資源枯竭求新路
作為全國三大主焦煤生產(chǎn)基地之一的七臺河礦業(yè)公司，在61年的發(fā)展歷程中，井下賦存的煤炭可采儲量逐年銳減，煤炭資源面臨枯竭。據(jù)了解，該公司“三下”壓煤8000多萬噸，這些煤炭資源因技術(shù)問題尚未被開采。
為解決這一難題，2019年5月初，該公司組織人員先后到山東能源岱莊煤礦、華恒煤礦和沈陽焦煤西馬煤礦實地考察學(xué)習(xí)礦井采后充填采煤工藝，隨后召開班子會議，決定在龍湖煤礦首試該工藝。
據(jù)悉，龍湖煤礦“三下”壓煤可采儲量達(dá)974.6萬噸，實施該工藝的首采工作面位于龍湖煤礦一采下山區(qū)68號煤層右三片。為了充分利用好人力資源，該公司將停產(chǎn)整頓的向陽煤礦的技術(shù)人員調(diào)配到龍湖煤礦，負(fù)責(zé)實施該工藝。
為掌握合理的充填材料配比，技術(shù)人員建立了地面充填實驗室。根據(jù)山東科技大學(xué)編制的龍湖煤礦膏體充填開采方案設(shè)計相關(guān)要求，他們先后對水泥、粉煤灰、爐渣、矸石、水的含量做了27種配比和312個實驗?zāi)K，并進行了塌落度、單軸抗壓強度、質(zhì)量濃度試驗。經(jīng)過分析試驗數(shù)據(jù)，他們確定了最終的材料配比。
掌握了技術(shù)數(shù)據(jù)后，他們在龍湖煤礦和龍湖選煤廠地面矸石貨場安設(shè)了矸石破碎機、粉煤灰儲料罐，建設(shè)了投料廠房，隨后在六采工業(yè)廣場安設(shè)了2個水泥罐，構(gòu)建成一套地面矸石破碎及投料系統(tǒng)，日破碎矸石350噸。該系統(tǒng)所需的爐渣、粉煤灰由該公司矸石發(fā)電廠供應(yīng)，散裝水泥由廠家供應(yīng)。
與此同時，他們還建立了井下充填泵站輸料系統(tǒng)。他們在一采下山區(qū)二片石門設(shè)充填泵站硐室，矸石倉內(nèi)的混合料和水泥倉內(nèi)的水泥通過皮帶運輸至充填泵站硐室，經(jīng)攪拌機和螺旋輸送機攪拌后，用充填泵加壓輸送至采煤工作面充填池內(nèi)。
系統(tǒng)設(shè)備安裝完畢后，經(jīng)過研究，他們在井下采煤工作面采用分段交替充填、多次充填的方法，順利解決了膏體接頂不實和膏體一次成型難的問題。此外，他們還不間斷巡查充填區(qū)的擋漿排支柱受力和頂板密實度情況，檢測充填效果和質(zhì)量，一旦發(fā)現(xiàn)問題立即進行二次充填，確保充填質(zhì)量過關(guān)。這種方法使充填接頂效率達(dá)到90%以上，有效解決了側(cè)壓過大和膏體料漿竄出對工作面環(huán)境產(chǎn)生不利的難題。
優(yōu)化工藝提升效益
今年1月中旬，該工程竣工，技術(shù)人員開始調(diào)試設(shè)備。在調(diào)試和運轉(zhuǎn)中，他們發(fā)現(xiàn)該工程存在一些問題，需要從以下幾方面予以突破。
一是充填結(jié)束后，膏體料漿凝固時間需要8小時，生產(chǎn)效率偏低。為此，他們創(chuàng)新布置工作面，利用地質(zhì)條件使兩個采煤工作面均能仰斜開采，共用一套充填管路，實現(xiàn)一個工作面充填、一個工作面出煤，使兩個工作面交替作業(yè)。
二是該項目前期預(yù)計配備工作人員173人，通過勞動組織優(yōu)化及崗位優(yōu)化，減少用工，最終實現(xiàn)配備人員118人。
三是有效控制頂板下沉，實現(xiàn)安全高效開采。目前，他們在施工工作面上下巷安裝了10組頂板離層儀、8組頂?shù)装逡平坑^測站、4組自制的測量頂板下沉量U型鋼支柱，有效監(jiān)測井下頂?shù)装寤顒訑?shù)據(jù)。
截至5月19日，該工藝?yán)鄯e為龍湖煤礦出煤3.055萬噸，并將3萬多噸煤矸石和爐渣充填到該礦井下采空區(qū)，不僅有效釋放了該礦的“三下”壓煤，而且還保護了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境。
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