【中國煤炭報】粉煤灰充填到井下,反成了香餑餑

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粉煤灰充填到井下,反成了香餑餑

——山西焦煤西山煤電公司屯蘭礦實施離層注漿充填開采技術側記

2020年,山西焦煤西山煤電公司屯蘭礦采用離層注漿充填開采技術,不僅解決了該礦“三下”壓煤、固廢處理、礦井水處理等問題,而且延長了礦井服務年限,增加了瓦斯抽采量,對礦區生態環境保護和恢復起到重要作用。近日,筆者走進屯蘭礦,一探究竟。  

解放稀缺資源

屯蘭礦距離山西省太原市約60公里,是山西焦煤西山煤電公司的主力礦井,年設計生產能力500萬噸,主產焦煤、肥煤、瘦煤,其中焦煤、肥煤是世界稀缺資源。這些稀缺資源被井田范圍內的汾河支流原平河、屯蘭河和自備鐵路、環城高速(規劃)“兩河兩路”壓覆著,不僅阻礙了該礦采煤工作面的正常布置,而且造成優質稀缺資源浪費。對此,屯蘭礦與中國煤炭地質總局所屬的中煤地生態環境科技有限公司合作,應用關鍵層充填項目解決“三下”壓煤難題。該項目采用離層注漿充填開采技術,利用地層在采動過后下沉運動的離層現象,通過注入充填漿液,人為干預煤炭開采后地層的下沉運動,并在該礦22301工作面作為試點,率先試用。 

充填技術落地開花

22301工作面是一個智能化工作面,主采2號煤層。屯蘭礦利用關鍵層充填項目不僅可以保護這些地面設施不被破壞,而且將解放出118萬噸優質稀缺資源。中煤地生態環境科技有限公司于去年8月中旬開始施工,10月23日完成地面系統全部建設,經過一周試運轉,11月29日正式開始注漿,日注漿量達3000噸至4000噸,截至12月中旬,注漿總量近5萬噸。中煤地生態環境科技有限公司技術人員介紹,離層注漿充填開采技術利用巖層移動過程中覆巖內形成的離層空隙,從地面布置鉆孔將充填漿液高壓注入離層空隙,高壓漿液對下部巖層起到壓實作用,從而加大離層空隙,經脫水壓實后的充填漿體對上覆巖層產生支撐作用,減緩巖層移動向地表的傳播,對地表塌陷進行有效控制,保證地表構筑物不被破壞。 

這一技術操作簡單、方便。技術體系包括上料系統、制漿系統、輸送系統三部分。技術人員利用鏟車將充填料放入漏斗,通過管狀皮帶灌入制漿機制作成漿液,然后再輸入攪拌池攪拌,攪拌均勻的漿液進入注漿泵,最后通過注漿管路灌入離層空隙。整套工藝流程由計算機綜合控制柜控制,并實時顯示所有數據。“這一技術在山西焦煤集團、西山煤電公司首次應用,是集團和公司踐行綠色發展的首推項目,也是集團和公司2020年的重點工程之一。該技術形成了兩條循環鏈,礦上生產的原煤經洗選后,排出的廢棄物粉煤灰通過這一技術回到井下;采煤時產生的瓦斯,經瓦斯泵站輸送到電廠進行發電,然后電廠發的電用于井下生產,實現了應采盡采,吃干榨凈,綠色開采。”該礦技術創新辦公室主任劉亞軍說,“與其他傳統充填開采技術相比,該技術的優點在于初期投資小、采充互不影響、成本低、效益高、回采率高。”

廢棄物成了香餑餑

項目落地后,用什么材料進行充填成為擺在屯蘭礦面前的一道難題。經過調研,該礦礦長曹俊文發現,西山煤電公司所屬的興能電廠每年要產生大量粉煤灰。該電廠位于屯蘭礦井田范圍內,部分粉煤灰運往水泥廠制成水泥,剩余絕大多數粉煤灰填入溝谷進行處理。而固廢處理問題成為該電廠的一件頭疼事兒,每年需要投入大量的人力、物力處理粉煤灰。“我們將興能電廠的粉煤灰充填到井下離層空隙,不僅可以將粉煤灰變廢為寶,而且還能滿足井下充填材料的需求。”曹俊文說,“為此,我們引進了粉煤灰,制成充填材料。一時間,粉煤灰成了香餑餑。”該項目總負責人王艾軍給筆者算了一筆賬,使用離層注漿充填開采技術后,該礦可獲得資源稅減免3163萬元,節約礦井水處理費700多萬元,同時也為興能電廠節約粉煤灰處理費2200多萬元,最主要的是解放了壓煤118萬噸,按當前市場價格來算,綜合效益近8億元。

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