煤炭清潔開采高效利用“朋友圈”不斷擴大的背景下，陽煤集團基于煤炭生產(chǎn)鏈、價值鏈、創(chuàng)新鏈的潔煤路徑更加多元，綠色智能開采，由傳統(tǒng)煤化工向新型煤化工升級，并孕育更多、水平更高的“黑科技”

山西陽泉煤業(yè)集團清徐化工新材料園區(qū)，爐塔巍峨高聳，管道縱橫密布。

在這個相當于300個足球場大的園區(qū)，煤炭經(jīng)過氣化、凈化、合成、精制、肟化等，變?yōu)槭蹆r每噸高達萬元的己內(nèi)酰胺、己二酸等產(chǎn)品。再進一步，這些煤化工產(chǎn)品和其他原料一起，變成衣服、塑料、皮革、汽車、管材等，煤炭的價值鏈越拉越長。

“煤炭革命是能源革命的主要內(nèi)容，但煤炭革命絕不等于‘革煤炭的命’。我們變被動為主動，在煤炭的生產(chǎn)鏈、價值鏈、創(chuàng)新鏈上做文章，真正找到、找準并拓展?jié)嵜郝窂剑屆禾砍蔀楦咿D(zhuǎn)化效率、高附加值、低碳綜合利用的清潔能源。”陽煤集團黨委書記、董事長翟紅說。

生產(chǎn)鏈上的綠色智能開采

綠色充填開采在最大程度解放煤炭資源的同時，實現(xiàn)對環(huán)境的較小擾動；“7+3”瓦斯治理模式在13座高突礦井、40個采掘工作面推廣應用；在業(yè)內(nèi)首家開展的煤炭云技術(shù)研發(fā)循序漸進

春耕時節(jié)，陽煤集團坪上公司15104綜放工作面的地平面上，一如往昔的繁忙景象。這邊，農(nóng)民們正忙著施肥、耕地等播種前的準備工作；那邊，隧道內(nèi)一列列火車呼嘯而過，只留下隆隆聲在耳邊回蕩。這里曾是煤炭充填開采技術(shù)的試驗場。

坪上公司井田內(nèi)有4個村莊、1條鐵路線，大量煤炭資源被壓覆。去年，陽煤集團在坪上試驗覆巖隔離注漿充填“三下”壓煤開采技術(shù)。通過地面鉆孔，他們將電廠廢棄的粉煤灰和水以一定的比例混合，高壓注漿充填離層區(qū)，在工作面中部形成一個類似于“煤柱”的壓實支撐區(qū)，利用壓實區(qū)與隔離煤柱聯(lián)合控制覆巖關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減小地表下沉。利用這一技術(shù)，該集團成功從村莊下、鐵路下開采原煤73.63萬噸，實現(xiàn)凈利潤約1億元，并獲得國家資源稅減免600余萬元。

陽煤集團副總工程師王一說：“應用這一技術(shù)，井下回采工藝和設備不需要做任何改變，地面建筑物無需搬遷，整個實施過程沒有對鐵路隧道內(nèi)列車通行造成任何影響。”

“三下”（建筑物、鐵路、水體下）壓煤開采問題一直是制約我國煤礦生產(chǎn)發(fā)展的重大技術(shù)難題。據(jù)統(tǒng)計，陽煤集團“三下”壓煤總量20.4億噸。

今年3月18日，陽煤集團又邀請廣東盛瑞科技股份有限公司、西安科技大學等單位的科研人員共聚一堂，深入研討泡沫輕質(zhì)土、柔模充填開采等前沿技術(shù)，希望進一步做好優(yōu)質(zhì)資源的保護性、精準化開采。

有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，山西省國有煤礦每采1噸煤平均動用煤炭儲量2.5噸，損耗水資源2.48噸。轉(zhuǎn)變煤炭開采方式，已經(jīng)成為建設生態(tài)文明、推動科學發(fā)展的當務之急。

