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平煤神馬十一礦攻關(guān)大采高充填開采項(xiàng)目

  • 2024年02月18日 11:58
  • 來源:中新網(wǎng)河南
  • 責(zé)任編輯:楊宜方

  這是一個(gè)備受矚目的項(xiàng)目。它的進(jìn)展與突破關(guān)乎十一礦乃至中國平煤神馬集團(tuán)解決“三下”壓煤問題、釋放優(yōu)質(zhì)煤炭產(chǎn)能、實(shí)現(xiàn)安全綠色可持續(xù)發(fā)展;

  這是一次先行先試的示范。將充填開采技術(shù)應(yīng)用于6米厚煤層,在全國尚屬首例,對于國內(nèi)煤炭行業(yè)加快推進(jìn)開采方式變革具有示范引領(lǐng)意義;

  這是一條注定艱難的荊途。沒有任何現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可供借鑒,面對大埋深、大采高、復(fù)合頂板等諸多困難,只能在試驗(yàn)中總結(jié)、在施工中優(yōu)化、在摸索中前行。

  從采面支架選型到設(shè)備安裝應(yīng)用,從充填管路自主研制到地面大型拌漿站及井下二級充填站建成,從主體工程完工到充填持續(xù)推進(jìn)……

  截至2023年12月底,中國平煤神馬集團(tuán)十一礦已完成40輪充填,累計(jì)充填膏體11.15萬立方米,消化矸石12.25萬噸,生產(chǎn)商品煤24.63萬噸。特別是2023年12月份,該礦充填5輪、割煤6輪,推進(jìn)19.3米,產(chǎn)煤5萬噸以上,創(chuàng)去年以來最好成績,走在了全國膏體充填綠色開采領(lǐng)域前列。

  1月6日,中國平煤神馬集團(tuán)集團(tuán)在十一礦舉行會議,為該項(xiàng)目取得重大突破祝捷。集團(tuán)主要領(lǐng)導(dǎo)為項(xiàng)目課題組頒發(fā)50萬元激勵(lì)獎(jiǎng)金和祝捷錦旗,對該礦樹立重大創(chuàng)新項(xiàng)目銳意進(jìn)取、勇于突破的標(biāo)桿,有力帶動集團(tuán)煤炭板塊核心競爭力持續(xù)增強(qiáng)給予充分肯定。

  “項(xiàng)目能取得重大突破殊為不易。實(shí)施過程中無論遇到什么樣的難題,我們完成任務(wù)的決心從未動搖,再硬的骨頭也要把它啃下來!痹摰V副礦長(主持工作)趙磊說。

  迎難

  如何解放“三下”優(yōu)質(zhì)煤炭資源,提高資源利用率,延長礦井服務(wù)年限,是中國平煤神馬集團(tuán)十一礦可持續(xù)發(fā)展面臨的“卡脖子”難題。該礦井田范圍內(nèi)“三下”壓煤可采儲量1.3億噸,其中己組煤9380萬噸,己四采區(qū)優(yōu)質(zhì)己組煉焦煤約690萬噸。

  有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,目前,我國生產(chǎn)礦井“三下”壓煤工業(yè)儲量約133億噸,集團(tuán)所屬20對生產(chǎn)礦井“三下”壓煤約18億噸。

  作為破解“三下”壓煤開采難題的重要手段,充填開采是隨著采煤工作面的推進(jìn),向采空區(qū)送入煤矸石、粉煤灰等充填材料形成充填體,并在充填體保護(hù)下進(jìn)行采煤的技術(shù)。

  這種開采方式可以減少井下瓦斯積聚,減小煤層頂板下沉量,同時(shí)能有效解決傳統(tǒng)垮落式開采造成的煤矸石堆存占用土地,以及易引發(fā)地表水和地下水資源破壞、地面沉陷等問題。

  早在2013年,國家四部委就制定印發(fā)了《煤礦充填開采工作指導(dǎo)意見》,鼓勵(lì)煤炭企業(yè)探索應(yīng)用充填開采技術(shù)。此外,財(cái)政部、國家稅務(wù)總局也出臺文件,自2014年12月1日至2023年8月31日,對充填開采置換出來的煤炭,資源稅減征50%,并于去年8月發(fā)文將此減稅政策延續(xù)至2027年12月31日。

