近日，煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司(煤科院)在山西省晉城地區(qū)取得重大突破，其承建矸石充填及殘留煤柱充填回收系統(tǒng)正式投入運(yùn)行。這一成果標(biāo)志著煤科院在推動(dòng)煤炭資源開發(fā)與生態(tài)保護(hù)和諧發(fā)展方面邁出了堅(jiān)實(shí)一步，也是其深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和做強(qiáng)主業(yè)戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)。
蘇村煤礦作為典型的資源枯竭型礦井，面臨著地面庫容已滿、矸石處置壓力巨大以及急需回收大巷煤柱和邊角煤以延長礦井壽命的雙重挑戰(zhàn)。針對這一現(xiàn)狀，煤科院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮其在殘煤復(fù)采、礦壓理論、矸石充填開采等方面的核心技術(shù)優(yōu)勢，成功攻克了一系列技術(shù)難題。
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了皮帶+漿液分送、巷口二次混合噴射技術(shù)，有效解決了大巷煤柱回收過程中礦壓顯現(xiàn)強(qiáng)烈、矸石破碎耗能大和近水平遠(yuǎn)距離充填動(dòng)力不足的問題。這一技術(shù)的落地實(shí)施，為礦區(qū)環(huán)境生態(tài)化、資源回收高效化、耗能低碳化注入了新的活力。
據(jù)煤科院介紹在矸石處置技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了重大創(chuàng)新。通過地面洗選矸石僅經(jīng)過1級破碎、篩分，即可形成低成本、低耗能、低排放的30毫米粒徑粗粒矸石粉料，并通過單獨(dú)皮帶輸送至支巷。同時(shí)，煤科院還利用鋼渣和煤基固廢制成了具有自主產(chǎn)權(quán)的膠凝材料，加水?dāng)嚢韬笮纬删|(zhì)漿液，經(jīng)長距離充填管道輸送至支巷，有效避免了充填開采過程中的堵管現(xiàn)象。
該充填系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能一體化控制，包括矸石破碎、給料輸送、漿液制備及輸送、充填體噴射等關(guān)鍵流程均實(shí)現(xiàn)了在線監(jiān)測和一鍵啟動(dòng)。整個(gè)地面運(yùn)行期間僅需1人操作，大大提高了充填系統(tǒng)的運(yùn)行效率和管理水平。此外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還自主研發(fā)了充填系統(tǒng)故障智能識別系統(tǒng)和異常報(bào)警系統(tǒng)，確保了充填系統(tǒng)的高效、智能、穩(wěn)定運(yùn)行。
系統(tǒng)投產(chǎn)達(dá)效后，蘇村煤礦每年可增加煤柱回收產(chǎn)能16萬噸，有效延長了礦井壽命。這一成果不僅為晉城地區(qū)早日實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、建設(shè)綠色城市貢獻(xiàn)了央企力量，也為枯竭礦井延續(xù)壽命、增加資源回收提供了可借鑒的手段。
蘇村煤礦近水平遠(yuǎn)距離粗粒矸石充填系統(tǒng)的正式投運(yùn)，創(chuàng)建了殘煤充填復(fù)采+大宗固廢聯(lián)合處置的工程范例，消除了大宗固廢地面處置和開采造成的生態(tài)環(huán)境影響，具有重大的推廣意義和應(yīng)用價(jià)值。