隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國煤炭消費持續(xù)增長，石油對外依存度不斷提高，科學合理地開發(fā)利用現(xiàn)有煤炭資源迫在眉睫。如何實現(xiàn)煤炭的高效開發(fā)及清潔合理利用?獲得2014年度國家科技進步二等獎的寧東特大型整裝煤田高效開發(fā)利用及深加工關鍵技術，給出了答案。

　　“寧東整裝煤田規(guī)�；�集中安全高效開發(fā)煤炭資源的同時，在煤炭基地內(nèi)建設世界級煤化工基地和國家級循環(huán)經(jīng)濟示范區(qū)，開發(fā)煤化工產(chǎn)業(yè)和高端炭基材料產(chǎn)業(yè)，進行就地規(guī)�；�集中轉(zhuǎn)化利用，延長了煤炭產(chǎn)業(yè)鏈，大幅提升了煤炭資源附加值，創(chuàng)建了一種集煤炭開采、煤化工和高端炭基材料轉(zhuǎn)化利用為一體的全新的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)模式，構(gòu)成了我國現(xiàn)代煤炭開采和轉(zhuǎn)化利用產(chǎn)業(yè)化的主體框架，創(chuàng)新了一條煤炭資源大規(guī)模開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化高效利用的完整產(chǎn)業(yè)體系，整體技術達到國際領先水平。”中國工程院院士錢鳴高教授如此評價由神華寧夏煤業(yè)集團公司等完成的這一項目。

　　寧東煤田位于銀川東部，探明儲量273億噸，占寧夏儲量的86.5%，是我國西部能源“金三角”的重要組成部分，也是國家規(guī)劃的14個煤炭基地之一。要想建設產(chǎn)業(yè)集群布局、資源循環(huán)利用、環(huán)境友好發(fā)展的世界一流特大型現(xiàn)代化能源示范區(qū)，必須跳出傳統(tǒng)發(fā)展模式的窠臼。

　　神華寧煤堅定選擇了以煤炭開采技術創(chuàng)新和煤化工、炭基材料高新技術研發(fā)為支撐的創(chuàng)新發(fā)展之路。不過，要想實現(xiàn)煤炭的科學開發(fā)和利用，必須解決三個難題。

　　一是寧東煤田主采厚煤層具有厚度變化大(3.5～14米)、傾角變化大(12°～45°)、起伏大(30°)、韌性高(9～11)、易自燃(自然發(fā)火期<22天)、地層富含水且地質(zhì)構(gòu)造復雜等特征，嚴重制約了大型整裝煤田安全高效開發(fā)。

　　二是現(xiàn)代煤化工技術項目資金密集，安全生產(chǎn)要求高，是一個龐大的系統(tǒng)工程。寧東煤化工基地采用的先進煤化工技術多處于大型工業(yè)示范階段，應用中無工程經(jīng)驗可借鑒，出現(xiàn)了因工藝設計不合理、聯(lián)鎖控制繁冗、系統(tǒng)協(xié)同效應差而導致煤粉輸送不穩(wěn)定、粗煤氣灰含量高、氣化廢鍋結(jié)渣、丙烯產(chǎn)品質(zhì)量控制難等問題。

　　三是以無煙煤為原料生產(chǎn)炭基材料，面臨活性炭生產(chǎn)中炭化和活化工序復雜，效率低、成本高，綠質(zhì)碳化硅冶煉中碳質(zhì)原料價格高、來源不穩(wěn)定等問題。

　　如何破解上述難題?神華寧煤集團在煤炭高效開采方面進行了積極探索，項目組首創(chuàng)寧東特大型整裝煤田的高效開發(fā)技術。其中包括大傾角、大起伏、大采高安全高效開采裝備與技術，高韌性特厚煤層綜放開采技術，復雜特殊地層條件下大斷面井筒快速施工技術等關鍵技術，使寧東千萬噸級煤礦群初具雛形，成為開采規(guī)模增長最快的億噸級煤炭基地之一。

　　煤化工板塊是該項目建開發(fā)的重頭大戲。神華寧煤基于煤化工項目特點，在煤化工板塊建設、運營、管理中探索出了協(xié)同創(chuàng)新模式，走出一條引進、消化吸收再創(chuàng)新，最終形成具有自主知識產(chǎn)權的創(chuàng)新之路。該公司形成單臺日耗煤2200噸煤氣化創(chuàng)新技術、50萬噸/年MTP工業(yè)化創(chuàng)新技術和低成本高性能MTP工業(yè)催化劑制備技術等煤化工關鍵技術;其中，神華寧煤自主研發(fā)了高硅鋁比MTP催化劑，并實現(xiàn)工業(yè)化應用，打破國外專利制約，價格較國外催化劑降低30%。

　　在碳基材料開發(fā)方面，神華寧煤開發(fā)了無煙超低灰純煤工業(yè)化生產(chǎn)活性炭、無煙超低灰純煤冶煉綠質(zhì)碳化硅工業(yè)化生產(chǎn)、無煙超低灰純煤工業(yè)石墨化、無煙超低灰純煤制備富勒烯納米材料等技術，使無煙煤產(chǎn)品附加值得到極大提升。譬如，以無煙超低灰煤代替石油焦，冶煉出高純度、高硬度綠質(zhì)碳化硅，填補國內(nèi)空白;以超低灰無煙煤替代石油焦，生產(chǎn)出性能指標優(yōu)于煅后石油焦的石墨產(chǎn)品，成本大幅降低。