平煤神马十一矿攻关大采高充填开采项目
2024-02-19 08:56:23   来源： ()　   评论：0 点击：

　　这是一个备受瞩目的项目。它的进展与突破关乎十一矿乃至中国平煤神马集团解决“三下”压煤问题、释放优质煤炭产能、实现安全绿色可持续发展;

　　这是一次先行先试的示范。将充填开采技术应用于6米厚煤层，在全国尚属首例，对于国内煤炭行业加快推进开采方式变革具有示范引领意义;

　　这是一条注定艰难的荆途。没有任何现成经验可供借鉴，面对大埋深、大采高、复合顶板等诸多困难，只能在试验中总结、在施工中优化、在摸索中前行。

　　从采面支架选型到设备安装应用，从充填管路自主研制到地面大型拌浆站及井下二级充填站建成，从主体工程完工到充填持续推进……

　　截至2023年12月底，中国平煤神马集团十一矿已完成40轮充填，累计充填膏体11.15万立方米，消化矸石12.25万吨，生产商品煤24.63万吨。特别是2023年12月份，该矿充填5轮、割煤6轮，推进19.3米，产煤5万吨以上，创去年以来最好成绩，走在了全国膏体充填绿色开采领域前列。

　　1月6日，中国平煤神马集团集团在十一矿举行会议，为该项目取得重大突破祝捷。集团主要领导为项目课题组颁发50万元激励奖金和祝捷锦旗，对该矿树立重大创新项目锐意进取、勇于突破的标杆，有力带动集团煤炭板块核心竞争力持续增强给予充分肯定。

　　“项目能取得重大突破殊为不易。实施过程中无论遇到什么样的难题，我们完成任务的决心从未动摇，再硬的骨头也要把它啃下来。”该矿副矿长(主持工作)赵磊说。

　　迎难

　　如何解放“三下”优质煤炭资源，提高资源利用率，延长矿井服务年限，是中国平煤神马集团十一矿可持续发展面临的“卡脖子”难题。该矿井田范围内“三下”压煤可采储量1.3亿吨，其中己组煤9380万吨，己四采区优质己组炼焦煤约690万吨。

　　有关数据显示，目前，我国生产矿井“三下”压煤工业储量约133亿吨，集团所属20对生产矿井“三下”压煤约18亿吨。

　　作为破解“三下”压煤开采难题的重要手段，充填开采是随着采煤工作面的推进，向采空区送入煤矸石、粉煤灰等充填材料形成充填体，并在充填体保护下进行采煤的技术。

　　这种开采方式可以减少井下瓦斯积聚，减小煤层顶板下沉量，同时能有效解决传统垮落式开采造成的煤矸石堆存占用土地，以及易引发地表水和地下水资源破坏、地面沉陷等问题。

　　早在2013年，国家四部委就制定印发了《煤矿充填开采工作指导意见》，鼓励煤炭企业探索应用充填开采技术。此外，财政部、国家税务总局也出台文件，自2014年12月1日至2023年8月31日，对充填开采置换出来的煤炭，资源税减征50%，并于去年8月发文将此减税政策延续至2027年12月31日。

　　虽有政策加持，但由于充填开采工序多、消耗大，推进速度过快还可能影响充填效果，不少煤炭企业望而却步。

　　对于下大力气探索充填开采技术，十一矿的决心异常坚定。“加强生态文明建设、坚持绿色低碳发展是国有企业应当履行的政治责任和社会责任，无论是从落实国家战略、助推行业生产方式变革，还是从破解自身可持续发展难题、为集团煤矿未来发展积累宝贵经验而言，我们都必须扛牢责任使命，全力以赴把这个项目实施好。”该矿党委书记余贵军说。

　　在中国平煤神马集团集团的坚强领导和大力支持下，2021年8月，经过多次现场勘测、专题研讨，结合地质构造、赋存条件全面论证，该矿制定了矸石充填置换煤炭资源开采方案，准备在己16、17-24100采面实施6米大采高综采架后膏体充填开采。

　　此后，该项目被列入集团重大科研项目和重点攻关课题。中国平煤神马集团集团领导多次现场调研指导，集团相关部门积极帮助协调解决项目遇到的问题，为项目顺利实施提供了强有力支持。

　　起速

　　起步就是冲刺。为保证项目进度，十一矿成立充填开采项目领导小组，下设领导小组办公室，负责推进项目日常工作;成立工程技术工作组、项目推进工作组、对外联络协调工作组，合理分工，明确责任，加强协同配合;每天早、晚两次召开专题会议，并建立项目微信群，各施工环节负责人每天汇报工作进度，及时协调解决项目推进中遇到的问题。

　　在有力的组织保障下，干部职工抓项目、抢进度的干劲被充分激发。

　　2022年1月18日，第一架充填支架到矿，综机工厂需要在不到1个月时间内完成设备地面联合试车、建立培训实操基地等任务。工期紧、任务重，该厂92名干部职工放弃春节等节假日休息时间，全力以赴抢时间、赶进度，最终如期完成工作任务。

　　从2022年2月9日第一架设备入井，到当年5月17日最后一架设备在下井口平安出罐，该矿机安队克服设备超长、吊装角度大等难题，探索出罐内龙门架多点固定等技术，将新型采煤支架的入井工效由1架9个小时提升到1架不足2个小时，创出全国同类型矿井大型采煤支架入井工效新纪录。