翟紅表示，陽煤集團有60多年的開采歷史，主業(yè)是煤炭開采與洗選，必須以創(chuàng)新為抓手，推進采煤工藝與前沿科技接軌，努力構(gòu)建煤炭綠色、智能開采新模式。

陽煤集團主采的沁水煤田，煤與瓦斯突出頻率高、瓦斯涌出量大、自然災害嚴重，屬于典型的低滲碎軟突出難抽采煤層。

實現(xiàn)煤炭安全綠色開采，瓦斯治理是繞不開、躲不過的坎。“我們以新景、新元、寺家莊為示范礦，積極試驗瓦斯治理新技術(shù)、新工藝，目前逐步形成了以7項技術(shù)和3種管理手段為主的‘7+3’瓦斯治理陽煤模式。”在翟紅看來，“這基本找到了一種符合陽泉礦區(qū)實際、行之有效的瓦斯治理方法。”

2017年，“7+3”瓦斯治理模式在陽煤集團13座高突礦井、40個采掘工作面推廣應用，減少各類鉆孔進尺共計205萬米，突出煤層掘進工作面月單進水平平均提高30%以上，回采工作面抽采達標時間縮短近一半，產(chǎn)生經(jīng)濟效益1.5億元。

陽煤集團總工程師令狐建設表示，以院士專家工作站為平臺，陽煤集團與彭蘇萍、康紅普、袁亮等院士專家和院校團隊合作研發(fā)煤炭精準開采技術(shù)、物探技術(shù)、支護技術(shù)等。

“我們希望通過創(chuàng)新，引領(lǐng)煤炭開采的技術(shù)革命。”令狐建設說。

目前，陽煤集團已有39套綜采自動化設備在中厚煤層綜采工作面、厚煤層大采高工作面和部分綜放工作面成功試用，正在薄煤層工作面進行工業(yè)性試驗，煤炭開采智能化水平穩(wěn)步提升。

陽煤集團新元公司綜采隊隊長趙萬生是智能化開采的眾多受益者之一。趙萬生說，現(xiàn)在工作面上幾乎不見人，坐鎮(zhèn)地面調(diào)度室就能對井下設備遠程集控，綜采隊用工減少71人，工效卻提高了70.57%。

今年，陽煤集團與百度公司跨界融合，在業(yè)內(nèi)首家開展的煤炭云技術(shù)研發(fā)循序漸進，推動工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)在研發(fā)設計、生產(chǎn)制造過程中的綜合集成應用，這讓更多的“趙萬生”們滿是憧憬。

價值鏈上的“七十二變”

高端化工產(chǎn)品已經(jīng)呈網(wǎng)狀型滲透到了人們吃、穿、住、用、行各個環(huán)節(jié)，身上穿的衣服、腳上蹬的鞋子、手上拿的手機、臉上涂的化妝品、生病時喝的藥品……背后處處都有陽煤集團的影子

“‘挖煤人’對煤炭有感情，也更懂得煤炭的價值。”翟紅說，“陽煤集團主采的無煙煤屬稀缺煤種，它不僅是上好的燃料，更是絕佳的化工原料。煤炭到化肥、甲醇等基礎(chǔ)化工產(chǎn)品增值幾倍，到己內(nèi)酰胺等新材料，可升值十幾倍甚至幾十倍。”

清徐化工新材料園區(qū)中，40多套精密的自動化反應裝置組成了一個全循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈，煤炭增值幾十倍：每年“吃進”220萬噸煤、20萬噸粗苯，經(jīng)過深加工，就地轉(zhuǎn)化出20萬噸己內(nèi)酰胺、14萬噸己二酸、40萬噸合成氨、45萬噸硝酸、40萬噸硝銨、24萬噸雙氧水、24萬噸硫酸等化工產(chǎn)品。

“園區(qū)以煤化工為起點，以苯化工為中間環(huán)節(jié)，重點發(fā)展材料化工，各種主、副產(chǎn)品自成循環(huán)，上下游一體，使煤炭價值得到了最充分體現(xiàn)，做到了‘吃煤不吐渣’。”化工新材料董事長、總經(jīng)理張建勇說。

