資源“顆粒歸倉” 綻放綠色希望
——七臺河礦業(yè)公司膏體充填開采成功經(jīng)驗紀(jì)略
七月份，龍湖礦生產(chǎn)煤炭6.46萬噸，消化矸石4.9萬噸，實現(xiàn)收入3301萬元，噸煤成本360.61元，直接每噸成本292.16元、間接每噸成本68.45元，實現(xiàn)利潤948萬元；截至八月上旬，凈利潤突破1000萬元；預(yù)計項目達(dá)到年煤炭產(chǎn)量20萬噸，龍湖礦可實現(xiàn)直接經(jīng)濟(jì)效益3830萬元，七臺河礦業(yè)公司洗選加工創(chuàng)經(jīng)濟(jì)效益1340萬元……
這組數(shù)據(jù)是七臺河礦業(yè)公司在龍湖礦應(yīng)用膏體充填開采工藝以來的一組“經(jīng)濟(jì)賬單”。集團(tuán)公司所屬煤礦隨著多年高強度開采，采深持續(xù)增加，普遍面臨著資源枯竭、生產(chǎn)規(guī)模下降、深部開采條件日趨復(fù)雜、生態(tài)環(huán)境破壞明顯、“三下”壓煤問題突出、生產(chǎn)經(jīng)營困難加劇等問題。七臺河礦業(yè)公司勇當(dāng)集團(tuán)公司綠色充填開采“先驅(qū)”，踐行“青山綠水就是金山銀山”理念，提出了“變廢為寶、矸石回填、置換開采”的思路，在龍湖礦創(chuàng)新應(yīng)用似膏體充填開采工藝，著力破除污染環(huán)境和釋放壓煤資源的難題。七臺河礦業(yè)公司和龍湖礦應(yīng)用膏體充填開采工藝讓煤炭“顆粒歸倉”這一技術(shù)突破，成功地開創(chuàng)了全省膏體充填開采工藝應(yīng)用先河，實現(xiàn)了走向長壁充填綠色開采，釋放了“三下”壓煤，提高了煤炭回收率，延長了礦井服務(wù)年限，減少了地面矸石堆積，避免了井下開采造成地表塌陷和建筑物損毀，提高了經(jīng)濟(jì)效益、安全效益和社會效益。龍湖礦膏體充填開采項目受到了各級領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)懷和關(guān)注，市委書記王秋實剛調(diào)任到七臺河市工作就來到龍湖礦膏體充填開采工作面視察調(diào)研，集團(tuán)公司黨委書記、董事長孫成坤等集團(tuán)公司領(lǐng)導(dǎo)，黑龍江煤監(jiān)局、佳合監(jiān)察分局領(lǐng)導(dǎo)先后到龍湖礦膏體充填開采工作面檢查指導(dǎo)工作，《黑龍江日報》、黑龍江省電視臺、“學(xué)習(xí)強國”黑龍江學(xué)習(xí)平臺、七臺河市電視臺等多家媒體做專題報道，在社會上引起了強烈反響。近日，集團(tuán)公司七臺河礦業(yè)公司召開充填開采工藝龍湖礦經(jīng)驗交流座談會，全面學(xué)習(xí)推廣七臺河礦業(yè)公司膏體充填開采好作法，努力推動煤炭生產(chǎn)方式變革，全面提升煤炭主業(yè)科學(xué)發(fā)展水平。七臺河礦業(yè)公司由于長時間高強度開采，資源日趨緊張、采深持續(xù)加大、災(zāi)害顯現(xiàn)日趨嚴(yán)重、生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)萎縮……諸多問題制約著七臺河礦業(yè)公司生存和發(fā)展，企業(yè)要生存、要發(fā)展，創(chuàng)新是根本出路。在當(dāng)前“三下”壓煤問題突出、生態(tài)環(huán)境破壞明顯的情況下，膏體充填開采因其突出性和前瞻性也越來越成為煤礦可持續(xù)發(fā)展的主流技術(shù)理念。膏體充填開采既緩解了資源枯竭、節(jié)約了資源，又改善了生態(tài)環(huán)境、有效減少安全事故發(fā)生，是實現(xiàn)煤礦可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
