晋能控股煤业集团塔山煤矿（以下简称“塔山煤矿”）是我国煤炭行业“十一五”期间建成的首个千万吨级现代化矿井，也是目前全球设计能力最大的单井口井工矿井。作为山西省煤炭标杆企业，塔山煤矿推动减污降碳协同增效方面的探索实践，对山西省能源结构转型和绿色低碳发展具有重要的示范引领意义。
近年来，塔山煤矿秉持绿色低碳高质量发展理念，通过技术创新不断推动矿井生态环境和资源利用率持续改善。目前，该矿已成功实施了智能化综放工作面革新、风井清洁能源供热系统升级等多个“绿色”项目。同时，遵循“破墙透绿、拆房见绿、见缝插绿”的绿化原则，塔山煤矿因地制宜地扩大绿化面积，矿井绿化覆盖率高达98%。
余热回收，矿风井实现“绿色清洁供暖”
在鸦儿崖，削平的山顶建成了二号井的制氮机房、回风取热室以及瓦斯抽放泵冷却水池。
塔山二盘区乏风余热利用项目的主界面平台显示，乏风温度12.6°C。“我们一般会从这里取2°C左右的热量，连同制氮机房、瓦斯冷却等环节的热量回收，一起进行余热回收利用，用于厂区的洗浴和供暖。”该矿综合管理区技术人员孟继华介绍称。
塔山煤矿二号井距离塔山煤矿工作区近1个小时车程。在塔山煤矿一盘区风井工业广场监控室，LED大屏上显示着“井筒温度8℃，室内温度26℃”，而整个广场看不到燃煤热风炉的“身影”，取而代之的是余热综合利用供热系统。这标志着该矿风井工业广场告别“锅炉”，正式迈入了清洁低碳、智能高效的供暖新时代。
作为专门为井下通风的风井工业广场，一到冬季，井口和井筒便容易结冰，不但影响通风，而且还威胁井下安全生产。对此，塔山煤矿以余热资源利用为突破口，创新应用余热综合利用供热系统，通过回收回风余热和空压机余热，采用“直冷式深焓取热乏风热泵”供热技术，将乏风废气变为满足井筒防冻及地面建筑采暖的新动能，在减少环境污染、节约煤炭资源的同时，降低了运行成本，实现了节能减排、减员增效。
“我们在回风井口上方安装了28台深焓乏风取热机组，内置双级取热装置，可以提取回风井筒乏风气体的热量，并将提取的热量通过5台直冷式乏风热泵机组和16台井口加热机组升温传送，向井口房输送约20℃热风，从而实现井口保温防冻。”孟继华表示。
余热综合利用供热系统可有效回收利用乏风余热，既保证井底温度稳定在2摄氏度以上，彻底消除冬季井筒结冰造成的安全隐患，又为工业广场清洁供暖提供了解决方案。
据孟继华介绍，目前塔山煤矿已在厂区13台空压机中安装了余热回收机组，通过将空压机的机油热量有效收集利用，使单机供热能力达到245千瓦，日常可形成供热能力1715千瓦，可以满足工业广场供热负荷需求。同时，空压机余热回收装置，可以提高产气量10%~15%，降低空压机工作温度，减少故障率，使空压机维修成本大大降低，使用寿命较改装前延长5~8年，可以说是一举多得。
余热综合利用供热系统不仅有效解决了废气排放等环保问题，还具有维护成本低、自动化水平高等特点。
“我们上了这套设备，运行成本仅相当于传统锅炉的1/3，每年可节约费用1000余万元。”塔山煤矿相关人员表示。
据了解，目前该系统还引入了人工智能技术，具备根据负荷自动调节压缩机开启和运行时间、自动适应负荷条件、根据气温条件准确提供最佳优化控制方案等功能，满足无人值守条件，是集绿色、科技、环保于一体的项目。
目前，塔山煤矿通过实施热源改造项目，取代传统锅炉供暖，实现了电厂蒸汽热源为矿区集中供暖。据了解，热源改造项目实施后，每年可减少供热费用支出570万元，减少排放烟尘26.4吨、二氧化硫34.03吨、氮氧化物35.17吨。
塔山煤矿矿区一隅。塔山煤矿 供图
绿色发展，打造高效智能新矿山
2023年，山西省政府新闻办在“推动能源产业绿色转型”专场发布会上提出，示范推广煤矿充填开采，努力促进煤炭生产与生态环境协同发展，新建矿井开展井下矸石智能分选和不可利用矸石全部返井试点示范。实施矿区生态保护修复治理工程，进行分类治理，提高草地植被覆盖度，有效遏制矿区植被生态退化趋势。
