当下，我国矿山行业存在大量高温矿井，不少采掘工作面温度超过30℃，局部甚至达到40℃以上，对安全生产构成严重威胁，热害问题十分突出。

如何破解这一难题？

近日，记者走进安徽省淮南市凤台县张集煤矿，探寻答案。

在张集煤矿，由中国化学工程第三建设有限公司（简称“中国化学三化建”）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，正在进行竣工前的冲刺。

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现场。人民网记者 高飞跃摄

“项目今年2月底正式开工建设，预计明年1月26日机械竣工，3月份正式系统调试。”项目经理皮晓峰介绍，项目将彻底改变传统煤矿热害治理模式，为深部开采注入绿色动能。

作为国内首个将CO₂制冷技术与矿井余热回收深度融合的示范工程，中国化学三化建设计院通过“技术研发-工程设计-施工建造”全链条统筹，攻克井下CO₂安全应用、冷热联供系统集成等12项技术难题，形成核心专利技术储备，为传统煤矿热害治理提供了创新解决方案。

通俗地说，此项目将0℃的液态CO₂送入井下，通过一系列转换，可以把工作面的热空气从33℃降到18℃以下。大幅降低井下高温对矿工身体的危害，切实提高井下人员的作业效率与安全性。

“这套系统相当于给井下装了‘中央空调’，井下的作业环境将会大幅改善。”皮晓峰说。

最为人称赞的是，这套系统不仅实现了“井下制冷”，还实现了“地面用热”。

张集煤矿每天产生大量矿井水，需经蒸发浓缩处理才能达标排放。过去，传统工艺依赖14.6公里外顾桥电厂输送的热能，管路热损失超过30%，年耗蒸汽成本巨大。

而在该项目中，换热后CO₂由液相变为气相，返回多功能耦合器后，通过一系列转换，最终转换为120℃品位的超临界CO₂，直接替代蒸汽驱动闪蒸蒸发装置，每年可节约蒸汽费用1892万元，且全程零污染、零排放。

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现场。人民网记者 高飞跃摄

“这个项目实现了变废为宝，即治理了热害，又节约了蒸汽，兼具社会效益、环保效益和经济效益。”皮晓峰介绍，井下制冷与地面用热形成闭环，CO₂既是制冷剂也是热能载体，实现了矿井行业从被动降温向“制冷-储能-用能”协同模式的跨越式升级。

“这套‘制冷-储能-用能’协同模式，为彻底解决煤炭行业热害威胁大、矿井水利用难等顽症痼疾提供了可复制的解决方案。对煤矿行业的绿色变革具有引领和示范意义。”皮晓峰说。

随着竣工日期临近，这座深埋地下的“能源智慧工厂”即将揭晓答案。它通过一系列创新技术为传统产业绿色升级写下了生动注脚。

当黑色煤矿遇见无色CO₂，绿色发展的新实践正在矿井深处悄然绽放。