中国煤科：科技赋能，“黑色伤疤”变身“生态绿肺”

11 阅读：171 2025-06-30 13:24:03 评论：0

在辽宁阜新市郊，一道长4公里、宽2公里、深350米的巨型地裂贯穿大地——这是亚洲第一座大型机械化露天煤矿海州矿的遗迹。它如同地球表面一道黑色的创口，沉默诉说着新中国工业时代的荣光与阵痛。

海州露天矿是新中国成立后首座大型现代化露天煤矿，自1953年投产以来累计生产煤炭2.44亿吨，为新中国煤炭工业发展作出了重要贡献。但2005年闭坑后，因复杂地质条件和长期高强度开采，海州露天矿成为生态“重灾区”，不仅威胁周边安全，更导致珍贵矿山遗迹持续损毁。

近几年，海州露天矿在一系列高科技手段的托举下，一举扭转“黑色伤疤”的形成，成为源源不断创造绿色动能的“生态绿肺”。这只是中国煤炭科工集团有限公司（简称：“中国煤科”）利用科技赋能，致力于煤炭安全绿色智能开发和清洁高效低碳利用，积极投身美丽中国建设与绿色发展实践的一道缩影。

2025年是“绿水青山就是金山银山”理念提出20周年。中国煤科作为我国煤炭工业科技创新的国家队和排头兵，深入学习贯彻习近平生态文明思想，勇担央企职责使命，为守护地球生态“命脉”交出了一份亮丽的答卷，在煤炭行业绿色转型的道路上留下坚实的足迹。

引入智能技术，让废矿“披绿生金”

1953年海州露天矿投产即创下“万人会战”壮举，巅峰时期年产量占全国10%，超1.2亿吨煤炭从这里输往全国，点亮万家灯火，驱动钢铁洪流。第一台蒸汽机车、第一枚国徽铸造用煤皆源于此。2007年，海州露天矿凭借其深厚的历史底蕴与独特的工业价值，成功入选世界工业遗产预备名录。矿坑东侧矗立总高46米的蒸汽机车纪念碑，退役电镐被雕琢成露天雕塑，成为我国工业记忆的鲜活符号。

为让矿区重焕生机，针对海州废弃矿坑治理，中国煤科下属科工生态创新应用“空-天-地-孔”一体化勘测体系，通过物探、钻探与历史数据融合，精准查清北帮采空区分布及地质弱层发育规律，结合INSAR、GNSS地表监测与深孔位移数据分析，揭示开采沉陷与弱层蠕动叠加作用下的地表变形机理，为治理方案提供科学支撑。

科工生态同步运用无人机航测、遥感影像与实地采样，系统解析矿区生态退化特征，构建地灾治理与生态修复的协同路径。该体系还搭建了覆盖全域的智能监测网络，实现治理后生态环境的动态评估与风险预警。

科工生态通过逐步引入光伏新能源、煤矸石综合利用、文化旅游等产业，让废弃矿坑“披绿生金”，推动资源枯竭型城市实现了从“城市伤疤”到“工业遗产”再到“经济引擎”的绿色转型，走出了一条资源开发与生态治理的平衡之道。

阜新海州露天矿生态治理全景图。本文图片均来自中国煤科。

从“高碳”转型“低碳”，煤炭拥抱绿色

党的二十大报告提出加强煤炭清洁高效利用，为支撑煤炭的清洁转型，中国煤科成立了中国煤科低碳技术研究院，围绕碳一化学、高端煤基碳材料和精细化学品等方向重点研发。在煤炭直接液化技术研发、输送床气化技术、煤基精细化学品等方面取得重要进展，有些技术进入中试试验阶段，有些已经开始工业示范。

中国煤科是煤炭直接液化技术的发源地，采用该技术建立了世界上首套也是唯一一套百万吨煤直接液化工程，稳定运行了10余年。目前正在开展二代技术验证及催化剂优化升级研究，在设备运行稳定性、节能降耗、环保安全等方面将有大幅改进。

0.12t/d煤液化连续试验装置。

输送床气化技术是一项国际领先的煤炭气化技术，目前仅美国掌握，国内多家机构和企业攻关20多年，尚未取得突破。国内低阶煤储量大，综采过程中末煤占比高，低热值低阶末煤缺乏高效利用路径，该技术只能靠自己研发，为此中国煤科成立了攻关团队，建立了中试试验平台，目前已打通工艺流程。除了可应用于低质煤、富油煤气化外，还可用于生物质气化，实现传统能源与新能源耦合，助力双碳目标。

50吨/日低阶煤输送床气化中试试验装置。

这些技术实现了煤炭从“高碳”向“低碳”转型，不仅提高了煤炭的价值，同时大幅降低了碳排放。

“地热+”，助力能源结构转型升级

在“双碳”目标下，中国煤科下属西安研究院充分发挥在煤炭资源勘探开发和地质保障领域的传统技术优势，积极引进、集成和创新地热能开发利用技术，着力构建拥有自主知识产权的“地热+”综合能源技术体系。