近几年，塔山煤矿一直秉承“创新、绿色、卓越、高效”的企业精神，大力实施“绿化、美化、亮化、净化”提标工程，全力打造绿色矿山。该矿先后荣获“国家级绿色矿山”“矿产资源节约与综合利用专项优秀矿山企业”“中国最美矿山”等多项殊荣。
走进塔山煤矿，产煤不见煤，矿区如景区，真正实现了“楼在树中，人在绿中，矿在园中”“黑色煤炭、绿色开采”。
在生态环境保护方面，塔山煤矿“破墙透绿、拆房见绿、见缝插绿、因地植绿”，不断扩大绿化面积。目前，该矿已累计植树60多万株，种植草坪2.8万平方米，全矿绿化保存率达96%，绿化覆盖率达67%。
利用好矿坑水是绿色矿山建设的重要步骤。塔山煤矿在2008年就设计建成了高效能的矿坑水处理站，通过对污水处理站建设、运行、升级改造等，目前污水处理站处理能力远高于整个矿坑废水产生量。处理后的水全部回用于井下喷雾降尘、钻探、消防、清洁生产、地面洗煤厂生产等方面，在井下研发应用井下闭式水循环系统，实现矿坑水就地处理、循环利用，重复利用率达100%，每年可节约用水201万吨，3年矿坑水节约水量相当于大同文瀛湖总储水量。
在煤炭开采方面，塔山煤矿按照治理体系、治理能力现代化要求，先后制定了《矿井煤炭资源开发利用方案》《矿山生态环境恢复治理方案》，让绿色矿山建设有目的、有手段、有指标。该矿以“绿色发展”为核心，坚持开采科学化和矿山环境生态化，形成完整的特厚煤层综放工作面跳采、小（无）煤柱开采技术体系，并通过优化开采工艺和停采设计提升资源回收率，使工作面原煤回收率提高5%，累计多回收煤炭资源3.8亿吨，实现绿色开采。
在智能化建设方面，塔山煤矿围绕智能化矿山建设目标，大力推广智能化采掘新设备、新工艺，通过“机械化换人、自动化减人”，实现减员、降本、提效。目前，矿井井下两个综采工作面已推广应用无基础多点永磁同步电滚筒皮带机，每个工作面停采线缩短约40米，可多回采原煤5万余吨，实现矿井节能、降耗、增效；完成主井皮带机光纤监听测温装置和1001皮带机智能综合检测系统的安装和调试，实现机电设备隐患超前预防和实时监测，保障设备安全可靠运行；7个综采工作面和1个掘进工作面通过山西省能源局智能化验收；井下4座变电所完成智能化升级改造，真正实现了无人值守。
同时，该矿累计投资建设30个智能化煤矿系统项目，形成一大平台、十大系统、27个子系统和12个无人值守场所，并应用开发了井下皮带、泵房、变电所巡检、智能检矸、应急救援等机器人，初步构建了全面感知、5G传输、自主决策、协同控制的智能开采新模式。该矿通过推进智能化建设，累计减少井下作业人员108人，单班入井人数降至500人以下，年降低人工成本数千万元，做到了效率、效益双提升。
“零碳矿山”，探索减碳增效新路径
2024年，山西省发展和改革委员会正式公布全省首批零碳（近零碳）产业示范区试点名单，晋能控股煤业集团塔山煤矿获评“零碳矿山”试点。这一殊荣既彰显了塔山煤矿在环保和低碳发展方面的领先地位，也为其绿色发展之路注入了新动力。
创建零碳矿区的目标是通过技术革新实现低碳和可持续发展。同时，推动传统高碳行业企业开展深度低碳转型示范工程，以实现低碳、绿色、可持续发展。
作为千万吨级矿井的典型代表，塔山煤矿在追求经济效益的同时，以创新理念和坚定决心，深入落实“双碳”行动，成为“零碳矿山”的先行者，为煤炭行业绿色低碳发展打造塔山样板。
“近年来，塔山煤矿紧紧围绕绿色低碳高质量发展主线，依托技术创新，持续提升矿井生态环境质量和资源利用率，全力打造绿色矿山；先后实施智能化综放工作面改造、顺槽皮带永磁直驱改造、风井清洁能源供热改造、无轨胶轮车辆电动化改造等一系列‘含绿量’十足的重点项目。”该矿计划管理部负责人介绍。
