冀中能源充填采煤工藝調(diào)研報(bào)告

1、冀中能源充填采煤工藝調(diào)研報(bào)告根據(jù)省煤炭廳晉煤科發(fā)【2013】1254號(hào)文件精神，促進(jìn)充填開(kāi)采應(yīng)用，在省廳苗總工程師、張?zhí)庨L(zhǎng)的組織下于2013年10月30日至11月1日對(duì)冀中能源充填開(kāi)采進(jìn)行了調(diào)研，具體行程安排：10月31日上午對(duì)冀中能源邢東礦矸石充填工作面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀；10月31日下午召開(kāi)了“三下”開(kāi)采交流會(huì)；10月31日交流會(huì)結(jié)束后對(duì)河北金牛能源機(jī)械裝備有限公司和河北煤科院高水材料實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了觀摩；11月1日上午對(duì)邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限公司陶一礦高水充填工作面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀；11月1日下午對(duì)峰峰集團(tuán)新三礦膏體充填工作面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)參觀；11月1日晚，就此次調(diào)研結(jié)果及感受召開(kāi)了總結(jié)會(huì)。通過(guò)此次調(diào)研，了解了

2、冀中能源充填開(kāi)采的工藝，深化了我們珍惜資源、合理開(kāi)發(fā)利用資源的理念?，F(xiàn)根據(jù)此次調(diào)研行程安排，對(duì)調(diào)研情況進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)：一、邢東礦“矸石充填”河北金能集團(tuán)金牛股份邢東礦于2001年年底竣工投產(chǎn)，是華北地區(qū)煤層賦存最深的礦井。所產(chǎn)煤炭屬于特低灰、特低硫、特低磷、高熱值的優(yōu)質(zhì)氣肥煤。由于該礦瀕臨邢臺(tái)市區(qū)，緊鄰農(nóng)村，為了減少對(duì)周邊影響，早在2002年，該礦率先實(shí)施了井下矸石充填技術(shù)，井上不設(shè)矸石山，避免了矸石堆積占地，長(zhǎng)期風(fēng)化所造成的污染。2004年，該礦的“煤礦井下矸石充填技術(shù)及裝備研究”項(xiàng)目榮獲煤炭工業(yè)十大科技進(jìn)步獎(jiǎng)；同年，邢東礦被評(píng)為“煤炭工業(yè)科技進(jìn)步雙十佳礦井”，榮獲“中國(guó)煤炭工業(yè)科技創(chuàng)新示范礦

3、”和全國(guó)煤炭系統(tǒng)“文明煤礦”等稱號(hào)。2012，邢東礦研發(fā)了建筑物下綜合機(jī)械化充填采煤技術(shù)研究，將井下產(chǎn)生的矸石，由專門的運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)至矸石充填聯(lián)巷破碎后，利用拋?lái)菲Ъ皩Ｓ庙肥涮钪Ъ?，將其運(yùn)送到充填開(kāi)采工作面的采空區(qū)，通過(guò)研制矸石自夯式充填開(kāi)采液壓支架等配套設(shè)備實(shí)現(xiàn)矸石的采空區(qū)充填。12212充填工作面矸石充填系統(tǒng)主要由拋?lái)菲?、充填支架及后矸石刮板輸送機(jī)組成，其中拋?lái)菲樽灾?，支架為zt9400/30/50型端頭液壓支架與zc5160/30/50型充填液壓支架。支架后部懸掛使用sgz730/264型矸石充填后刮板輸送機(jī)作為采面矸石充填。自2012年11月中旬正式投入使用至今，已安全產(chǎn)煤5.

4、8萬(wàn)噸。此項(xiàng)工藝的實(shí)施，不僅大大提高了礦井煤炭采出率，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限，并且實(shí)現(xiàn)矸了石井下處理，有效改善了礦區(qū)周邊生態(tài)與生存環(huán)境。二、“三下”開(kāi)采交流會(huì)2013年10月31日，“三下”開(kāi)采交流會(huì)上，冀中能源副總經(jīng)理、國(guó)家能源充填采煤技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任劉建功就“三下”開(kāi)采理論、實(shí)踐的發(fā)展和在冀中能源所取得的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益進(jìn)行了詳細(xì)講解。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，冀中能源煤炭資源消耗大幅增加，可開(kāi)采量日益短缺。一方面由于煤炭可開(kāi)采資源不斷減少，開(kāi)采深度下延，成本加大；另一方面 “三下”壓覆煤炭資源無(wú)法有效利用。2002年冀中能源煤炭資源出現(xiàn)枯竭現(xiàn)象，結(jié)合資源現(xiàn)狀和傳統(tǒng)的搬遷或條帶開(kāi)采方式開(kāi)采引發(fā)的經(jīng)濟(jì)

5、、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)等問(wèn)題。該集團(tuán)于2002年開(kāi)始組織技術(shù)力量就如何解決“三下”采煤引發(fā)的各種問(wèn)題，將開(kāi)采損害控制到最低，從而實(shí)現(xiàn)礦區(qū)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益最大化，走可持續(xù)發(fā)展道路進(jìn)行了充填開(kāi)采研究與實(shí)踐，經(jīng)過(guò)13年的不斷努力，目前冀中能源充填開(kāi)采取得了豐碩的成果。目前，冀中能源充填開(kāi)采工藝所采用的充填材料大致有以下三類：（1）以廢矸石為充填物的干式部分充填，主要是利用破碎后的矸石對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填；該充填工藝雖然可以處理一定的煤矸石，但采空區(qū)充填不夠緊實(shí)，對(duì)于淺埋深煤層地面沉降量的控制效果不理想。（2）以高水材料充填，但試用于仰采工作面。雖然可以達(dá)到密實(shí)并可以有效地控制地表沉陷，但該方法充填成本較高