在浅层地热能开发利用方面，突破常规地源热泵中地埋管60～120m的深度限制，创新应用了150～200m深U型地埋管和套管式地埋管换热技术。将浅层地热能与太阳能、空气能及储能技术耦合，形成“地热+”多能互补系统，为各类建筑的供热、制冷、供热水及用电提供能源，提高了浅层地热能利用项目的经济性和稳定性。

浅层地热能开发现场。

在中深层地热能开发利用方面，引进和升级了中深层井下换热建筑供热技术，提升了地热井单井取热量，降低了开发成本，尤其是提高了中深层地热建筑供热在城镇区的推广应用价值。这些地热能开发利用技术无论在城镇区还是煤矿区，均可推广应用，替代建筑供热、制冷等方面的燃煤、燃气等传统能源。

中深层地热能开发现场。

地热能是唯一不受天气、季节变化影响的可再生能源，由于其安全性、稳定性、连续性，具有清洁、低碳、可再生等特点，成为“双碳”背景下，可再生能源的重要能源载体。地热不受昼夜、季节影响，可实现全天候供能，而“地热+”多能互补系统通过综合智慧能源一体化供应，予以动态优化能源调配，投资回收期可有效缩短。在环境效益方面实现了“冷-热-水-电”四联供，经济和社会效益突出，地热与其他新能源的耦合能够破解了单一能源的局限性，更通过多能互补实现了生态效益与经济效益的双重增值。

地热能供热智能控制中心。

变“水害”为“水利”，科技守护生命之源

水资源保护与煤炭资源安全开采，曾是一对无法回避的矛盾。中国煤科依托技术积淀和创新成果，聚焦解决煤水矛盾，大力推动水资源保护技术、工艺革新，在煤矿设计、建设和生产的全过程，探索出一条保水、治水、节水的新路，书写了“采煤不毁水、开发不伤绿”的答卷。

扎尼河露天煤矿帷幕截水施工现场。

中国煤科下属西安研究院开创性地提出“保-治-用-储”四位一体新理念，构建了覆盖全生命周期的矿井水治理技术体系，让“水害”变“水利”。中国煤科下属北京中煤聚焦国家战略需求，充分发挥注浆专业优势，依托科技创新的强大引擎，积极构建“技术+材料+装备”全链条创新体系，从煤矿建井到矿井防治水，再到国家重大水利工程，实现了注浆技术的跨界赋能。中国煤科下属科工生态在灾害防治与资源利用双重使命的指引下，将“海绵城市”及“低影响开发”的概念引入露天煤矿排土场雨洪管理，率先提出“海绵矿区”治理理念，在平朔露天矿排土场构建了雨洪集蓄利用系统。

中国煤科下属常州研究院与国家能源集团神东煤炭分公司合作，将先进的水文安全监测理念引入我国西部地区地下采空区储水、积水煤矿，率先推出“煤矿采空区水文监测系统”，用智慧监测技术为煤矿水资源保护和合理利用保驾护航。中国煤科下属杭州研究院通过技术创新、精细管理、数字化运维“三管齐下”，助力水资源可持续利用。创新构建“预处理+A2/O生化+深度除磷”多级协同处理工艺体系，实现精准治污，突破传统工艺的碳源分配及脱氮除磷效率瓶颈。

三重技术体系，维护西北矿区“生命共同体”

中国煤科在西北矿区生态治理中，通过创新技术体系与科学治理理念的深度融合，成功探索出煤炭资源开发与生态保护协同发展的路径。以中国煤科下属科工生态青海省木里江仓一号井生态治理项目为例，其核心经验体现在全链条技术集成、多维度生态修复、系统性利用矿区当地资源三大层面，切实实现了“地灾治理与生态保护”的动态平衡。

科工生态创新提出“最大限度揭露原地表、最大限度利用剥离土、最大限度露出采坑上部岩质坡面”的地质地貌工程修复模式，构建了“削坡-压脚-改土-复绿”全链条修复技术体系，实现1900亩矿区复绿，植被覆盖度达90%以上，植物种类由不足10种增至30余种，重构了高寒草甸生态系统，打造了近自然、免维护、可持续的高原高寒矿区生态景观，构建了多层次、多维度的生物多样性保护体系，实现了高原高寒矿区生态修复与生物多样性恢复的协同发展，成功破解了高原高寒矿区治理难题。

青海木里矿区生态治理效果对比图。

同时，通过系统实施高原高寒表土稀缺矿区植被恢复工程，实现年吸收二氧化碳49.39吨、释放氧气35.67吨，消减二氧化硫6.82吨、吸附粉尘4510.5吨的生态增益。并带动畜牧养殖和生态旅游业发展，年创造经济收益超300万元，构建了生态环境修复与产业融合发展新模式。

中国煤科的实践证明，煤炭的“绿”并非遥不可及的梦想——它是井下机器人的传感器数据，是煤矸石砖块垒起的安居房，是老矿工手机里新考取的“光伏工程师”电子证书。当全球站在能源转型的十字路口，这家央企正以硬核科技重新定义煤炭的使命：从能源史的“负重者”，蜕变为可持续未来的“托举者”。其价值远不止于技术输出，更在于为高碳行业蹚出一条“生态账”与“经济账”共赢的生存之道。

海报设计：祝碧晨