2023年7月，山西省发展和改革委员会印发的《山西省零碳（近零碳）产业示范区创建工作实施方案》提出，利用数字化、智慧化手段，整合节能降碳、零碳供能、瓦斯利用、减污降碳协同、生态碳汇等多领域技术与管理创新实践，实现二氧化碳净零排放。该方案明确，到2030年，“零碳矿山”最终实现零碳排放。
为保证零碳（近零碳）产业示范区创建工作顺利推进，2023年10月，塔山煤矿成立了“零碳矿山”创建工作领导小组，设立能源管理机构，并指定专门的能源管理部门，全面负责公司能源计量、统计和使用管理；同时编制《同煤大唐塔山煤矿有限公司零碳矿山创建实施方案》等相关文件，严格按照方案推进实施。预计到2030年，该矿将全面建成“零碳矿山”，实现煤矿二氧化碳排放总量大幅下降，煤炭开采、洗选、运输及利用等全产业链碳排放强度显著降低，其“零碳矿山”建设模式也将在全省乃至全国推广。
目前，按照“零碳矿山”创建要求，塔山煤矿主要从机电设备节能技改、四盘区风井场地余热利用、矿用柴油车辆更换电车、矸石山生态修复治理与新能源项目建设，以及煤矿碳排放管理信息化平台建设等方面谋划布局，积极探索低碳发展模式，推动矿区尽早实现二氧化碳净零排放。
在矿井生产过程中，机电设备节能化的更新改造是降低碳排放的关键环节。塔山煤矿组织开展存量机电设备节能改造，限期分批实施升级改造，并淘汰高耗能设备，选用节能推广目录中低碳节能环保设备。预计到2030年，该矿高负荷设备将全部实现变频改造。其中，重点推进风井场地、制氮车间等区域空压机的智能变频群控改造，通过实现变频器一拖多台功能，延长压缩机使用寿命、节约电力消耗、减少碳排放，显著提升企业节能降碳效益，为实现“双碳”目标迈出坚实步伐。
“这电动防爆车就是高级，开起来没噪音，也没有呛人的尾气，还不用提前加油、加水，又省事又环保，感觉比家用轿车还好开。”刚结束试驾的该矿生产车队司机兴奋地说。
为有效解决入井防爆无轨胶轮车油耗高、噪音大、尾气排放污染严重等问题，塔山煤矿积极践行绿色发展理念，率先在集团公司引进防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车，开启节能环保辅助运输管理新模式。该矿辅助运输管理部负责人介绍，电动防爆无轨胶轮车具有环保零排放、无油烟污染、使用时不消耗井下氧气、运行时噪音小、能耗低、部件温度可控等优点，为辅助运输管理注入了绿色低碳元素。
生态修复是“零碳矿山”建设的重要组成部分，煤矸石作为煤炭开采的主要副产品和污染源，其减排及无害化处理无疑是煤矿清洁生产的核心任务。
截至目前，塔山煤矿已全面完成矸石山平台、边坡及排矸道路的生态治理工程，系统实施水土流失防治、植被重建等相关措施。治理过程中，该矿完成排矸场地种植土覆盖118.8万立方米，平整修复场地面积180万平方米；新建永久排矸道路3.36万平方米，完善矸石山排水系统3825米，铺设预制砼排水系统9633米；种植油松、樟子松、云杉共计5.87万株，覆盖生态网、植草76.76万平方米，新增绿化面积36.26万平方米，矸石场地逐步实现了“由黑变黄、由黄变绿、由绿变美”的蝶变。
矿井在煤炭开采过程中，同步加大对矸石山的治理力度，积极推广充填开采、保水开采、煤与瓦斯共采及井下洗选等绿色开采技术及装备，最大限度减少煤炭资源开发对生态环境造成的影响。同时，塔山煤矿将在完成生态修复的矸石山区域，布局开发新能源项目，规划建设小规模风电项目，降低煤矿净购入电力的隐含碳排放，加快迈向“零碳矿山”建设目标。
为了更好地利用数字化手段，塔山煤矿积极推动碳排放信息管理平台建设，依托现有管理平台增设能源消费与碳排放管理模块，包含数据监控、数据采集、碳排放核算、碳排放特征分析、碳达峰管理、碳资产管理、可视化管理等不同模块，实现企业碳排放的数字化管理。
该矿相关负责人表示，塔山煤矿将继续提高企业绿电使用比例、做好矿用柴油车辆更换、瓦斯及余热余压利用等，提升矿区整体绿色低碳生产水平，让“零碳矿山”建设成为实现可持续发展的坚实支撑。