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；預計項目達到年煤炭產(chǎn)量20萬噸，龍湖礦可實現(xiàn)直接經(jīng)濟效益3830萬元，七臺河礦業(yè)公司洗選加工創(chuàng)經(jīng)濟效益1340萬元……
這組數(shù)據(jù)是七臺河礦業(yè)公司在龍湖礦應用膏體充填開采工藝以來的一組“經(jīng)濟賬單”。集團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)公司勇當集團公司綠色充填開采“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導的關懷和關注，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，集團公司黨委書記、董事長孫成坤等集團公司領導，黑龍江煤監(jiān)局、佳合監(jiān)察分局領導先后到龍湖礦膏體充填開采工作面檢查指導工作，《黑龍江日報》、黑龍江省電視臺、“學習強國”黑龍江學習平臺、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，全面學習推廣七臺河礦業(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、災害顯現(xiàn)日趨嚴重、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，但推進中面臨著諸多坎坷荊棘。2017年，時任七臺河礦業(yè)公司董事長的集團公司黨委常委、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)公司新一屆領導班子組建后，提出了“堅持以安全生產(chǎn)基礎建設為前提，以保證效率效益為目標，以提高單產(chǎn)單進為手段，以集約高效為支撐，緊緊依靠科技進步與改革創(chuàng)新，走出一條七煤特色安全高效發(fā)展之路”的總要求，快馬加鞭推進膏體充填開采項目建設。2019年五月份，張長山召開公司領導班子會議，廣泛征求領導班子成員意見和建議，并上報集團公司，得到了集團公司的大力支持；劉金奇率隊深入沈陽焦煤西馬煤礦實地考察學習膏體充填開采工藝……從項目提出到考察論證，從立項報批到設計施工，從廠房建設到設備安裝，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)公司領導多次親臨項目現(xiàn)場指導、協(xié)調(diào)推進項目建設，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)公司領導的心血，凝聚著龍湖礦、向陽礦和建設施工單位、物資保供、機關業(yè)務部室的辛勤汗水……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軍號，參戰(zhàn)人員變壓力為動力，主動對標行業(yè)領先、勇于創(chuàng)新攻難克艱、謀劃創(chuàng)立行業(yè)新標，以開闊胸襟、開闊視野引領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攪拌后，由充填泵加壓經(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個實驗模塊進行塌落度、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提供的膏體充填開采方案設計制定礦壓與充填體監(jiān)測技術(shù)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?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)，工程建設者、項目推進者、充填各環(huán)節(jié)實施者，都使出渾身解數(shù)，建設最優(yōu)工程、跟進最快銜接，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，認真研究分析，加強與山東科技大學、龍煤設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、改進生產(chǎn)工藝，解決了一個又一個技術(shù)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，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、一項項指標日益向好、一組組數(shù)據(jù)攀升喜人——七臺河礦業(yè)公司應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年達到50萬噸，2022年達到100萬噸，相當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)新井建設投資大、周期長的難題。歷時九個月的建設，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)。負責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，比預計人員配置減少55人，降低了生產(chǎn)人工成本，經(jīng)濟效益明顯。
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)公司下達的目標計劃任務，當月實現(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，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，翻打工作量少，經(jīng)濟效益明顯提高；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，保護地表建筑物，消化了地面堆積矸石，保護了礦區(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)保護統(tǒng)籌兼顧，促進了七臺河礦業(yè)公司健康、可持續(xù)發(fā)展。集團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)服務年限。下一步，集團公司將以七臺河礦業(yè)公司為樣板，全面推廣應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，為建設新時代現(xiàn)代化新龍煤做貢獻。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
