當下，我國礦山行業存在大量高溫礦井，不少採掘工作面溫度超過30℃，局部甚至達到40℃以上，對安全生產構成嚴重威脅，熱害問題十分突出。

如何破解這一難題？

近日，記者走進安徽省淮南市鳳台縣張集煤礦，探尋答案。

在張集煤礦，由中國化學工程第三建設有限公司（簡稱“中國化學三化建”）總承包的全國首例跨臨界CO₂制冷技術與煤礦熱能回收利用示范項目，正在進行竣工前的沖刺。

全國首例跨臨界CO₂制冷技術與煤礦熱能回收利用示范項目現場。人民網記者 高飛躍攝

“項目今年2月底正式開工建設，預計明年1月26日機械竣工，3月份正式系統調試。”項目經理皮曉峰介紹，項目將徹底改變傳統煤礦熱害治理模式，為深部開採注入綠色動能。

作為國內首個將CO₂制冷技術與礦井余熱回收深度融合的示范工程，中國化學三化建設計院通過“技術研發-工程設計-施工建造”全鏈條統籌，攻克井下CO₂安全應用、冷熱聯供系統集成等12項技術難題，形成核心專利技術儲備，為傳統煤礦熱害治理提供了創新解決方案。

通俗地說，此項目將0℃的液態CO₂送入井下，通過一系列轉換，可以把工作面的熱空氣從33℃降到18℃以下。大幅降低井下高溫對礦工身體的危害，切實提高井下人員的作業效率與安全性。

“這套系統相當於給井下裝了‘中央空調’，井下的作業環境將會大幅改善。”皮曉峰說。

最為人稱贊的是，這套系統不僅實現了“井下制冷”，還實現了“地面用熱”。

張集煤礦每天產生大量礦井水，需經蒸發濃縮處理才能達標排放。過去，傳統工藝依賴14.6公裡外顧橋電廠輸送的熱能，管路熱損失超過30%，年耗蒸汽成本巨大。

而在該項目中，換熱后CO₂由液相變為氣相，返回多功能耦合器后，通過一系列轉換，最終轉換為120℃品位的超臨界CO₂，直接替代蒸汽驅動閃蒸蒸發裝置，每年可節約蒸汽費用1892萬元，且全程零污染、零排放。

全國首例跨臨界CO₂制冷技術與煤礦熱能回收利用示范項目現場。人民網記者 高飛躍攝

“這個項目實現了變廢為寶，即治理了熱害，又節約了蒸汽，兼具社會效益、環保效益和經濟效益。”皮曉峰介紹，井下制冷與地面用熱形成閉環，CO₂既是制冷劑也是熱能載體，實現了礦井行業從被動降溫向“制冷-儲能-用能”協同模式的跨越式升級。

“這套‘制冷-儲能-用能’協同模式，為徹底解決煤炭行業熱害威脅大、礦井水利用難等頑症痼疾提供了可復制的解決方案。對煤礦行業的綠色變革具有引領和示范意義。”皮曉峰說。

隨著竣工日期臨近，這座深埋地下的“能源智慧工廠”即將揭曉答案。它通過一系列創新技術為傳統產業綠色升級寫下了生動注腳。

當黑色煤礦遇見無色CO₂，綠色發展的新實踐正在礦井深處悄然綻放。

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