目前，這個園區(qū)的產(chǎn)品主要銷往江蘇、浙江、湖南、福建、天津、河北，部分產(chǎn)品漂洋過海銷往印尼、馬來西亞、菲律賓等國。

實際上，清徐化工新材料園區(qū)只是陽煤集團提升煤炭價值的一個縮影。“十一五”期間，陽煤集團化工產(chǎn)業(yè)從零起步、白手起家，重點布局建設了農(nóng)用化工、基礎(chǔ)化工、化機制造等傳統(tǒng)煤化工項目。

“傳統(tǒng)煤化工存在高能耗、高污染、低附加值的短板，新型煤化工以生產(chǎn)潔凈能源和可替代石油化工的產(chǎn)品為主。新型煤化工與能源、化工技術(shù)結(jié)合，可形成煤炭—能源化工一體化的新興產(chǎn)業(yè)，未來將在我國煤炭的清潔利用中扮演重要角色。”陽煤集團副總工程師、化工集團董事長馮志武說。

于是，“十二五”以來，陽煤集團進軍新型煤化工領(lǐng)域，累計投資550多億元，相繼建設七大園區(qū)、十大項目。如今，25家化工企業(yè)、156套生產(chǎn)裝置，讓煤炭進行著“七十二變”，從“黑”到“白”，從固狀到粉狀、液狀甚至氣狀，“變”出80余類產(chǎn)品來。

“目前，陽煤集團傳統(tǒng)煤化工與現(xiàn)代煤化工、精細化工、化工新材料等新型煤化工的產(chǎn)值比例已經(jīng)由原來的8∶2轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)在的4∶6。現(xiàn)代煤化工方面，我們重點布局了甲醇制烯烴、煤制乙二醇兩大產(chǎn)業(yè)；精細化工方面，以新疆國泰新華項目為重點；化工新材料方面，以清徐化工新材料園區(qū)為代表。”馮志武說。

陽煤壽陽化工董事長姜晉才給筆者算了一筆賬：3.5噸煤可轉(zhuǎn)換成1噸乙二醇，現(xiàn)在每噸乙二醇賣到七八千元，附加值翻了好幾倍。

在煤的清潔高效利用“朋友圈”中，煤制烯烴是公認和可行的發(fā)展方向。“我們以陽煤集團的煤炭資源為依托，以恒通原有產(chǎn)業(yè)為基礎(chǔ)，打造了一個互為產(chǎn)品原料、互為上下游的循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展鏈條，原料綜合利用率高，產(chǎn)品協(xié)同效應強。另外，我們的客戶集中在江淮地區(qū)，公司所在地郯城正是魯南咽喉，是山東與江淮重要交通要道，區(qū)位優(yōu)勢明顯。”陽煤恒通董事長武躍華介紹。

如今，陽煤恒通，這個誕生于上世紀五六十年代的“小氮肥”企業(yè)，產(chǎn)品銷售率和貨款回收率均為100%。2017年，陽煤恒通完成銷售收入40.37億元，實現(xiàn)利潤2.86億元。

在新疆準東，國泰新華以BDO（1,4—丁二醇）、PTMEG（聚四亞甲基醚二醇）為核心產(chǎn)品，并向下游延伸，生產(chǎn)高端、精細化工產(chǎn)品。

國泰新華黨委副書記顧立新告訴筆者：“我們的技術(shù)生產(chǎn)消耗低，每生產(chǎn)1噸BDO，比國外技術(shù)少消耗乙炔氣體20千克左右，少消耗氫氣10千克左右，少消耗蒸汽4千克左右；產(chǎn)品質(zhì)量好，例如BDO產(chǎn)品的色號，國標水平是≤10，國泰新華達到了3至4甚至＜2，屬目前業(yè)內(nèi)最高等級。”