充填材料罐
膏體充填開采是七臺河礦區(qū)的一條綠色希望之路，但推進(jìn)中面臨著諸多坎坷荊棘。確定了目標(biāo)，剩下的就是“擼起袖子加油干”。2017年，時任七臺河礦業(yè)公司董事長的集團(tuán)公司黨委常委、副總經(jīng)理、總工程師、安全總監(jiān)梁德決定在七臺河開展膏體充填開采工作。2019年，以七臺河礦業(yè)公司黨委書記、董事長張長山，七臺河礦業(yè)公司黨委副書記、副董事長、總經(jīng)理劉金奇為首的七臺河礦業(yè)公司新一屆領(lǐng)導(dǎo)班子組建后，提出了“堅持以安全生產(chǎn)基礎(chǔ)建設(shè)為前提，以保證效率效益為目標(biāo)，以提高單產(chǎn)單進(jìn)為手段，以集約高效為支撐，緊緊依靠科技進(jìn)步與改革創(chuàng)新，走出一條七煤特色安全高效發(fā)展之路”的總要求，快馬加鞭推進(jìn)膏體充填開采項目建設(shè)。2019年五月份，張長山召開公司領(lǐng)導(dǎo)班子會議，廣泛征求領(lǐng)導(dǎo)班子成員意見和建議，并上報集團(tuán)公司，得到了集團(tuán)公司的大力支持；劉金奇率隊深入沈陽焦煤西馬煤礦實地考察學(xué)習(xí)膏體充填開采工藝……從項目提出到考察論證，從立項報批到設(shè)計施工，從廠房建設(shè)到設(shè)備安裝，從生產(chǎn)調(diào)試到正式生產(chǎn)，張長山、劉金奇、魏傳忠、徐振龍、張文勝、馮俊杰等七臺河礦業(yè)公司領(lǐng)導(dǎo)多次親臨項目現(xiàn)場指導(dǎo)、協(xié)調(diào)推進(jìn)項目建設(shè)，保證項目成功運行。龍湖礦充填開采項目凝聚著七臺河礦業(yè)公司領(lǐng)導(dǎo)的心血，凝聚著龍湖礦、向陽礦和建設(shè)施工單位、物資保供、機關(guān)業(yè)務(wù)部室的辛勤汗水……龍湖礦牽頭、向陽礦實施，成立龍湖礦向陽新區(qū)，吹響了揮師膏體充填開采的進(jìn)軍號，參戰(zhàn)人員變壓力為動力，主動對標(biāo)行業(yè)領(lǐng)先、勇于創(chuàng)新攻難克艱、謀劃創(chuàng)立行業(yè)新標(biāo)，以開闊胸襟、開闊視野引領(lǐng)煤礦似膏體充填開采。
職工在煤矸石場操作粉碎機
龍湖礦在膏體充填開采區(qū)布置了兩組采煤工作面，采取走向長壁對采方式，采煤、充填交替作業(yè)；采煤工作面采用高檔普采采煤工藝，單體液壓支柱+長探梁支護(hù)頂板，采后頂板不垮落，充填體凝固后支撐頂板。龍湖礦在六采區(qū)工業(yè)廣場設(shè)兩個容量150噸的水泥儲料罐，散裝水泥經(jīng)六采斜井采用礦車運輸至井下，經(jīng)翻車機翻入井下水泥倉。一采下山區(qū)二片石門設(shè)充填泵站硐室，井下矸石倉內(nèi)的混合料和水泥倉內(nèi)的水泥通過變頻稱重給料機經(jīng)皮帶運輸運至充填泵站硐室，經(jīng)攪拌機和螺旋輸送機加水?dāng)嚢韬?，由充填泵加壓?jīng)充填管路輸送至采煤工作面充填池內(nèi)。在龍選廠貨場設(shè)矸石破碎系統(tǒng)、料場、粉煤灰儲料罐和投料廠房，煤矸石破碎后與粉煤灰通過變頻稱重給料機定量配比經(jīng)投料井投入井下矸石倉。在龍湖礦地面設(shè)有膏體充填開采實驗室，從2019年12月開始陸續(xù)做了33種配比、342個實驗?zāi)K進(jìn)行塌落度、單軸抗壓強度、質(zhì)量濃度試驗，通過試驗數(shù)據(jù)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％。