煤矸石作为煤炭生产伴生产物,长期堆放不仅污染环境,而且在高温天气下容易自燃带来安全隐患。煤业集团晋城煤炭事业部所属的煤矿每年排矸量约800~1000万吨,为降低煤矸石固体废弃物的排放量,使之得到合理利用,实现价值最大化,晋城煤炭事业部积极探索,实施煤矸石研磨填充开采技术,可就地转化利用煤矸石,提高资源回收率、降低煤矸石治理成本,同时,通过对采空区的科学填充,可有效解决地表沉陷,释放优质煤炭资源,在煤矸石变废为宝的征程上,开拓了一条新路径。
晋城煤炭事业部所属煤矿“三下”压覆煤炭资源总量约10亿吨,建筑物保护等级在Ⅲ级及以下的资源储量约2亿吨,为做到资源开采“应收尽收”,事业部按照“一矿一策”原则,实施煤矸石注浆填充,预计年煤矸石处理能力达到200万吨,年回收“三下”压覆资源约300万吨,增加利润约3~4亿元。
为进一步释放所属矿井的“三下”压覆资源,解决煤矸石排放问题,事业部筹建成立煤矸石治理项目部,并在赵庄二号井先行先试,打响了煤矸石填充开采的“第一枪”。赵庄二号井作为事业部年产120万吨的直属矿井,仅3号煤压覆资源就达5000万吨。为此,事业部从煤层填充围岩控制理论等基础研究入手,率先实施煤矸石注浆填充工艺,并已完成2307、2309两个工作面的覆岩离层注浆试采,成功回收煤炭资源640万吨。
据赵庄二号井总工程师王全明介绍,目前,赵庄二号井2309工作面已进入安全补液监测阶段,与此同时,为保障与井下采煤面衔接相匹配,他们采用高效注浆工艺,不断升级改进现有注浆系统,最终,每日注浆量由800吨提升至1500吨。此外,他们创新改进注浆管线的防脱装置,消除了高压注浆管路运行中的潜在安全隐患,切实提升注浆现场的安全管理水平。矸石填充项目部副部长李沛告诉笔者,利用煤矸石注浆填充技术,仅两个工作面就消耗粉煤灰87万吨。这是一举两得的好事,不仅解决了地表沉降和塌陷问题,节省了修复费用,还解决了困扰多年的煤矸石固废排放难题。后期,我们还将在2305工作面上使用煤矸石进行填充,按照这样计算,能多回收精煤5000万吨,至少延长矿井开采年限6年。截至目前,现场注浆设备已安全无事故运行1个多月,注浆量得到了较大提升,为赵庄二号井2305工作面的顺利回采提供了有力保障。
张燕娟