6、，。（3）以高濃度膏體為充填物的全部充填工藝，該技術(shù)將煤矸石、粉煤灰和水泥等固體廢棄物制作成膏狀漿體，通過(guò)泵壓或重力作用，經(jīng)過(guò)管道輸送到回采工作面，充填采空區(qū)。該充填技術(shù)具有材料選擇廣泛、采出率高、環(huán)保、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。但其地面或井下充填站的建設(shè)投資較大。三、陶一礦“高水充填”陶一煤礦隸屬邯鄲礦業(yè)集團(tuán)有限公司，位于邯鄲、武安兩市交界處，邯長(zhǎng)公路、邯長(zhǎng)鐵路從礦區(qū)穿過(guò)，建有專門的鐵路專用線，交通十分便利。礦井1976年投產(chǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)為30萬(wàn)噸，已有37年開(kāi)采歷史，井田面積8.36平方公里。礦井周圍最多時(shí)有133個(gè)小煤窯，整體資源破壞嚴(yán)重。截至2012年底，可采儲(chǔ)量不足370萬(wàn)噸，其中350萬(wàn)噸是建

7、（建筑物）下開(kāi)采。要想解放這部分資源，延長(zhǎng)礦井壽命，必須進(jìn)行充填開(kāi)采。就此，陶一礦進(jìn)行了超高水材料充填開(kāi)采技術(shù)研究與試驗(yàn)。超高水材料充填技術(shù)是以礦井水為主要成分，加入不到5%的超高水速凝材料，注入工作面回采后形成的采空區(qū)。由于95%以上的充填材料來(lái)自礦井水，大大降低了排水費(fèi)用，減少了對(duì)地面的污染。與傳統(tǒng)矸石充填和膏體充填工藝相比，該技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施投資低，可操作性強(qiáng)，適用更為廣泛。通過(guò)不斷努力，該礦研制了大流量制漿充填工藝系統(tǒng)。目前，該礦的超高水材料地面充填泵站每小時(shí)充填漿體達(dá)到320立方、充填能力比原來(lái)提高2.7倍，充填率比原來(lái)提高2倍，人工效能提高10倍以上。每年可多采原煤33.5萬(wàn)噸、可節(jié)約

8、人工費(fèi)用261萬(wàn)元，同時(shí)實(shí)現(xiàn)充填開(kāi)采規(guī)?；a(chǎn)。四、新三礦“膏體充填”峰峰集團(tuán)公司新三礦位于河北省邯鄲市市區(qū)西南約45公里，東南距河南省安陽(yáng)市35公里。東距京廣鐵路馬頭站20公里，北距邯鄲環(huán)行鐵路峰峰站10公里。該礦于1995年11月5日建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力45萬(wàn)噸，目前核定生產(chǎn)能力95萬(wàn)噸，煤種為肥煤和焦煤,具有低硫、中灰、高發(fā)熱量的特點(diǎn)。新三礦是峰峰集團(tuán)的老礦井，地面存有大量的矸石，并且井下每年產(chǎn)生的大量矸石升井后存放在矸石山，具備充足的主要充填材料。其在矸石山附近建立了地面破碎與篩分系統(tǒng)，矸石的破碎與篩分根據(jù)粒徑級(jí)配的原則來(lái)實(shí)現(xiàn)。三種粒徑的粒度分別為小于9.5mm的矸石占35%，粒徑在

9、9.531.5mm之間的矸石占30%，粒徑在31.580mm之間的矸石占24%，三種粒徑的矸石含量占充填材料重量的89%，其余部分為水泥占5%，水占6%。通過(guò)對(duì)矸石進(jìn)行破碎與篩分后形成三種粒徑的矸石，并通過(guò)皮帶輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)降孛娉涮顝V場(chǎng)建造的三種矸石儲(chǔ)存?zhèn)}分別儲(chǔ)存成品矸石，然后按照一定的配比將三種矸石混合裝車運(yùn)輸?shù)姐@孔處，并通過(guò)鉆孔投放到井下矸石倉(cāng)。新三礦井下采空區(qū)充填技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：減少礦山壓力及井巷建筑的破壞；厚煤層分層開(kāi)采充填采空區(qū)，有利于下分層再生頂板的形成，并防止采空區(qū)殘煤的自燃；減少了地面矸石的堆積量；通過(guò)充填，減輕了地面塌陷以及對(duì)地面建筑物、耕地的破壞。五、充填開(kāi)采調(diào)研總結(jié)會(huì)2013年11月1日晚，省煤炭廳總工程師組織此次調(diào)研團(tuán)隊(duì)就調(diào)研內(nèi)容和感受召開(kāi)了調(diào)研總結(jié)會(huì)，并要求各調(diào)研人員要將調(diào)研內(nèi)容向礦領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行詳細(xì)匯報(bào)。會(huì)上各調(diào)研人員充分肯定了充填開(kāi)采在集中能源取得的成果，并結(jié)合省內(nèi)礦井推廣充填開(kāi)采工藝發(fā)表了各自看法：1、本次調(diào)研充分論證了充填開(kāi)采技術(shù)已趨于成熟，其對(duì)礦井的安全生產(chǎn)、煤炭資源綠色開(kāi)采和環(huán)境保護(hù)都具有較現(xiàn)實(shí)的意義。2、目前，充填開(kāi)采工藝較垮落法采煤工藝噸煤生產(chǎn)成本增加150元左右，但此工藝對(duì)解放 “三下”壓覆資源、延