  雖有政策加持,但由于充填開采工序多、消耗大,推進(jìn)速度過快還可能影響充填效果,不少煤炭企業(yè)望而卻步。

  對于下大力氣探索充填開采技術(shù),十一礦的決心異常堅(jiān)定!凹訌(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)、堅(jiān)持綠色低碳發(fā)展是國有企業(yè)應(yīng)當(dāng)履行的政治責(zé)任和社會責(zé)任,無論是從落實(shí)國家戰(zhàn)略、助推行業(yè)生產(chǎn)方式變革,還是從破解自身可持續(xù)發(fā)展難題、為集團(tuán)煤礦未來發(fā)展積累寶貴經(jīng)驗(yàn)而言,我們都必須扛牢責(zé)任使命,全力以赴把這個(gè)項(xiàng)目實(shí)施好!痹摰V黨委書記余貴軍說。

  在中國平煤神馬集團(tuán)集團(tuán)的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)和大力支持下,2021年8月,經(jīng)過多次現(xiàn)場勘測、專題研討,結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造、賦存條件全面論證,該礦制定了矸石充填置換煤炭資源開采方案,準(zhǔn)備在己16、17-24100采面實(shí)施6米大采高綜采架后膏體充填開采。

  此后,該項(xiàng)目被列入集團(tuán)重大科研項(xiàng)目和重點(diǎn)攻關(guān)課題。中國平煤神馬集團(tuán)集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)多次現(xiàn)場調(diào)研指導(dǎo),集團(tuán)相關(guān)部門積極幫助協(xié)調(diào)解決項(xiàng)目遇到的問題,為項(xiàng)目順利實(shí)施提供了強(qiáng)有力支持。

  起速

  起步就是沖刺。為保證項(xiàng)目進(jìn)度,十一礦成立充填開采項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組,下設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室,負(fù)責(zé)推進(jìn)項(xiàng)目日常工作;成立工程技術(shù)工作組、項(xiàng)目推進(jìn)工作組、對外聯(lián)絡(luò)協(xié)調(diào)工作組,合理分工,明確責(zé)任,加強(qiáng)協(xié)同配合;每天早、晚兩次召開專題會議,并建立項(xiàng)目微信群,各施工環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人每天匯報(bào)工作進(jìn)度,及時(shí)協(xié)調(diào)解決項(xiàng)目推進(jìn)中遇到的問題。

  在有力的組織保障下,干部職工抓項(xiàng)目、搶進(jìn)度的干勁被充分激發(fā)。

  2022年1月18日,第一架充填支架到礦,綜機(jī)工廠需要在不到1個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成設(shè)備地面聯(lián)合試車、建立培訓(xùn)實(shí)操基地等任務(wù)。工期緊、任務(wù)重,該廠92名干部職工放棄春節(jié)等節(jié)假日休息時(shí)間,全力以赴搶時(shí)間、趕進(jìn)度,最終如期完成工作任務(wù)。

  從2022年2月9日第一架設(shè)備入井,到當(dāng)年5月17日最后一架設(shè)備在下井口平安出罐,該礦機(jī)安隊(duì)克服設(shè)備超長、吊裝角度大等難題,探索出罐內(nèi)龍門架多點(diǎn)固定等技術(shù),將新型采煤支架的入井工效由1架9個(gè)小時(shí)提升到1架不足2個(gè)小時(shí),創(chuàng)出全國同類型礦井大型采煤支架入井工效新紀(jì)錄。

  充填系統(tǒng)施工時(shí)正值夏季,為縮短工期,充填班班長張冰冰緊盯地面一級充填站2號斜廊皮帶安裝等重點(diǎn)任務(wù)。他每天第一個(gè)到現(xiàn)場、最后一個(gè)離開,與技術(shù)人員一起研究皮帶安裝方案,頂著烈日帶領(lǐng)工友一起鋪設(shè)空中皮帶棧橋,胳膊被曬得滾燙的金屬部件燙傷也毫無怨言。最終,他們順利完成了施工任務(wù)。

  從采面支架選型、充填管路制作到設(shè)備安裝應(yīng)用,從地面大型拌漿站、井下二級充填站到相關(guān)配套設(shè)施……在該礦干部職工共同努力下,8個(gè)月就完成項(xiàng)目主體工程建設(shè)。一個(gè)占地7000多平方米,包含皮帶走廊、變電站、破碎篩分車間、物料儲存罐等在內(nèi)的地面充填站拔地而起;7600米長的充填管路猶如一條巨龍,沿明斜井、己四軌道下山、二級充填站延伸至己16、17-24100工作面。

  值得一提的是,該項(xiàng)目在國內(nèi)煤礦充填開采領(lǐng)域創(chuàng)下采高最高、管路最長、管徑最大、埋深最深、采長最長、地質(zhì)條件最復(fù)雜等6項(xiàng)紀(jì)錄。

  攻堅(jiān)

