时值隆冬，淮南市凤台县张集煤矿二期工程现场，井下深处却正进行着一场温暖而关键的“冲刺”。由中国化学工程第三建设有限公司总承包的全国首例跨临界CO2制冷技术与煤矿热能回收利用示范项目，已进入竣工前的扫尾阶段。记者近日走进项目现场，探访这项被寄予厚望的创新工程如何为深部煤矿开采带来绿色变革。
在项目指挥部，项目经理皮晓峰正与团队讨论调试方案，为顺利做好下一步调试工作对方案进行优化完善。他告诉记者，项目自今年2月27日正式开工以来，进展顺利。“11月4日，北一采区的临时制冷系统已经安装调试完毕，实现了稳定运行，各项指标都符合设计要求。”皮晓峰说，这为后续工作打下了坚实基础。目前，全体建设者正全力以赴，向着2026年1月26日机械竣工、3月份正式系统调试的目标冲刺。
谈起项目缘起，皮晓峰指向了煤矿开采不断加深带来的世界性难题——热害。“随着开采深度增加，井下温度越来越高，不少工作面温度超过30℃，甚至达到40℃以上，严重超过安全规程标准。”他解释道，高温不仅极大影响矿工健康和安全，也直接制约着矿井的深部开采能力。传统降温方式能耗高、效果有限，而本项目则开创性地将源自北京冬奥会等高端项目的跨临界CO2制冷技术引入井下。
“简单说，就是在地面用CO2制冷机组制取液态CO2，送到井下换热，把工作面的热空气从33℃降到18℃以下，为矿工送去清凉。”项目副经理潘磊用通俗的语言描绘技术蓝图，“更关键的是，我们不是简单地把热量排掉，而是把制冷过程中产生的废热回收起来，变成120℃左右的超临界CO2，用来给矿井水处理车间提供热源。”
这个“一举两得”的设计，正是项目的核心创新点。张集煤矿二期每天产生约1.4万立方米的矿井水，需要热能进行浓缩处理。以往，这部分热源依赖14.6公里外热电厂输送的蒸汽，管路热损失超过30%。本项目实施后，回收的废热可直接替代蒸汽，据测算，每年可节约蒸汽费用约1892万元。
在即将投入运行的制冷硐室附近，工程师们正在做最后的检查。庞大的管道和换热装置井然有序，它们将承载液态CO2的循环使命。皮晓峰坦言，将这套系统安全应用于矿井复杂环境，是最大挑战。“我们借鉴了化工领域的安全控制理念，为井下设备设置了多层防护，并对管道系统进行了针对性的流体力学设计，确保万无一失。”
项目带来的改变将是全方位的。它不仅直接改善矿工作业环境，降低职业健康风险，还通过能源的“吃干榨净”，大幅减少外部能源依赖和碳排放，实现了环保与经济效益的统一。皮晓峰表示，这套“制冷-储能-用能”协同模式，为我国众多受困于热害和废水处理难题的矿井提供了可复制的解决方案。
走出项目部，远处井塔巍然耸立。这个全国首创的示范项目，如同一个嵌入大地深处的绿色能量枢纽，即将将深部开采的“热烦恼”转化为可利用的“热资源”。它不仅是技术工程上的突破，更是煤矿行业向绿色、低碳、可持续发展迈出的坚实一步。中国化学三化建正以此为契机，探索将这一创新模式推广至冷链、城市供热、太阳能利用等多个领域，让CO2循环技术为更多行业绿色转型赋能。
