2019年10月末,龍湖礦膏體充填開采項目礦建工程結束,共計施工1100米;2019年11月上旬,機電總廠、土建工程處等單位開始安裝井上下工程;今年一月中旬,龍湖礦膏體充填開采項目安裝工程結束,開始設備調試和試運轉 。
今年3月6日,龍湖礦膏體充填開采項目正式竣工投產創效……
從項目立項至今,龍湖礦膏體充填開采項目得到了七礦公司和相關單位的大力支持,特別是龍湖礦參加項目建設的參戰人員敢為人先、積極進取,干當前、想長遠,不斷改進和優化工藝,破解了投料井精準貫通、配比不佳堵管、工作面跑漿等硬核技術難題,攻克了保溫技術難題,在黑龍江高寒地區實現了四季充填開采,探索出了更實用、更高效、更經濟、獨具七煤特色的充填開采工藝。
對于煤炭企業來講,膏體充填開采方式具有回采率高、地表生態環境破壞較小、安全性高的優點,是資源型企業實現可持續發展的重要途徑。但在七煤,這還是一項新技術,沒有實踐經驗,堪稱 “磨刀石”項目。靠什么挑戰“磨刀石”,讓膏體充填開采技術實現成果轉化、在七煤落地開花?
七礦公司先后聯系山東科技大學、中煤科工集團唐山研究院有限公司、龍煤礦業工程設計研究院有限公司、山東恒馳礦業裝備科技有限公司研討方案,并結合礦井壓煤現狀,利用龍湖礦一采下山區現有生產系統進行改造,創新應用膏體充填開采技術,提前回收礦井工業廣場優質煤炭資源。
七礦公司主要領導親自部署落實龍湖礦應用膏體充填開采技術,龍湖礦嚴控項目投資,制定工藝流程,組織參戰人員倒排工期、掛圖作戰……一系列措施成為挑戰“磨刀石”的“三板斧”。
龍湖礦嚴控項目投資,在制定工藝流程的同時,建立煤矸石破碎及投料系統,破碎后的煤矸石、粉煤灰通過變頻稱重給料機定量配比,經上料皮帶運至投料井投入井下矸石倉;在六采工業廣場設水泥罐,散裝水泥經翻車機翻入井下水泥倉;建立井下充填泵站輸料系統,矸石倉內混合料和水泥倉內水泥通過變頻稱重給料機,經皮帶運輸至充填泵站,再通過攪拌機和螺旋輸送機加水攪拌后,由充填泵加壓經充填管路輸送至采煤工作面充填池內。
龍湖礦建立地面充填實驗室,根據山東科技大學編制的龍湖礦膏體充填開采方案設計相關要求,通過試驗數據分析,最終確定充填料配比為水泥含量6%、粉煤灰含量22%、矸石含量52%、水含量20%;制定巖移觀測方案,在地面共設立了49個巖移觀測站,在井下順槽巷道安設16組頂板離層儀、8組頂底板移近量觀測站、6組自制頂板下沉量監測裝置,觀測地表下沉量、井下覆巖壓力和移動量。
龍湖礦科學合理確定充填開采地點,一采下山區68號煤層右三片、右四片工作面采用高檔普采回采工藝,進行采煤、充填交替作業,使用五排五柱單體液壓支柱挑長探梁支護頂板,采后頂板采用膏體充填支護。
龍湖礦膏體充填開采項目投產振奮人心,可謂來之不易,但在實際應用過程中也遇到了諸多難題,如何盡快啃下影響新技術應用的“硬骨頭”?
公司領導多次深入龍湖礦井下充填開采工作面了解生產動態,認真研究分析生產過程中出現的問題,改進生產工藝,解決了一個又一個技術難題。通過反復實驗,他們最終確定膏體配比方案,充填干料中粒徑小于1毫米的占比55%以上,既保證了充填膏體凝固后有足夠的強度,又保證了膏體的流動性和可輸送性,解決了堵管的問題;將采煤工作面仰斜開采傾角增大至9度,充填膏體一次接頂率由60%提升至90%以上,提高了充填作業質量。
充填池內漿體壓力主要集中在軟幫側已凝固的充填實體上,龍湖礦減少漿體對充填池下幫的壓力及跑漿事故的發生,提高了充填作業的安全性;更換新型土工布,瀝水率提高至約3%,加快了膏體凝固速度,性能明顯提升;優化充填流程,每個充填池每次充料300至400毫米高即跳到下一個充填池充料,確保充填池內水分可以充分瀝出和作業安全。
目前,龍湖礦充填隊一個小班即可完成圍池工作,四個小班可完成一個采煤、充填作業循環,通過優化勞動組織及崗位,實現了井上、井下多工種兼職作業和圍池過程中采煤工、充填工、輔助工交叉作業,最終實現人員配備118人,比預計人員配置減少55人,降低了人工成本,經濟效益明顯。
經過近九個多月的充填回采,龍湖礦膏體充填開采頂板巖層移動沒有明顯的垮落帶、裂縫帶和彎曲下沉帶的“上三帶”分布,無周期來壓顯現。截至目前,地面無下沉量,消除了隱患,大幅降低了礦壓顯現強度。
龍湖礦創新應用膏體充填開采技術以來,與時間賽跑,既分工負責,又緊密合作,一次次討論問題、分析原因,一次次思想碰撞、集智攻關,他們爭分奪秒、連續作戰,在多重合力的助推下,用辛勤的汗水換來了一次又一次的成功“捷報”,一個個難題迎刃而解,延長了礦井服務年限。
龍湖礦應用膏體充填開采技術后,可有效預防頂板事故和突水事故,消除采空區瓦斯積聚和浮煤自燃風險,提高煤礦安全保障能力;大量消化煤矸石,減少地面矸石山堆積占地,消除了環境污染,避免了地面基礎設施、建筑物損毀和村莊搬遷,保護了生態和資源,實現了煤炭綠色開采,為集團公司和公司在同等條件礦井推廣應用膏體充填開采技術、實現煤炭綠色開采提供了可借鑒的實踐經驗。