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锚定绿色智能 勇当“碳”路先锋——小保当矿业公司煤矸石浆体充填系统进入联合调试

作者: 陈婷婷 王小勇     时间: 2023-01-02     点击: 查询中   

近日,小保当矿业公司建成的国内首座最大的矸石浆体充填系统已进入设备调试阶段。这是该公司积极践行“双碳”目标,坚持“创新为上”,深入实施技术创新驱动的生动实践,同时也为该公司绿色低碳高效智能开采蹚出了一条新路,为煤炭披上一件明亮的“绿衣”。


以问题拉动式引导项目落地生根

“煤炭资源开采势必带来煤矸石的综合利用问题,目前国内的煤矸石综合利用存在利用量小、利用处置难以监管等问题,为矿井正常生产带来了很大的生态环境保护风险。怎么避免这种风险,怎么解决这个问题,我们思考了很多。”该公司副总经理、总工程师梁旭说。

为了科学合理地解决上述问题,该公司与陕西煤田地质有限公司、西安科技大学、中煤科工武汉设计院、三一重工等多家校企科研单位进行合作。经过近2年的讨论求证,才摸索出了解决问题的关键技术,2021年7月充填开采方案、初步设计出炉;2022年5月,《初步设计》通过陕西煤业组织的审查,确定了充填站布置、设备选型、建构筑物及辅助设施等基本参数,项目开始施工建设。

该项目总投资1.56亿元,由破碎筛分系统、成品矸石缓存系统、成品矸石混合搅拌系统、泵送运输系统、丛式钻孔充填系统五大部分组成,目前已进入设备调试阶段。

该项目首次采用全国最大型充填泵,配备全国最为先进的反击式破碎机和冲击破碎机,矸石充填能力200万吨/年,创下了单体项目规模最大、单体项目处置能力最大等多项第一。

在循序渐进中探索技术创新之路

小保当矿业公司煤矸石浆体地面充填开采项目一路走来,没有成熟经验可以借鉴,只能坚持以问题为导向,通过摸索不断解决问题。

“按照《环评》批复要求,生产期间的煤矸石需井下充填或部分作为水泥生产原料和循环流化床锅炉燃料,批复的处置途径难以实现,且周边综合利用项目均无法消耗如此巨大的产量,导致煤矸石“无处可去”。

因此,煤矸石井下充填成为解决问题的必由之路,但选取何种充填方式也成为了决策的难题。该公司组织相关技术人员,先后到北京、河北、山东、山西、内蒙等地进行技术交流和现场调研,不断探索各种技术方案,最后选定地面丛式钻孔充填采空区的方案。

但是在方案执行过程中,还有采空区地下空间分布特征不明确、矸石浆充填工艺参数难确定、7.8km长距离矸石浆管道运输难、矸石充填对地下水环境影响难评价、采空区“三带”丛式钻孔施工工艺不成熟等多个难题需要解决。

小保当矿业公司煤矸石充填条件与别的地方不同,在煤矸石的综合利用问题面前,很难控制充填稳定性。技术人员通过现场实践,分析了上万个数据,以智能化为手段的煤矸石浆体充填方案,通过前期设计、后期施工、设备选型、市场调研、运行调试等一系列工作,历时8个月,该项目全部顺利完工。

用智能低碳化谋划未来绿色生态矿山

 该项目实现了充填采煤“智能化”。集智能生产和管理于一体的新一代充填系统解决了从原材料进场、破碎筛分、搅拌填充全过程中存在的操作、维护、管理等问题,与煤矿智慧矿山系统实现了无缝衔接,实现全自动无人化管理。

该项目实现了充填采煤“低碳化”。有效避免了因煤矸石第三方处置综合利用带来的生态环境保护风险,减缓了采空区地表沉陷。据悉,该项目每年减少污水处理费用400万元,煤矸石外运费用5000万元,环境保护费1000万元。

实现“两化”,迎来“脱胎换骨”。该项目处理能力大于200万吨/年,处理成本不大于66元/吨。在无害化处理煤矸石的同时,也减轻了因地表沉陷造成的一系列生态环境问题,实现了煤炭资源开发与生态环境保护的协同发展,为煤矸石处置开辟了新思路,提供了新方法,具有广阔的推广应用前景。

下一步,小保当矿业公司将继续把技术创新作为重中之重,持续优化注浆充填工艺,实施充填区的地表沉陷及地下水环境的长期监测,发掘该项目对煤矿充填开采可提供的技术支撑,不断提高生产效率和经济效益,为该公司的可持续发展增添“含绿量”。(陈婷婷 王小勇)


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