龙煤七矿公司采后充填采煤获取成功

       煤炭资源枯竭，广场建筑物、河流水库和铁路公路“三下压煤”如何开采在黑龙江没有先例。4月5日，龙煤集团七矿公司在龙湖矿向阳工区召开采后充填采煤现场会，标志着龙煤七矿公司采后充填开采“三下煤”获得成功，煤矸石和发电炉渣充填采空区，污染环境问题得到解决。   
 
       作为全国三大主焦煤生产基地之一的七矿公司，在61年的发展历程中，井下赋存优质煤层开采待尽，煤炭可采储量逐年锐减，煤炭资源面临枯竭的问题已成为制约我们七矿公司生产好发展的根本问题。

       七矿公司“三下压煤”约8千多万吨，去年5月初，公司总经理刘金奇率队先后深入山东能源岱庄煤矿、华恒煤矿和沈阳焦煤西马煤矿实地考察学习矿井采后充填开采工艺，通过学习考察让考察组一行开阔了视野，看到了矿井充填开采投入少、成本低、技术成熟、经济效益显著的优势，增强了七煤人推进矿井充填开采的信心。

       5月15日，七矿公司党委书记、董事长张长山主持召开公司班子会议，研究矿井充填开采方案和措施，总经理刘金奇提出在龙湖矿试验充填开采技术，并决定由向阳矿担负起这项重任，向阳矿党政领导按照公司党委的部署，迅速组织技术骨干和精英队伍，成立向阳煤矿充填工区入驻龙湖煤矿开始矿建工程施工，10月末矿建工程结束，共计施工井下巷道工程1100米。11月上旬，向阳煤矿、机电总厂、土建工程处开始井上、下安装工程施工工作，2020年1月中旬安装工程俊工，开始设备调试和试运转。3月6日，项目通过公司验收，正式投产。

       采后充填采煤就是用工业固体废弃物置换煤炭，用体积换体积，先将地面矸石山矸石通过破碎加工，添加定量的粉煤灰通过地面投料井输送至井下矸石仓，散装水泥用矿车经六采地面斜井运至井下水泥仓。在井下按比例混合通过运料皮带输送至井下充填泵站，添加一定量的水通过搅拌机进行搅拌，在井下加工成膏状浆体，利用充填泵通过管路输送到工作面采空区，形成以膏体为主的覆岩支控体充填采空区，从而解决地表下沉、建筑物损坏，实现资源回收的最大化。

       充填开采项目首采工作面位于龙湖煤矿一采下山区68^#煤层右三片，可采储量共计9.3万t，布置2组工作面采煤、充填交替作业。其中1^#工作面煤层厚度1.5m，倾角10°，斜长157m，走向长度150m；2^#工作面煤层厚度1.5m，倾角10°，斜长163m，走向长度130m。采煤工作面采用高档普采采煤工艺，应用375机组。工作面顶板采用5排5柱单体液压支柱支护，排柱距0.8×0.75米。

       他们首先建立地面充填实验室，根据山东科技大学编制的龙湖煤矿膏体充填开采方案设计相关要求，从2019年12月开始陆续做了27种配比312个实验模块进行塌落度、单轴抗压强度、质量浓度试验。通过试验数据分析，最终确定充填料配比为水泥含量6.4％，粉煤灰含量14％，炉渣含量24％，矸石含量36％，水含量19.6％。根据实验模块压力试验数据，充填体3天强度0.55MPa、7天强度1.14MPa、28天强度2.85MPa。

       掌握了技术数据他们建立地面煤矸石破碎及投料系统，在龙湖矿和龙湖选煤厂地面矸石货场建矸石破碎机、粉煤灰储料罐和投料厂房，煤矸石破碎后与炉渣、粉煤灰定量配比经投料井投入井下矸石仓，龙湖煤矿六采工业广场设2个水泥罐，散装水泥经六采斜井采用矿车运输运至井下，经翻车机翻入井下水泥仓，地面矸石破碎系统日破碎煤矸石350吨，炉渣、粉煤灰由公司矸石发电厂供应，散装水泥由厂家供应，可以保证充填项目原料需求。

       在井下建立井下充填泵站输料系统，一采下山区二片石门设充填泵站硐室，矸石仓内的混合料和水泥仓内的水泥采用皮带运输运至充填泵站硐室，经搅拌机和螺旋输送机搅拌后，由充填泵加压经充填管路输送至采煤工作面充填池内。

       在井下采煤工作面实施分段交替充填。顺利解决了膏体接顶不实和膏体一次成型难的问题，采取分段交替充填、多次充填的方法。工作面每割三刀煤充填一个循环，分段用土工布围挡充填池，充填池规格10.5（长）×2.4（宽）×1.5（高）；充填时，从上至下依次循环充填，15分钟左右切换一次布料阀,充填劳动率大大提高。同时,不间断巡查充填区的挡浆排支柱受力和顶板密实度情况,检测充填效果和质量。一旦发现问题立即进行二次充填,确保充填质量。这种方法使充填接顶率达到90%以上,有效控制了侧压过大和膏体料浆窜出对工作面环境的不利影响。

       在不断的技术创新中从三个方面予以突破。一是优化生产劳动组织,实现高效率开采。充填结束后,膏体料浆凝固时间在8个小时左右，这段时间工人只能做些辅助工作,生产效率偏低。为此,他们创新了工作面布置和劳动组织方法,两个采煤工作面已背斜轴划分为两个块段，充份利用地质条件使两个采煤工作面均能仰斜开采，共用一套充填管路，实现一个面充填、一个面出煤。这样,在不增加人员的前提下,两个工作面交替作业。二是优化作业人员配置。该项目前期预计配备人员173人，通过劳动组织优化及岗位优化，最终实现配备人员118人，其中地面12人（负责料场矸石破碎、操控投料系统、装运散装水泥）、井下充填站泵 28人（负责水泥翻仓、充填料放仓、设备操控等）、回采工作面充填工19人、采煤工19人、其它辅助工29人、管理人员11人。三是有效控制顶板下沉，实现安全高效开采。目前工作面上下巷安装了10组顶板离层仪，8组顶底板移近量观测站，4组自制测量顶板下沉量U型钢支柱，有效监测井下顶底板活动数据。

       经过一年来的创新和改进，截止到4月5日，充填开采项目累计出煤12000吨；累计充填量11000m³；共计消耗水泥1400吨，粉煤灰3080吨，炉渣5280吨，矸石7920吨。

       矸石膏体充填采空区采煤技术的应用，不仅有效解放出“三下”压煤，还实现尾矿资源化利用，保护生态环境，真正做到“黑色煤炭、绿色开采、地面零塌陷”最大限度的回收了煤炭资源，实现矿井绿色发展。七矿公司龙湖矿矿井采后充填开采工作的成功，为七矿公司在新建矿、新立矿等其它煤矿推广应用充填开采技术提供了科学依据，为企业实现绿色开采，改革创新、转型发展起到了积极的推动作用，同时，也为龙煤集团开采“三下煤”提供技术支撑和宝贵经验。

       本网通讯员：刘永平