　　充填系统施工时正值夏季，为缩短工期，充填班班长张冰冰紧盯地面一级充填站2号斜廊皮带安装等重点任务。他每天第一个到现场、最后一个离开，与技术人员一起研究皮带安装方案，顶着烈日带领工友一起铺设空中皮带栈桥，胳膊被晒得滚烫的金属部件烫伤也毫无怨言。最终，他们顺利完成了施工任务。

　　从采面支架选型、充填管路制作到设备安装应用，从地面大型拌浆站、井下二级充填站到相关配套设施……在该矿干部职工共同努力下，8个月就完成项目主体工程建设。一个占地7000多平方米，包含皮带走廊、变电站、破碎筛分车间、物料储存罐等在内的地面充填站拔地而起;7600米长的充填管路犹如一条巨龙，沿明斜井、己四轨道下山、二级充填站延伸至己16、17-24100工作面。

　　值得一提的是，该项目在国内煤矿充填开采领域创下采高最高、管路最长、管径最大、埋深最深、采长最长、地质条件最复杂等6项纪录。

　　攻坚

　　作为领行业之先的重大创新项目，推进过程注定不会一帆风顺，但在项目建设中遇到的困难之大之多，还是超出了该矿干部职工的想象。

　　采面顶板破碎，没等充填架后顶板已垮落;第一次充填，充填物漏了三分之一;各环节衔接不畅，时常发生局部堵塞……问题出在哪里?到底能不能干成?一系列问题的出现，引起了一些来自外界的质疑。

　　这对项目所有参与者来说，既是压力也是动力。他们回应质疑的方式就是实干，把问题摸得再透一些、把根源找得再准一些、把方案定得再完善一些、把措施执行得再到位一些，用攻坚克难、坚持不懈的“充填精神”破除前进道路上的重重障碍。

　　封堵之困，是充填中遇到的棘手难题。充填开采效果主要取决于采面封堵和添加剂配比，采面封堵效果好，就可以避免跑浆漏浆问题。

　　要想破题，首先要根据复合顶板随采随落的特性，保证顶板的留设。为此，该矿召开顶板支护专题会议，确定采用超前支护的方式进行顶板管理。负责施工的综采一队加紧研究施工方案、优化劳动组织，全力以赴保证工作进度。

　　为解决支架工不会使用锚索钻机的问题，该矿采煤战线协调相关技术人员进行现场指导，使施工效率由原来的单班施工5根锚索提升至目前的35根。合力攻坚之下，超前支护成功实施，有效控制了顶板下沉、垮落等情况，为支架后部待充填区域顶板的留设奠定了坚实基础。

　　第九轮封堵时，综采一队使用双层木板墙配合单体柱作支撑进行架后封堵，每隔30架至40架支架设置一个单独充填单元，每个充填单元内设置2道至4道缓冲墙，有效控制了膏体流动。其间，该队职工通过肩扛手抬的方式，将1.6万个煤袋、68根单体柱、52根圆木点柱及不同规格的近300块木板等封堵材料运至架后待充填区域。

　　“没有一个人喊苦叫累，大家都憋着一股劲，全力以赴提升封堵效果。”该队党支部书记朱永乐说。

　　去年12月，十一矿新一届领导班子发挥集体智慧，紧扣充填工序衔接时间，优化隔离封堵工艺，通过用架后三脚架代替木板钉接操作平台、支架尾梁压实封堵布代替单体柱加封堵板支撑、优化隔离墙施工工艺等措施，使单次封堵时间由15天优化至2天。

　　堵管之困是另一道难题。由于项目输送管路长，矸石膏体配比稍有偏差，就会发生膏体未输送到二级充填站，在管路内沉积凝固的现象，造成管路堵塞。

　　“我们试验的膏体只有0.001立方米，每次充填等于是1000倍以上的放大，配比还需要考虑充填工作面的温度、湿度以及搅拌时的膏体混合度，难度很大。”机安队充填班职工丁文雅说。

　　为破解难题，该矿先后进行了926次配比试验，寻找最具性价比的配比材料，同时不断优化配方，缩短膏体初凝时间，从原来的5天缩短至16个小时，有效减少了堵管风险。

　　前路

　　尽管项目已经取得重大突破，但十一矿干部职工攻坚的脚步并未停止，对充填开采提效的探索还在继续。

　　“提高充填循环效率、降低充填成本是我们攻关的重点。要想在这方面取得更大突破，就需要持续优化充填材料配比。”充填班技术负责人仝凯亮说，“只有不断探索，才能找到最佳配比方案。”

　　去年12月中旬，该矿连续两次召开推进会，围绕充填开采项目提效方案的可行性与项目合作方有关负责人进行讨论。

　　近期，该矿领导班子成员通过深入现场调研，系统梳理了项目存在的封堵隔离工序多、时间长，地面矸石破碎系统能力不足等问题，并制定了针对性解决方案。下一步，该矿将继续创新封堵隔离技术，提高超前支护和矸石破碎效率，努力实现连续高效充填。

　　“从立项启动到现在，我们在一路发现问题、解决问题中，取得了许多技术上的突破，积累了不少宝贵经验，也锤炼了干部职工能力作风。下一步，我们要积极推进充填开采增效提质，加快固废投料井建设，尝试膏体+矸石协同充填，力争早日实现月产8万吨的目标。”赵磊说。