在綠色礦山建設中,冀中能源股份公司邢東礦有著清晰的目標,那就是不追求單一的井下綠色采煤,單純的地面綠化美化,而是定位在從采掘機運通、選煤的生產全過程,到礦井生產生活生態(tài)甚至思想政治工作的全環(huán)節(jié)的“本質綠色礦山”建設。
邢東礦認為,“本質綠色礦山”建設既是生產理念,也是經營理念,既要體現(xiàn)對自然原生態(tài)的尊重,也要體現(xiàn)對景觀生態(tài)的保護與重建。
在這個定位下,他們實踐了一條以全面“集成”為特色的“本質綠色礦山”路線,形成了在礦井復雜條件下保持綠色開采,700人生產700萬噸煤的高效生產格局。
采掘充填集成
邢東礦是2001年建成投產的。
建設之初,邢東礦面臨的最大困境,就是緊鄰市區(qū)村莊壓煤多,開始建井時就不允許建矸石山。邢東礦井田范圍內有大小村莊11個,村莊壓煤占礦井地質儲量的82.8%,且這些村莊多數(shù)相互交錯、重疊,搬遷困難。從建井開始就搬遷的1個村莊,耗資1億多元,10年還沒有搬遷完。截至2011年底,該礦有村莊壓煤4386.37萬噸。
邢東礦要發(fā)展,首先要解決的是不建矸石山的問題。他們自主創(chuàng)新研發(fā)了井下巷道矸石充填技術及裝備,實現(xiàn)矸石不升井。這項充填技術及裝備獲得了國家5項專利。截至2011年底,邢東礦運用這項技術已掘進充填巷道17666米,充填矸石33.8萬立方米,置換煤炭53.4萬噸,創(chuàng)直接經濟效益3.6億元。
但巷道充填只解決了矸石不升井問題,距離“本質綠色礦山”還有很遠。由于村莊壓煤和地質構造原因,邢東礦井下形成了大量的“孤島”型煤層塊段和邊角煤,單一的充填方式很難滿足綠色開采的要求,而巷道矸石充填效率低、成本高,不適合大面積開采。于是,邢東礦確定了“集成”式充填路線。
超高水充填開采、采空區(qū)注漿充填開采、工作面矸石開采和短壁充填開采等一系列充填技術研究緊鑼密鼓地同時開始進行,有的進入了工作面應用階段,有的完成了開采準備工作,正在進入實施階段。
超高水充填技術在我國礦井已有應用,邢東礦根據(jù)自己的情況在1126工作面對其進行了創(chuàng)新。這項技術在邢東應用有兩個第一:5米高架綜采超高水充填是國內第一套,分體可伸縮超高水充填綜采支架也是全國第一。這項技術成功解決了邢東礦綜采機械化采煤與超高水充填的平行作業(yè)問題。目前,1126工作面的充填開采能力已達到月產5萬噸以上,累計產煤12萬多噸。
采空區(qū)注漿充填技術可以實現(xiàn)采充“分離”,促進充填開采能力提高。2012年,邢東礦與四川大學合作,開展了采空區(qū)注漿充填技術研究,具體方法是:快速完成工作面的回采后,對工作面進行密閉打鉆注漿,填充采空區(qū),控制采空區(qū)上覆巖層下沉。目前,該技術的工業(yè)試驗各項準備工作已經完成,6月中旬開始在1221工作面進行注漿充填。該技術成功后,將成為邢東礦主要的開采方式。
針對巷道矸石充填開采存在的掘進率高、成本高、占用人員多、回采率低的問題,邢東礦開展了工作面矸石充填開采技術研究,主要是配合井下預排矸系統(tǒng),解決矸石處理問題,將矸石作為資源在井下充填。目前,矸石充填支架和裝備已經就緒并開始在1221工作面安裝,今年7月矸石充填工作面將建成,8月開始充填回采。
短壁充填開采是其他充填開采方式的有效補充,可以安全高效回收邊角煤,解決因邊角煤形狀不規(guī)則、范圍小,不易布置工作面開采的問題。而“孤島”型煤層塊段和邊角煤多正是邢東礦的軟肋。邢東礦將通過采用這項充填技術,使邊角煤回收走在全國前列。
多項充填技術的集成應用研究,讓邢東礦實現(xiàn)綠色開采成為可能,不僅可以解放4300多萬噸資源,使礦井保持年產125萬噸生產40年,還可以實現(xiàn)土地不塌陷、地面無污染。遷村開采將隨之成為歷史。
來源:中國煤炭報