資源枯竭拓新路，采后充填創(chuàng)效益

煤炭資源枯竭，廣場(chǎng)建筑物、河流水庫(kù)和鐵路公路“三下”壓煤如何開(kāi)采目前在黑龍江地區(qū)還沒(méi)有先例。4月5日，龍煤集團(tuán)七臺(tái)河礦業(yè)公司在龍湖煤礦向陽(yáng)工區(qū)(向陽(yáng)煤礦在龍湖煤礦布置的一個(gè)工區(qū))召開(kāi)了采后充填采煤工藝現(xiàn)場(chǎng)會(huì)，標(biāo)志著該公司采后充填開(kāi)采“三下”壓煤獲得成功。該工藝每月可將1800多噸煤矸石和發(fā)電爐渣充填至采空區(qū)，解決了資源浪費(fèi)和廢棄物環(huán)境污染問(wèn)題。

資源枯竭求新路

作為全國(guó)三大主焦煤生產(chǎn)基地之一的七臺(tái)河礦業(yè)公司，在61年的發(fā)展歷程中，井下賦存的煤炭可采儲(chǔ)量逐年銳減，煤炭資源面臨枯竭。據(jù)了解，該公司“三下”壓煤8000多萬(wàn)噸，這些煤炭資源因技術(shù)問(wèn)題尚未被開(kāi)采。

為解決這一難題，2019年5月初，該公司組織人員先后到山東能源岱莊煤礦、華恒煤礦和沈陽(yáng)焦煤西馬煤礦實(shí)地考察學(xué)習(xí)礦井采后充填采煤工藝，隨后召開(kāi)班子會(huì)議，決定在龍湖煤礦首試該工藝。

據(jù)悉，龍湖煤礦“三下”壓煤可采儲(chǔ)量達(dá)974.6萬(wàn)噸，實(shí)施該工藝的首采工作面位于龍湖煤礦一采下山區(qū)68號(hào)煤層右三片。為了充分利用好人力資源，該公司將停產(chǎn)整頓的向陽(yáng)煤礦的技術(shù)人員調(diào)配到龍湖煤礦，負(fù)責(zé)實(shí)施該工藝。

為掌握合理的充填材料配比，技術(shù)人員建立了地面充填實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)山東科技大學(xué)編制的龍湖煤礦膏體充填開(kāi)采方案設(shè)計(jì)相關(guān)要求，他們先后對(duì)水泥、粉煤灰、爐渣、矸石、水的含量做了27種配比和312個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，并進(jìn)行了塌落度、單軸抗壓強(qiáng)度、質(zhì)量濃度試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，他們確定了最終的材料配比。

掌握了技術(shù)數(shù)據(jù)后，他們?cè)邶埡旱V和龍湖選煤廠地面矸石貨場(chǎng)安設(shè)了矸石破碎機(jī)、粉煤灰儲(chǔ)料罐，建設(shè)了投料廠房，隨后在六采工業(yè)廣場(chǎng)安設(shè)了2個(gè)水泥罐，構(gòu)建成一套地面矸石破碎及投料系統(tǒng)，日破碎矸石350噸。該系統(tǒng)所需的爐渣、粉煤灰由該公司矸石發(fā)電廠供應(yīng)，散裝水泥由廠家供應(yīng)。

與此同時(shí)，他們還建立了井下充填泵站輸料系統(tǒng)。他們?cè)谝徊上律絽^(qū)二片石門(mén)設(shè)充填泵站硐室，矸石倉(cāng)內(nèi)的混合料和水泥倉(cāng)內(nèi)的水泥通過(guò)皮帶運(yùn)輸至充填泵站硐室，經(jīng)攪拌機(jī)和螺旋輸送機(jī)攪拌后，用充填泵加壓輸送至采煤工作面充填池內(nèi)。

系統(tǒng)設(shè)備安裝完畢后，經(jīng)過(guò)研究，他們?cè)诰虏擅汗ぷ髅娌捎梅侄谓惶娉涮?、多次充填的方法，順利解決了膏體接頂不實(shí)和膏體一次成型難的問(wèn)題。此外，他們還不間斷巡查充填區(qū)的擋漿排支柱受力和頂板密實(shí)度情況，檢測(cè)充填效果和質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即進(jìn)行二次充填，確保充填質(zhì)量過(guò)關(guān)。這種方法使充填接頂效率達(dá)到90%以上，有效解決了側(cè)壓過(guò)大和膏體料漿竄出對(duì)工作面環(huán)境產(chǎn)生不利的難題。

優(yōu)化工藝提升效益

今年1月中旬，該工程竣工，技術(shù)人員開(kāi)始調(diào)試設(shè)備。在調(diào)試和運(yùn)轉(zhuǎn)中，他們發(fā)現(xiàn)該工程存在一些問(wèn)題，需要從以下幾方面予以突破。

一是充填結(jié)束后，膏體料漿凝固時(shí)間需要8小時(shí)，生產(chǎn)效率偏低。為此，他們創(chuàng)新布置工作面，利用地質(zhì)條件使兩個(gè)采煤工作面均能仰斜開(kāi)采，共用一套充填管路，實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作面充填、一個(gè)工作面出煤，使兩個(gè)工作面交替作業(yè)。

二是該項(xiàng)目前期預(yù)計(jì)配備工作人員173人，通過(guò)勞動(dòng)組織優(yōu)化及崗位優(yōu)化，減少用工，最終實(shí)現(xiàn)配備人員118人。

三是有效控制頂板下沉，實(shí)現(xiàn)安全高效開(kāi)采。目前，他們?cè)谑┕すぷ髅嫔舷孪锇惭b了10組頂板離層儀、8組頂?shù)装逡平坑^測(cè)站、4組自制的測(cè)量頂板下沉量U型鋼支柱，有效監(jiān)測(cè)井下頂?shù)装寤顒?dòng)數(shù)據(jù)。

截至5月19日，該工藝?yán)鄯e為龍湖煤礦出煤3.055萬(wàn)噸，并將3萬(wàn)多噸煤矸石和爐渣充填到該礦井下采空區(qū)，不僅有效釋放了該礦的“三下”壓煤，而且還保護(hù)了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。