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咬定充填開采不放松

——龍湖礦攻克應(yīng)用膏體充填開采技術(shù)難關(guān)紀實

2019年10月末，龍湖礦膏體充填開采項目礦建工程結(jié)束，共計施工1100米；2019年11月上旬，機電總廠、土建工程處等單位開始安裝井上下工程；今年一月中旬，龍湖礦膏體充填開采項目安裝工程結(jié)束，開始設(shè)備調(diào)試和試運轉(zhuǎn) 。

今年3月6日，龍湖礦膏體充填開采項目正式竣工投產(chǎn)創(chuàng)效……

從項目立項至今，龍湖礦膏體充填開采項目得到了七礦公司和相關(guān)單位的大力支持，特別是龍湖礦參加項目建設(shè)的參戰(zhàn)人員敢為人先、積極進取，干當前、想長遠，不斷改進和優(yōu)化工藝，破解了投料井精準貫通、配比不佳堵管、工作面跑漿等硬核技術(shù)難題，攻克了保溫技術(shù)難題，在黑龍江高寒地區(qū)實現(xiàn)了四季充填開采，探索出了更實用、更高效、更經(jīng)濟、獨具七煤特色的充填開采工藝。

對于煤炭企業(yè)來講，膏體充填開采方式具有回采率高、地表生態(tài)環(huán)境破壞較小、安全性高的優(yōu)點，是資源型企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。但在七煤，這還是一項新技術(shù)，沒有實踐經(jīng)驗，堪稱 “磨刀石”項目?？渴裁刺魬?zhàn)“磨刀石”，讓膏體充填開采技術(shù)實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化、在七煤落地開花？

七礦公司先后聯(lián)系山東科技大學(xué)、中煤科工集團唐山研究院有限公司、龍煤礦業(yè)工程設(shè)計研究院有限公司、山東恒馳礦業(yè)裝備科技有限公司研討方案，并結(jié)合礦井壓煤現(xiàn)狀，利用龍湖礦一采下山區(qū)現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)進行改造，創(chuàng)新應(yīng)用膏體充填開采技術(shù)，提前回收礦井工業(yè)廣場優(yōu)質(zhì)煤炭資源。

七礦公司主要領(lǐng)導(dǎo)親自部署落實龍湖礦應(yīng)用膏體充填開采技術(shù)，龍湖礦嚴控項目投資，制定工藝流程，組織參戰(zhàn)人員倒排工期、掛圖作戰(zhàn)……一系列措施成為挑戰(zhàn)“磨刀石”的“三板斧”。

龍湖礦嚴控項目投資，在制定工藝流程的同時，建立煤矸石破碎及投料系統(tǒng)，破碎后的煤矸石、粉煤灰通過變頻稱重給料機定量配比，經(jīng)上料皮帶運至投料井投入井下矸石倉；在六采工業(yè)廣場設(shè)水泥罐，散裝水泥經(jīng)翻車機翻入井下水泥倉；建立井下充填泵站輸料系統(tǒng)，矸石倉內(nèi)混合料和水泥倉內(nèi)水泥通過變頻稱重給料機，經(jīng)皮帶運輸至充填泵站，再通過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)。

龍湖礦建立地面充填實驗室，根據(jù)山東科技大學(xué)編制的龍湖礦膏體充填開采方案設(shè)計相關(guān)要求，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％；制定巖移觀測方案，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。

龍湖礦科學(xué)合理確定充填開采地點，一采下山區(qū)68號煤層右三片、右四片工作面采用高檔普采回采工藝，進行采煤、充填交替作業(yè)，使用五排五柱單體液壓支柱挑長探梁支護頂板，采后頂板采用膏體充填支護。

龍湖礦膏體充填開采項目投產(chǎn)振奮人心，可謂來之不易，但在實際應(yīng)用過程中也遇到了諸多難題，如何盡快啃下影響新技術(shù)應(yīng)用的“硬骨頭”？

公司領(lǐng)導(dǎo)多次深入龍湖礦井下充填開采工作面了解生產(chǎn)動態(tài)，認真研究分析生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，改進生產(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，解決了堵管的問題；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)漿體壓力主要集中在軟幫側(cè)已凝固的充填實體上，龍湖礦減少漿體對充填池下幫的壓力及跑漿事故的發(fā)生，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％，加快了膏體凝固速度，性能明顯提升；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)水分可以充分瀝出和作業(yè)安全。

目前，龍湖礦充填隊一個小班即可完成圍池工作，四個小班可完成一個采煤、充填作業(yè)循環(huán)，通過優(yōu)化勞動組織及崗位，實現(xiàn)了井上、井下多工種兼職作業(yè)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，降低了人工成本，經(jīng)濟效益明顯。

經(jīng)過近九個多月的充填回采，龍湖礦膏體充填開采頂板巖層移動沒有明顯的垮落帶、裂縫帶和彎曲下沉帶的“上三帶”分布，無周期來壓顯現(xiàn)。截至目前，地面無下沉量，消除了隱患，大幅降低了礦壓顯現(xiàn)強度。

龍湖礦創(chuàng)新應(yīng)用膏體充填開采技術(shù)以來，與時間賽跑，既分工負責(zé)，又緊密合作，一次次討論問題、分析原因，一次次思想碰撞、集智攻關(guān)，他們爭分奪秒、連續(xù)作戰(zhàn)，在多重合力的助推下，用辛勤的汗水換來了一次又一次的成功“捷報”，一個個難題迎刃而解，延長了礦井服務(wù)年限。

龍湖礦應(yīng)用膏體充填開采技術(shù)后，可有效預(yù)防頂板事故和突水事故，消除采空區(qū)瓦斯積聚和浮煤自燃風(fēng)險，提高煤礦安全保障能力；大量消化煤矸石，減少地面矸石山堆積占地，消除了環(huán)境污染，避免了地面基礎(chǔ)設(shè)施、建筑物損毀和村莊搬遷，保護了生態(tài)和資源，實現(xiàn)了煤炭綠色開采，為集團公司和公司在同等條件礦井推廣應(yīng)用膏體充填開采技術(shù)、實現(xiàn)煤炭綠色開采提供了可借鑒的實踐經(jīng)驗。