陽煤化工集團副總經(jīng)理陳芳用通俗易懂的大白話做了概括：“我們的高端化工產(chǎn)品已經(jīng)呈網(wǎng)狀型滲透到了人們吃、穿、住、用、行各個環(huán)節(jié)，身上穿的衣服、腳上蹬的鞋子、手上拿的手機、臉上涂的化妝品、生病時喝的藥品……背后處處都有陽煤集團的影子。”

創(chuàng)新鏈上的“黑科技”

“專吃劣質(zhì)煤”的國之重器晉華爐升級換代，智能云煤化工建設穩(wěn)步推進，己二腈國產(chǎn)化提速，醫(yī)藥、食品行業(yè)使用的甘氨酸加快研制……打造更多的“陽煤智造”，不斷拓寬潔煤路徑

陽春三月，“專吃劣質(zhì)煤”的國之重器——晉華爐4.0項目正式啟動。陽煤化機董事長李廣民說：“晉華爐4.0將實現(xiàn)氣化爐熱量的全熱回收，蒸汽產(chǎn)量再增加40%至50%，使世界領(lǐng)先的晉華爐更上一層樓。隨著‘一帶一路’倡議的全面推進，晉華爐會迎來更多走出去的歷史機遇。”

這已是晉華爐的第四代產(chǎn)品。研制晉華爐，源于煤化工的氣化難題。煤化工行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一就是煤氣化技術(shù)，煤氣化技術(shù)的核心則是氣化爐。氣化爐就像人的心臟，其工藝水平的高低直接影響著煤化工企業(yè)的經(jīng)濟效益與安全環(huán)保狀況。

多年來，由于技術(shù)落后，國內(nèi)許多化工企業(yè)不得不花費巨資引進國外的氣化技術(shù)和裝置。但進口設備進了國門，常常因為使用我國煤炭而“水土不服”，對于目前儲量巨大的高灰、高硫、高灰熔點的“三高”劣質(zhì)煤氣化難題，更顯得“江郎才盡”。公開資料顯示，僅山西2800多億噸煤炭儲量中，“三高”煤就占1/3。

正是看到了煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展中這一瓶頸問題，陽煤集團聯(lián)手清華大學，用了15年時間，先后開發(fā)三代氣化爐技術(shù)。“第一代，采用‘水煤漿+耐火磚+激冷流程’工藝，解決了粉煤氣化難題，渣中含碳量降低了；第二代，采用‘水煤漿+膜式壁＋激冷流程’技術(shù)，解決了高灰熔點煤氣化難題，煤種適應性更強了；第三代，全球首次集‘水煤漿+膜式壁+輻射式蒸汽發(fā)生器+激冷流程’于一體并成功實現(xiàn)工業(yè)化，解決了氧耗、煤耗偏高的問題。”李廣民總結(jié)。

陽煤化機設計研究院院長仙運昌表示，“不挑食”的晉華爐3.0成功下線后，國家能源集團、中煤集團等數(shù)十家企業(yè)蜂擁而至。僅2017年，晉華爐3.0就簽約落地14臺，實現(xiàn)產(chǎn)值3.4億元，帶來近1億元的利潤。

翟紅的構(gòu)想更加長遠：“陽煤集團將按照設計、制造、安裝、運營的‘4S’模式，從單純氣化爐制造商向煤氣化全產(chǎn)業(yè)鏈延伸，向合成氣提供商轉(zhuǎn)變；從技術(shù)、設備出售商逐步拓展為大型園區(qū)氣化島服務商；從氣化爐單一制造者向經(jīng)濟環(huán)保治霾利器——氣化爐、天然氣鍋爐、甲醇鍋爐、電加熱鍋爐、生物質(zhì)鍋爐等晉華牌系列爐貢獻者轉(zhuǎn)變，將晉華牌系列爐打造成創(chuàng)新發(fā)展新名片。”

還是在這個春天，陽煤集團以壽陽化工為試點，將智能化工廠建設提上日程。壽陽化工副總經(jīng)理荊計生表示，屆時，操作工黑屏操作，安全環(huán)保全程自動監(jiān)控，現(xiàn)場無人值守，“利用大數(shù)據(jù)就可以進行設備分析、診斷了，這就叫智能云煤化工”。

