在绿色矿山建设中,冀中能源股份公司邢东矿有着清晰的目标,那就是不追求单一的井下绿色采煤,单纯的地面绿化美化,而是定位在从采掘机运通、选煤的生产全过程,到矿井生产生活生态甚至思想政治工作的全环节的“本质绿色矿山”建设。
邢东矿认为,“本质绿色矿山”建设既是生产理念,也是经营理念,既要体现对自然原生态的尊重,也要体现对景观生态的保护与重建。
在这个定位下,他们实践了一条以全面“集成”为特色的“本质绿色矿山”路线,形成了在矿井复杂条件下保持绿色开采,700人生产700万吨煤的高效生产格局。
采掘充填集成
邢东矿是2001年建成投产的。
建设之初,邢东矿面临的最大困境,就是紧邻市区村庄压煤多,开始建井时就不允许建矸石山。邢东矿井田范围内有大小村庄11个,村庄压煤占矿井地质储量的82.8%,且这些村庄多数相互交错、重叠,搬迁困难。从建井开始就搬迁的1个村庄,耗资1亿多元,10年还没有搬迁完。截至2011年底,该矿有村庄压煤4386.37万吨。
邢东矿要发展,首先要解决的是不建矸石山的问题。他们自主创新研发了井下巷道矸石充填技术及装备,实现矸石不升井。这项充填技术及装备获得了国家5项专利。截至2011年底,邢东矿运用这项技术已掘进充填巷道17666米,充填矸石33.8万立方米,置换煤炭53.4万吨,创直接经济效益3.6亿元。
但巷道充填只解决了矸石不升井问题,距离“本质绿色矿山”还有很远。由于村庄压煤和地质构造原因,邢东矿井下形成了大量的“孤岛”型煤层块段和边角煤,单一的充填方式很难满足绿色开采的要求,而巷道矸石充填效率低、成本高,不适合大面积开采。于是,邢东矿确定了“集成”式充填路线。
超高水充填开采、采空区注浆充填开采、工作面矸石开采和短壁充填开采等一系列充填技术研究紧锣密鼓地同时开始进行,有的进入了工作面应用阶段,有的完成了开采准备工作,正在进入实施阶段。
超高水充填技术在我国矿井已有应用,邢东矿根据自己的情况在1126工作面对其进行了创新。这项技术在邢东应用有两个第一:5米高架综采超高水充填是国内第一套,分体可伸缩超高水充填综采支架也是全国第一。这项技术成功解决了邢东矿综采机械化采煤与超高水充填的平行作业问题。目前,1126工作面的充填开采能力已达到月产5万吨以上,累计产煤12万多吨。
采空区注浆充填技术可以实现采充“分离”,促进充填开采能力提高。2012年,邢东矿与四川大学合作,开展了采空区注浆充填技术研究,具体方法是:快速完成工作面的回采后,对工作面进行密闭打钻注浆,填充采空区,控制采空区上覆岩层下沉。目前,该技术的工业试验各项准备工作已经完成,6月中旬开始在1221工作面进行注浆充填。该技术成功后,将成为邢东矿主要的开采方式。
针对巷道矸石充填开采存在的掘进率高、成本高、占用人员多、回采率低的问题,邢东矿开展了工作面矸石充填开采技术研究,主要是配合井下预排矸系统,解决矸石处理问题,将矸石作为资源在井下充填。目前,矸石充填支架和装备已经就绪并开始在1221工作面安装,今年7月矸石充填工作面将建成,8月开始充填回采。
短壁充填开采是其他充填开采方式的有效补充,可以安全高效回收边角煤,解决因边角煤形状不规则、范围小,不易布置工作面开采的问题。而“孤岛”型煤层块段和边角煤多正是邢东矿的软肋。邢东矿将通过采用这项充填技术,使边角煤回收走在全国前列。
多项充填技术的集成应用研究,让邢东矿实现绿色开采成为可能,不仅可以解放4300多万吨资源,使矿井保持年产125万吨生产40年,还可以实现土地不塌陷、地面无污染。迁村开采将随之成为历史。
来源:中国煤炭报