全国最大智能化矸石充填系统成功投运
来源:陕煤集团 | 作者:mtjgly | 发布时间: 2023-03-21 | 868 次浏览 | 分享到:

生机盎然的三月,地处毛乌素腹地的小保当矿业公司,春的气息扑面而来,整个矿区焕发着勃勃生机。在日渐浓厚的绿意中,全国最大智能化矸石充填系统在小保当矿业公司成功投运,即将承担200万吨/年的矸石处理量,助力该陕煤集团实现煤炭资源开发与生态保护和谐发展,走出一条生态优先的绿色发展道路,书写出又一年“春天的答卷”。

从“谋一域”到“谋全局”找准关键激发生态环保新活力

有煤就会有矸石,作为煤炭生产的衍生物,矸石会对大气、水源、土壤产生污染,这是所有煤炭企业的老大难问题。如何最大限度地保护环境,让经济效益和生态效益“握手言和”?

该公司自成立以来,始终坚持绿色低碳发展观,向生态要效益,向生态要发展,全力推进生态保护修复,把矸石“放回”矿山的“肚子”里封存,让矸石充填赋予绿色开采新动能。

几年前,“矸石充填”对该公司而言,还是一个未知领域。随着一、二号煤矿全面转入生产型矿井,面对达产后每年100余万吨的矸石量,矸石处置的需求日趋强烈,这就需要从全局角度思考如何提高生态环保新动能。

思想上率先破冰,行动上才能突围。该公司党委书记、董事长杨征带头开展对标学习,多次组织设计方案研讨,于2021年7月正式启动《采空区煤矸石充填和地质环境综合治理技术方案》编制,着眼打造全域多要素、立体化的生态“大格局”,成为该公司坚定不移走绿色低碳发展之路,推动企业加快转型发展赛道上奋力奔跑的代名词。

近一年的探索和研究,该公司先后联合陕西省煤田地质集团、自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室、西安科技大学等多家企业及科研单位,提出了矸石采空区注浆充填的思路,2021年10月设立了《采空区地表沉陷治理技术研究与应用》这一科研项目,并顺利通过陕煤集团立项评审,开始踏上建设全国规模最大、处置能力最大的矸石充填系统的道路。

2022年5月,总体技术方案确定后,项目正式开工建设,吹响了改善矿区生态与生活环境,解决经济发展与生态保护矛盾,助力实现“双碳”目标,推进黄河流域生态保护和高质量发展的响亮号角。

从“精准施策”到“落地生根”瞄准前沿赋予绿色发展新动能

矸石充填是实现绿色高效开采的“利器”,项目早日建成便能早日投入使用,为此该公司提出了保证矸石充填系统施工的具体方案。

施工过程中,该公司紧盯时间节点,抢抓有利时期,倒排工期,加快施工进度,定期组织召开项目建设推进会,围绕人员和设备投入、现场作业安全保障等问题进行协商。成立矸石充填系统建设小组,统筹兼顾,负责协调施工组织、提供技术支撑、破解施工难题、保证工程安全质量,助力项目建设高质量完成。

一步一个台阶,一步一个脚步,半年多的时间,从零到有,该公司在摸索中前行,在奋斗中进取,矸石充填工期提前1个月完成,期间不断改进设计方案,加快项目建设。

在该公司各项资源全面保障情况下,筛分破碎车间、成品矸石仓、充填泵站等土建工程顺利完工,同时铺设了矸石浆运输管道,完成了两组丛式注浆钻孔施工,经过联合调试,各项功能均满足项目设计要求,年处理煤矸石量达到200万吨的充填系统正式投入运行。

为保障与井下采空区衔接相匹配,该公司积极探索寻求高效注浆工艺,不断升级改进现有注浆系统,最终大幅度提升了单日注浆量,取得了注浆300m³/h提升至350m³/h的重大突破!

“随着矸石充填项目的成功应用,地面洗选出的矸石得到就地处置,创建了地面不新增矸石的工程范例,减轻了采空区地表沉陷带来的生态环境影响,为矿区环境生态化、开采方式科学化、资源利用高效化注入新动能。”杨征介绍道。

从“循规蹈矩”到“向前一步”重点跨越引领矸石充填技术新发展

矸石仓中的矸石缓缓地通过输矸皮带进入筛分破碎车间,两级破碎后筛选破碎合格的矸石颗粒进入矸石缓冲仓,通过一定比例加水制成特定浓度的浆液,经工业充填泵加压后,顺着长距离充填管路输送至采空区地表钻孔……走进该公司矸石充填站,抬眼望去便是整齐划一、排列有序的智能矸石充填成套系统。

抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。面对采空区地下空间分布特征不明确、矸石浆长距离管道运输、采空区“三带”丛式钻孔施工工艺不成熟等难题,没有成熟的经验可借鉴,该公司便集中力量在绿色“卡脖子”技术难题上进行攻关,加快技术创新成果转化。

矸石集中制浆输送至采空区地表充填钻孔距离长达7.8公里,是国内目前最长的矸石浆运输管道,一旦管道堵塞,轻则延误充填进度,重则导致管道报废,针对这种情况,公司组织专业技术人员积极探讨技术创新路径,运用多相流数值模拟技术,构建了最优管道运输关键参数,从而攻克了矸石浆长距离管道运输难题,同时采用智能回溯+AI识别,对长距离充填管道进行实时监测,对堵管隐患及时进行安全闭环。

“我们通过自主探索,结合流变模型和管道阻力模型,设定了模型边界,模拟了7.8公里管道运输过程,明确了管道出口压差、阻力分布以及粒径体积分布等关键参数,实现单组丛式充填井充填量7万吨。”该公司党委副书记、总经理薛晓强介绍道。

该公司不断在原有基础上探索,充分结合智能化矿井建设优势,按照“保障安全、先进实用、经济可靠”的原则,建成了智能一体化充填系统,实现了注浆系统的高效泵送、智能运维、智慧管理,确保系统的高度集成、总体优化、安全可靠。

智能化矸石充填系统的成功投运,为矸石处置开辟了新思路,提供了新方法,同时也大大提高了充填效率,形成了独具矿井特色的智能化高效充填模式,为榆神矿区保水采煤提供了有效的技术支撑。

绿色矿山建设没有休止符,小保当矿业公司将以咬定青山不放松的执着、行百里者半九十的清醒,既谋划长远,又干在当下,以生态优先推进绿色发展,创造绿色低碳发展增长模式,为陕煤集团创建世界一流企业作出应有的贡献。