤燃烧发电机组建设、煤基固废规模化井下充填等项目建设,不断提升煤炭产业“含绿量”,探索出了一条大规模、低成本、高效益的煤矸石综合利用路径。

金佳矿煤矸石山生态修复项目。

 煤矸石填沟造地“黑”变“绿”

2026年4月中旬,在群山绵延的乌蒙山深处,沟壑纵横的山沟里,贵州发耳煤业有限公司(简称“发耳煤业”)杨梅片区煤矸石填沟造地综合利用试点示范项目绿意盎然。

令人难以置信的是,一年前这里还是一片黑色的矸石山坡。

“以前煤矸石堆得满堆场都是,清运压力大、扬尘重,还占场地。现在有了填沟造地项目,煤矸石有了好去处,清运调度更顺畅,堆场不再拥挤,作业安全多了。既帮公司解决了固废堆放难题,又能降本增效,我们干起活来也更踏实舒心。”发耳煤业负责煤矸石装运的煤质选运中心装载机司机陈涛感慨地说。

作为贵州省首批试点示范项目,2025年5月,发耳煤业杨梅片区煤矸石填沟造地综合利用试点示范项目开工建设,9月具备填矸条件。该项目划分2个提升改造区域,可改造提升土地面积56.44亩。发耳煤业严格按照《贵州省煤矸石填沟造地试点示范技术指南(试行)》要求,确保项目科学合规推进。创新采用“分层剥离—防渗构建—分级回填—覆土造地”一体化工艺,配套建设地下导排系统、挡矸坝、排洪明渠、地下水监测井、淋溶水收集池等环保设施,严格执行矸石入场检测标准,实现工程建设与生态保护同步推进。

该项目施工中,首先对项目区表土层、亚土层、母质层进行分层剥离,分区堆存并加强管护培肥,母质层用于构建黏土防渗层,预留表土和亚土层,用于后期改造地块覆土。防渗层施工严格执行厚度、渗透系数标准,同时布置地下水导排盲沟,有效防范淋溶水污染。煤矸石回填采用“分层回填+黏土隔离”模式,顶部再覆黏土防渗层,确保造地复垦安全稳定。在质量管控上,完成常规检测、重金属检测,所有指标均在参考标准限值内,符合农用地土壤污染风险管控要求。施工过程中,采用洒水车、雾炮机常态化作业防控扬尘,淋溶水经收集处理后全部回用,实现零排放。

利用煤矸石开展荒沟回填与生态改造,把“黑色”矸石山转化成“绿色”良田,发耳煤业探索出一条资源循环利用、生态环境保护与经济发展协同共进的绿色转型新路径。

“公司现有煤矸石堆存库容已至极限,新产生的煤矸石面临无处可去的窘境,企业面临停产风险,填沟造地将大大缓解我们的压力。”发耳煤业董事长武瑞龙介绍。

在施工现场,挖掘机、压路机等轮番上阵,有序开展分层填筑、压实、阻燃、防渗等作业,一块块煤矸石运至施工区域均匀铺设、层层压实。发耳煤业同步推进复垦配套工程,规划建设蓄水池、田间道路、排水沟等设施,修复土地生态。曾经荒芜的山沟,正一层层填平变成平整的可利用土地,逐渐被郁郁葱葱的植被覆盖,空气中弥漫着泥土和青草的芬芳……

“目前,正在充填第四梯面,已消纳煤矸石50余万吨,项目完工以后,预计消纳煤矸石80万吨,改造提升土地面积56.44亩,将彻底解决矿山煤矸石储存问题,实现荒沟变绿地。”武瑞龙说。

“作为项目现场监督员,我亲眼看着荒沟变良田。煤矸石规范回填、防渗到位,既消除了污染隐患,又助力了生态修复,还为公司绿色发展加分。看着复垦后的耕地果园,真切感受到固废变资源、矿山更环保、发展更有底气。”负责杨梅片区煤矸石填沟造地项目现场监督的发耳煤业机电环保科职工姚丽动情地说。

据了解,2024年,贵州省在全国率先系统性推行煤矸石填沟造地试点。截至2026年2月底,贵州省已实施两批共27个煤矸石填沟造地试点项目。从“堆在一旁”到“填入地下”,再到“长出庄稼”,贵州省的这一试点,为大宗煤基固废的综合消纳利用,探索出了一条大规模、低成本、高效益的新路。

 低热值煤电机组让煤矸石变废为宝

2026年4月3日,贵州省六盘水市钟山区大湾2×660兆瓦低热值煤电项目首台锅炉成功点火,该项目采用世界首台套锅炉和领先技术,专门“消化”煤矸石、煤泥、中煤等低热难燃固体原料,每年可消纳煤矸石63.6万吨,有效解决了当地低热值煤利用率低等问题,形成“煤炭开采—洗选加工—废弃物发电”的循环经济产业链。

据了解,该项目1号机组预计2026年5月完成168小时满负荷试运行并投产;2号机组设备安装已基本完成,预计2026年10月投产发电。该项目建成后,每年发电约60亿千瓦时。

2026年4月15日,贵州盘南2×660兆瓦低热值煤资源综合利用发电项目1号机组正式进入商业运营。

这个号称全球装机容量最大的超超临界循环流化床发电项目,以煤泥、煤矸石等低热值煤为主要燃料,每年消耗低热值煤超过360万吨,掺烧比例达70%,将实现煤炭副产品的规模化、清洁化利用,有效缓解当地煤矸石处理压力。

