煤矸石填充采空區 助推煤炭綠色開(kāi)采

四月上旬，山西省晉能控股裝備制造集團晟泰公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)晟泰公司)的工作人員通過(guò)全自動(dòng)化可視系統對百米井下注漿情況進(jìn)行了及時(shí)觀(guān)察，采用煤矸石注漿充填解決了煤礦采空區面臨的問(wèn)題，昔日影響到綠色開(kāi)采的煤矸石如今變成了降本增效的“金疙瘩”。

煤矸石作為煤炭生產(chǎn)伴生產(chǎn)物，長(cháng)期堆放不僅污染環(huán)境，而且在高溫天氣下容易自燃，存在巨大安全隱患。晟泰公司運用煤矸石覆巖離層注漿防治地表沉陷技術(shù)，同時(shí)試驗煤礦注漿充填處置矸石工藝，解決了煤礦矸石處理難題。

“通過(guò)前期大量的技術(shù)攻關(guān)和實(shí)驗，該項技術(shù)首次在集團內使用后取得了良好的治理效果?？梢哉f(shuō)將矸石充分利用后，我們掌握了資源與環(huán)境相互協(xié)調的開(kāi)采技術(shù)。”晟泰公司黨委書(shū)記、董事長(cháng)王飆說(shuō)，“從長(cháng)遠來(lái)看，這項技術(shù)是非常具有推廣價(jià)值的，經(jīng)濟效益和環(huán)境效益不可估量。”

“矸石生態(tài)治理項目是公司近年來(lái)拓展的新型生產(chǎn)服務(wù)業(yè)務(wù)。目前公司已初步形成了一套完善的理論體系與工藝流程，覆巖離層注漿技術(shù)和膏體連采連充技術(shù)兩個(gè)核心體系可適用于不同的井下地質(zhì)條件，達到最佳的治理效果。”晟泰公司總工程師孔宏偉介紹。

據不完全統計，晉能控股裝備制造集團所屬晉城地區煤礦“三下”壓覆煤炭資源總量約為10億噸，建筑物保護等級在Ⅲ級及以下的資源儲量約2億噸，以年產(chǎn)量120萬(wàn)噸的趙莊二號井為例，僅3號煤壓覆資源就達5000萬(wàn)噸左右。為有效釋放優(yōu)質(zhì)資源，晟泰公司從煤層充填圍巖控制理論等基礎研究入手，為該礦井率先實(shí)施煤矸石注漿填充工藝，并已鋪設完成2305、2325兩個(gè)工作面注漿管路6趟，共計16800米。注漿期間最大沉降僅123.8毫米，達到了最佳治理效果。

“利用煤矸石注漿充填技術(shù)，僅兩個(gè)工作面就消耗矸石7.5萬(wàn)噸。這是一舉兩得的好事，不僅解決了地表沉降和塌陷問(wèn)題，節省了修復費用，還解決了困擾多年的煤矸石固廢排放難題。”趙莊二號總工程師王全明分析。

煤矸石作為充填材料硬度強，有害成分多，處理時(shí)對設備要求高，一般的研磨設備很難對矸石進(jìn)行充分處理，即使處理完成對機器的磨損也非常大，嚴重影響其使用壽命。

晟泰公司對濕式溢流型球磨機進(jìn)行了改造升級，采用可拆換式鑄鋼中空軸，筒體內增鑲耐磨襯板，不僅解決了軸承的壽命及調心問(wèn)題，還讓設備在惡劣環(huán)境條件下使用時(shí)間更加持久。

“井下采空區環(huán)境復雜多變，為了能夠滿(mǎn)足治理需求，我們采用了智能自動(dòng)化的配比系統，操作人員可根據注漿漿液的密度變化，自動(dòng)調整水灰比，使注漿漿液配比達到最佳比例，保證注漿工程質(zhì)量。”充填開(kāi)采項目負責人花偉介紹。

據悉，晟泰公司在充填工藝中率先采用了自動(dòng)配比系統，系統可以根據采空區礦壓不同，準確調整配比參數。配比流量、壓力自動(dòng)監測系統，則可通過(guò)對注漿孔孔口流量表、注漿壓力表進(jìn)行實(shí)時(shí)監測，及時(shí)發(fā)現鉆孔、管道壓力異常等突發(fā)情況并進(jìn)行應急處理，操作方便、簡(jiǎn)單。

“目前公司采用的覆巖離層注漿技術(shù)和膏體連采連充技術(shù)兩套體系，可滿(mǎn)足不同地質(zhì)條件下的治理要求。”王飆表示，綠色智能、安全高效已成為礦井可持續發(fā)展的時(shí)代要求，未來(lái)公司將積極探索充填開(kāi)采新技術(shù)新工藝，推動(dòng)礦井充填開(kāi)采技術(shù)智能化、科技化，以成本和效益為出發(fā)點(diǎn)，推動(dòng)礦井安全、綠色、可持續發(fā)展。