龍湖礦參照山東科技大學(xué)提供的膏體充填開采方案設(shè)計制定礦壓與充填體監(jiān)測技術(shù)方案，在地面共設(shè)立了49個巖移觀測站，在井下順槽巷道安設(shè)16組頂板離層儀，8組頂?shù)装逡平坑^測站、6組自制頂板下沉量監(jiān)測裝置觀測地表下沉量、井下覆巖壓力和移動量。在兩個月的安裝期內(nèi)，工程建設(shè)者、項目推進(jìn)者、充填各環(huán)節(jié)實施者，都使出渾身解數(shù)，建設(shè)最優(yōu)工程、跟進(jìn)最快銜接，用實干業(yè)績體現(xiàn)了實施似膏體充填開采項目的“龍湖質(zhì)量”、“龍湖速度”，為黑龍江省煤炭行業(yè)推進(jìn)礦井充填開采做出了“龍湖探索”、積累了“龍湖經(jīng)驗”、開創(chuàng)了“龍湖模式”。2020年1月18日，龍湖礦井下充填站輸送的200余立方似膏體充填料漿一次性泵送到充填工作面，3月6日龍湖礦膏體充填開采項目通過驗收，標(biāo)志著龍湖礦膏體充填開采工程正式建成投產(chǎn)。在龍湖礦建設(shè)礦井充填開采項目過程中，張長山兩次在龍湖礦礦井充填開采工作面帶班，參加班前課，與職工一同入井一同升井，全過程檢查指導(dǎo)井下生產(chǎn)作業(yè)情況。劉金奇每星期到龍湖礦組織召開一次礦井充填開采工作推進(jìn)會議，了解生產(chǎn)動態(tài)，解決實際問題，特別是1月7日投料井發(fā)生堵井事故后，他親自在現(xiàn)場指揮2天2夜，研究部署處理方案，最終成功疏通投料井。龍湖礦、向陽礦針對礦井充填開采工作面實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題，認(rèn)真研究分析，加強與山東科技大學(xué)、龍煤設(shè)計院和山東恒馳礦業(yè)裝備科技有限公司等科研院所合作，不斷優(yōu)化、改進(jìn)生產(chǎn)工藝，解決了一個又一個技術(shù)難題。通過反復(fù)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，徹底解決了堵管的問題；工作面彎頭和變徑前端的主管路上增設(shè)直徑219型布料閥，一旦在變徑處發(fā)生堵管事故，可以實現(xiàn)處理堵管和充填平行作業(yè)，減少窩工，提高工作效率；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(yè)質(zhì)量，充填池內(nèi)的漿體壓力主要集中在軟幫側(cè)已凝固的充填實體上，減少了漿體對充填池下幫的壓力，最大限度地減少了發(fā)生跑漿事故，提高了充填作業(yè)的安全性；更換新型土工布，瀝水率提高至約3％，膏體凝固速度快，性能提升明顯；優(yōu)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(nèi)的水分可以充分瀝出，確保作業(yè)安全；接續(xù)工作面計劃采用“110工法”和“N00工法”，少掘半煤巖巷道2000米，按每米2500元計算，僅此一項就節(jié)約成本500萬元。