在壽陽化工園區(qū)內(nèi)，還有一處中試基地，正在孕育甲醇制乙醇技術(shù)。

“去年，國家15部委聯(lián)合出臺方案，明確在全國范圍內(nèi)推廣使用車用乙醇汽油，到2020年基本實現(xiàn)全覆蓋。這意味著乙醇產(chǎn)業(yè)將迎來爆發(fā)式增長，預計年需求量在1200萬噸左右。”馮志武介紹，“但目前工業(yè)化生產(chǎn)的燃料乙醇絕大多數(shù)以糧食作物為原料，從長遠來看具有規(guī)模限制和不可持續(xù)性。走煤基路線，實現(xiàn)從甲醇到乙醇的轉(zhuǎn)化，是決定未來大規(guī)模替代石油的關(guān)鍵。”

目前，1000噸級甲醇制乙醇中試裝置已完成設備安裝和單體試車，5月底將開始工業(yè)化驗證。

與此同時，立足煤、開發(fā)煤、升華煤的“黑科技”在陽煤化工研究院孵化、培育、成長。

“這里是己二腈實驗室。”陽煤化工研究院副院長李偉斌說，我國是己二腈的凈輸入地區(qū)。由于技術(shù)完全封鎖，4家處于壟斷地位的外國巨頭通過調(diào)節(jié)己二腈供應輕松控制全球尼龍66的生產(chǎn)。

“我們的丁二烯氰化法制備己二腈技術(shù)，已經(jīng)完成甲醇氨氧化制取氰化氫技術(shù)開發(fā)，完成一級氫氰化加成反應與分離，正在進行異構(gòu)化催化劑的生產(chǎn)和二級氫氰化試驗參數(shù)的標定，今年計劃打通全試驗流程，得到合格的己二腈產(chǎn)品。己二腈實現(xiàn)國產(chǎn)化之后，必將帶動整個中國尼龍產(chǎn)業(yè)鏈的高速發(fā)展。”李偉斌說。

在甘氨酸實驗室里，過去燃燒、低價值利用甚至是排空的合成氨馳放氣、煤層氣得到充分利用，產(chǎn)生可達到食品級和醫(yī)藥級的、高附加值的甘氨酸。“國內(nèi)目前采用氯乙酸法生產(chǎn)甘氨酸，由于產(chǎn)品中含氯，只能達到飼料級和工業(yè)級，醫(yī)藥、食品行業(yè)使用的甘氨酸全部依賴進口。”李偉斌說，“今年，我們將進一步優(yōu)化小試技術(shù)，完成示范裝置工藝包的編制和工程設計。”

以煤氣化爐、煤層氣提純和綜合利用、催化劑、超重力技術(shù)應用等領(lǐng)域的行業(yè)難題為重點，陽煤化工研究院承擔著化工類研究開發(fā)項目13項、煤礦材料研究項目3項、軟科學項目5項。

翟紅表示，陽煤集團將打造更多的“陽煤智造”，不斷拓寬潔煤路徑。下一步，在煤炭生產(chǎn)上，基于透明空間地球物理和多物理場耦合，構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)+煤炭科學開采”模式，建立精準開采實驗室，完成大數(shù)據(jù)云計算信息技術(shù)與采礦業(yè)的跨界融合，走智能、無人、安全、精準開采的路子。在煤炭利用上，重點開發(fā)新型煤氣化技術(shù)，突破核心催化技術(shù)、智能化控制技術(shù)，做好高端新材料的研發(fā)，加強煤層氣抽采利用，形成具有陽煤特色的瓦斯梯級綜合利用體系。將瞄準科技前沿，推進3D激光打印制造、鋁鎂合金深加工、輕合金構(gòu)件成形等技術(shù)開發(fā)，鏈接產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新全鏈條，爭當能源革命排頭兵。