四月上旬，山西省晉能控股裝備制造集團(tuán)晟泰公司(以下簡稱晟泰公司)的工作人員通過全自動化可視系統(tǒng)對百米井下注漿情況進(jìn)行了及時(shí)觀察，采用煤矸石注漿充填解決了煤礦采空區(qū)面臨的問題，昔日影響到綠色開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(yùn)用煤矸石覆巖離層注漿防治地表沉陷技術(shù)，同時(shí)試驗(yàn)煤礦注漿充填處置矸石工藝，解決了煤礦矸石處理難題。
“通過前期大量的技術(shù)攻關(guān)和實(shí)驗(yàn)，該項(xiàng)技術(shù)首次在集團(tuán)內(nèi)使用后取得了良好的治理效果?？梢哉f將矸石充分利用后，我們掌握了資源與環(huán)境相互協(xié)調(diào)的開采技術(shù)。”晟泰公司黨委書記、董事長王飆說，“從長遠(yuǎn)來看，這項(xiàng)技術(shù)是非常具有推廣價(jià)值的，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益不可估量。”
“矸石生態(tài)治理項(xiàng)目是公司近年來拓展的新型生產(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(dá)到最佳的治理效果。”晟泰公司總工程師孔宏偉介紹。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，晉能控股裝備制造集團(tuán)所屬晉城地區(qū)煤礦“三下”壓覆煤炭資源總量約為10億噸，建筑物保護(hù)等級在Ⅲ級及以下的資源儲量約2億噸，以年產(chǎn)量120萬噸的趙莊二號井為例，僅3號煤壓覆資源就達(dá)5000萬噸左右。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(chǔ)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(shè)完成2305、2325兩個(gè)工作面注漿管路6趟，共計(jì)16800米。注漿期間最大沉降僅123.8毫米，達(dá)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7.5萬噸。這是一舉兩得的好事，不僅解決了地表沉降和塌陷問題，節(jié)省了修復(fù)費(fèi)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(qiáng)，有害成分多，處理時(shí)對設(shè)備要求高，一般的研磨設(shè)備很難對矸石進(jìn)行充分處理，即使處理完成對機(jī)器的磨損也非常大，嚴(yán)重影響其使用壽命。
晟泰公司對濕式溢流型球磨機(jī)進(jìn)行了改造升級，采用可拆換式鑄鋼中空軸，筒體內(nèi)增鑲耐磨襯板，不僅解決了軸承的壽命及調(diào)心問題，還讓設(shè)備在惡劣環(huán)境條件下使用時(shí)間更加持久。
“井下采空區(qū)環(huán)境復(fù)雜多變，為了能夠滿足治理需求，我們采用了智能自動化的配比系統(tǒng)，操作人員可根據(jù)注漿漿液的密度變化，自動調(diào)整水灰比，使注漿漿液配比達(dá)到最佳比例，保證注漿工程質(zhì)量。”充填開采項(xiàng)目負(fù)責(zé)人花偉介紹。
據(jù)悉，晟泰公司在充填工藝中率先采用了自動配比系統(tǒng)，系統(tǒng)可以根據(jù)采空區(qū)礦壓不同，準(zhǔn)確調(diào)整配比參數(shù)。配比流量、壓力自動監(jiān)測系統(tǒng)，則可通過對注漿孔孔口流量表、注漿壓力表進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)鉆孔、管道壓力異常等突發(fā)情況并進(jìn)行應(yīng)急處理，操作方便、簡單。
“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(xù)發(fā)展的時(shí)代要求，未來公司將積極探索充填開采新技術(shù)新工藝，推動礦井充填開采技術(shù)智能化、科技化，以成本和效益為出發(fā)點(diǎn)，推動礦井安全、綠色、可持續(xù)發(fā)展。
來源：科技日報(bào) 通訊員 張燕娟 本報(bào)記者 韓 榮
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