堅定不移的信念、科學(xué)高效的舉措、不折不扣的落實……在多重合力的助推之下，一個個難題迎刃而解、一項項指標(biāo)日益向好、一組組數(shù)據(jù)攀升喜人——七臺河礦業(yè)公司應(yīng)用膏體充填開采工藝在龍湖礦結(jié)出碩果：按照規(guī)劃，七臺河礦業(yè)公司2020年充填開采產(chǎn)量規(guī)模為15萬噸，2021年達(dá)到50萬噸，2022年達(dá)到100萬噸，相當(dāng)于新建一個中型礦井，解決七臺河礦業(yè)公司資源枯竭、接續(xù)新井建設(shè)投資大、周期長的難題。歷時九個月的建設(shè)，龍湖礦充填開采項目于2020年3月6日通過驗收，正式投產(chǎn)。負(fù)責(zé)膏體充填開采工作的龍湖礦向陽新區(qū)強化生產(chǎn)組織，各工種作業(yè)人員素質(zhì)不斷增強，工序銜接逐漸順暢，勞動效率明顯提高，目前一個小班即可完成圍池工作，四個小班完成一個采煤、充填作業(yè)循環(huán)。通過勞動組織優(yōu)化及崗位優(yōu)化，他們實現(xiàn)了井上、井下多工種兼職和圍池過程中采煤工、充填工、輔助工交叉作業(yè)，最終實現(xiàn)人員配備118人，比預(yù)計人員配置減少55人，降低了生產(chǎn)人工成本，經(jīng)濟(jì)效益明顯。
隨著原煤產(chǎn)量穩(wěn)步提高，龍湖礦礦井充填開采工作面六月份生產(chǎn)每天18361噸，完成了七臺河礦業(yè)公司下達(dá)的目標(biāo)計劃任務(wù)，當(dāng)月實現(xiàn)利潤384萬元。經(jīng)過不斷的摸索和創(chuàng)新，龍湖礦膏體充填開采工藝日趨成熟，首次在高寒地區(qū)成功實現(xiàn)走向長壁充填開采，技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理，安全性能可靠、產(chǎn)量穩(wěn)步提升。龍湖礦礦井充填開采工作面采后頂板不冒落，充入采空區(qū)的膏體凝固后支撐頂板，采面采動壓力由充填體和四周煤巖體共同承擔(dān)，不形成“三帶”，無周期來壓顯現(xiàn)；工作面采用五排五柱單體液壓支柱支護(hù)，翻打工作量少，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高；工作面頂板條件好，安全系數(shù)高；膏體充填開采頂板巖層移動沒有明顯的“上三帶”分布，即垮落帶、裂縫帶和彎曲下沉帶。根據(jù)觀測，截至目前，井下巷道頂板最大下沉量為1厘米，地面最大沉降量為0.6厘米。井下開采對地面影響較小，有利于控制地表沉陷，保護(hù)地表建筑物，消化了地面堆積矸石，保護(hù)了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)了礦山綠色開采，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。七臺河礦業(yè)公司每年外排160萬噸煤矸石，除少量用于修路、制磚等外，其它大都起山堆放。七臺河礦業(yè)公司熱電廠年產(chǎn)粉煤灰30萬噸，其工業(yè)用途較少，大多只能外排。這些固體廢棄物占用土地資源、污染礦區(qū)環(huán)境，環(huán)保成本高。七臺河礦業(yè)公司膏體充填開采項目利用煤矸石為主要充填骨料，以水泥、粉煤灰為主要膠凝材料制成膏體充入井下采空區(qū)，實現(xiàn)了煤矸石、粉煤灰等固體廢棄物資源化利用，做到了資源開發(fā)和生態(tài)保護(hù)統(tǒng)籌兼顧，促進(jìn)了七臺河礦業(yè)公司健康、可持續(xù)發(fā)展。集團(tuán)公司實施膏體充填開采項目旨在實現(xiàn)綠色增效，延長礦區(qū)服務(wù)年限。下一步，集團(tuán)公司將以七臺河礦業(yè)公司為樣板，全面推廣應(yīng)用膏體充填開采工藝，走出一條具有龍煤特色的轉(zhuǎn)型發(fā)展道路，為建設(shè)新時代現(xiàn)代化新龍煤做貢獻(xiàn)。來源/七臺河礦工報 圖片/向陽煤礦提供 文/邢秀芬 編審/鄂俊光