“该项目采用当前世界领先的超超临界循环流化床锅炉。其主要优势在于燃料适应性比较广,可直接烧3000大卡以下的低热值煤,该项目设计的燃料热值是2540大卡,锅炉燃烧效率可达到92.4%。“盘南2×660兆瓦低热值煤资源综合利用发电项目副总经理、总工程师段云龙说,该项目全面投产后,年发电量预计达66亿千瓦时。

“过去煤矸石大多是堆积、填埋,不仅污染环境,还造成了资源浪费。该项目建成后,这些‘鸡肋’资源将变废为宝,更好地为能源保供‘尽情燃烧’。”中电建盘州低热值发电公司锅炉专工张文文介绍。

 煤基固废规模化井下充填

工作人员轻点鼠标,输入固定的频率等数值,由附近煤矿运来的大量煤矸石如黑色瀑布般被吞入智能破碎系统的“钢铁胃囊”中,以每小时80吨的速度被碎成2.3毫米以下的粒成品,再经过连续制浆混合撬将煤矸石粉精准制成浓度固定的混合浆液,通过泵送不断充填至煤矿采空区。整个过程稳定、连续,制浆系统无停顿、输送管内无沉淀、充注空间无积压,充填效率高。从破碎、制浆、泵送、钻孔到灌注、监测,一系列闭环流程,煤矸石实现“完璧归巢”。这是毕节市大方县贵州渣坪煤业有限责任公司煤基固废规模化井下充填项目现场展现的场景。

2023年初,贵州省地质矿产开发院组织技术团队,先后到山西省、内蒙古自治区实地调研、观摩学习外省煤矸石井下充填技术经验后,持续开展技术攻关,室内试验成功后,于2023年底启动渣坪煤矿试点示范应用项目。

2024年,贵州省地质矿产开发院筹建贵州省黔地精开科技有限公司,专注于开展固废规模化处理研究,加快贵州省煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏等煤炭行业固废规模化、资源化综合利用的步伐。

“贵州省喀斯特地貌广布、地质构造复杂、地形崎岖,使得充填钻孔技术要求高、浆液长距离输送困难、注浆层位和注浆区域的选择更需全面考量,大大增加了开展井下充填的难度。”贵州省黔地精开科技有限公司总经理杨洋说。经过几年攻关,团队通过优化工艺流程、科学的设备选型、高效的运行管理,成功将每吨煤矸石处置成本降至60元以下,达到国内先进水平。

该项目于2025年9月通过贵州省能源局与贵州省生态环境厅联合组织的全面验收,可实现年处理煤矸石25万吨以上,标志着贵州省首次煤基固废规模化井下充填项目成功,实现了从零到1的突破。随着煤矿企业与项目方的合作深化、推广“一井多用”技术、自主研发固废基复合胶凝材料、提取煤基固废中的有用矿产等,煤矸石充填综合成本有望降至46元/吨甚至更少。

贵州渣坪煤业有限责任公司工作人员易会望说:“现在好了,井下充填技术解决了煤矸石堆存难的痛点,充填下去的煤矸石还可以对地表形成支撑,降低了井下开采的安全风险。”

2026年2月10日,由贵州省黔地精开科技有限公司牵头,贵州省煤田地质局113队、河南理工大学、贵州理工学院、贵州省能源安全技术中心等单位参与实施的省级重大科技专项“煤矸石采空区原位充填技术及装备研究”项目启动,标志着该项目正式进入实施阶段。

杨洋表示,项目团队将全力突破关键核心技术,研制适配贵州省地质特征的充填成套装备,建成可复制、可推广的示范工程,形成煤矸石采空区原位充填的“贵州方案”,为贵州省煤炭产业绿色开采、大宗固废资源化利用提供有力技术支撑,为全省资源型产业优化升级、现代化产业体系建设贡献科技力量。

贵州盘南2×660兆瓦低热值煤资源综合利用发电项目。(中国电建集团 供图)

 煤矸石华丽“变身”

在毕节市金沙县沙土镇,曾经堆积如山、令人困扰的煤矸石,正经历一场华丽的“变身”。

兴吉煤矿是金沙县重要的露天煤矿之一。近年来,兴吉煤矿通过现代化的工艺流程,将煤矸石转化为金灿灿的硫精砂,成为化工、农业等领域的重要原料。

“在很多人印象里,煤矿就是出产煤炭。但现在,我们要把煤炭生产过程中的固体废弃物‘吃干榨净’。”兴合公司生产副总秦大江指着生产线介绍,“这些硫精砂,就是我们通过重选、浮选等现代工艺,从煤矸石中‘挑’出来的宝贵资源。”

在兴合公司的加工区,与传统煤矿的粗放景象不同,这里的设备有序运转,煤矸石经过破碎、磨矿,其内含的硫铁矿得以充分“解放”。随后,借助旋流器、浮选机等精密设备,利用矿物密度与表面性质的差异,硫精砂被高效、精准地分离提取出来。这套工艺实现了资源价值的跃升,不仅显著提升了产品附加值,也减少了固体废物的堆存占地与环境压力,将环保约束转化为技术升级和清洁生产的动力。

转变之余,还激活了一条产业链。硫精砂是制造硫酸的关键原料,而硫酸素有“化学工业之母”之称,下游广泛链接化肥、化工、冶金等国民经济重要领域。就这样,从地下采出的“废料”,经过科技的巧妙点化,又重新汇入农业与基础工业中。

“下一步,我们将加快推进二期工程规划建设,持续优化‘四新’技术的应用,力争早日实现年处理90万吨煤矸石的全产能运转目标,努力打造区域乃至行业内煤矸石综合利用的标杆项目。”兴合公司行政副总林桂平说。(贵州日报天眼新闻)