  作為領(lǐng)行業(yè)之先的重大創(chuàng)新項(xiàng)目,推進(jìn)過程注定不會一帆風(fēng)順,但在項(xiàng)目建設(shè)中遇到的困難之大之多,還是超出了該礦干部職工的想象。

  采面頂板破碎,沒等充填架后頂板已垮落;第一次充填,充填物漏了三分之一;各環(huán)節(jié)銜接不暢,時(shí)常發(fā)生局部堵塞……問題出在哪里?到底能不能干成?一系列問題的出現(xiàn),引起了一些來自外界的質(zhì)疑。

  這對項(xiàng)目所有參與者來說,既是壓力也是動力。他們回應(yīng)質(zhì)疑的方式就是實(shí)干,把問題摸得再透一些、把根源找得再準(zhǔn)一些、把方案定得再完善一些、把措施執(zhí)行得再到位一些,用攻堅(jiān)克難、堅(jiān)持不懈的“充填精神”破除前進(jìn)道路上的重重障礙。

  封堵之困,是充填中遇到的棘手難題。充填開采效果主要取決于采面封堵和添加劑配比,采面封堵效果好,就可以避免跑漿漏漿問題。

  要想破題,首先要根據(jù)復(fù)合頂板隨采隨落的特性,保證頂板的留設(shè)。為此,該礦召開頂板支護(hù)專題會議,確定采用超前支護(hù)的方式進(jìn)行頂板管理。負(fù)責(zé)施工的綜采一隊(duì)加緊研究施工方案、優(yōu)化勞動組織,全力以赴保證工作進(jìn)度。

  為解決支架工不會使用錨索鉆機(jī)的問題,該礦采煤戰(zhàn)線協(xié)調(diào)相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo),使施工效率由原來的單班施工5根錨索提升至目前的35根。合力攻堅(jiān)之下,超前支護(hù)成功實(shí)施,有效控制了頂板下沉、垮落等情況,為支架后部待充填區(qū)域頂板的留設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

  第九輪封堵時(shí),綜采一隊(duì)使用雙層木板墻配合單體柱作支撐進(jìn)行架后封堵,每隔30架至40架支架設(shè)置一個(gè)單獨(dú)充填單元,每個(gè)充填單元內(nèi)設(shè)置2道至4道緩沖墻,有效控制了膏體流動。其間,該隊(duì)職工通過肩扛手抬的方式,將1.6萬個(gè)煤袋、68根單體柱、52根圓木點(diǎn)柱及不同規(guī)格的近300塊木板等封堵材料運(yùn)至架后待充填區(qū)域。

  “沒有一個(gè)人喊苦叫累,大家都憋著一股勁,全力以赴提升封堵效果。”該隊(duì)黨支部書記朱永樂說。

  去年12月,十一礦新一屆領(lǐng)導(dǎo)班子發(fā)揮集體智慧,緊扣充填工序銜接時(shí)間,優(yōu)化隔離封堵工藝,通過用架后三腳架代替木板釘接操作平臺、支架尾梁壓實(shí)封堵布代替單體柱加封堵板支撐、優(yōu)化隔離墻施工工藝等措施,使單次封堵時(shí)間由15天優(yōu)化至2天。

  堵管之困是另一道難題。由于項(xiàng)目輸送管路長,矸石膏體配比稍有偏差,就會發(fā)生膏體未輸送到二級充填站,在管路內(nèi)沉積凝固的現(xiàn)象,造成管路堵塞。

  “我們試驗(yàn)的膏體只有0.001立方米,每次充填等于是1000倍以上的放大,配比還需要考慮充填工作面的溫度、濕度以及攪拌時(shí)的膏體混合度,難度很大!睓C(jī)安隊(duì)充填班職工丁文雅說。

  為破解難題,該礦先后進(jìn)行了926次配比試驗(yàn),尋找最具性價(jià)比的配比材料,同時(shí)不斷優(yōu)化配方,縮短膏體初凝時(shí)間,從原來的5天縮短至16個(gè)小時(shí),有效減少了堵管風(fēng)險(xiǎn)。

  前路

  盡管項(xiàng)目已經(jīng)取得重大突破,但十一礦干部職工攻堅(jiān)的腳步并未停止,對充填開采提效的探索還在繼續(xù)。

  “提高充填循環(huán)效率、降低充填成本是我們攻關(guān)的重點(diǎn)。要想在這方面取得更大突破,就需要持續(xù)優(yōu)化充填材料配比。”充填班技術(shù)負(fù)責(zé)人仝凱亮說,“只有不斷探索,才能找到最佳配比方案!

  去年12月中旬,該礦連續(xù)兩次召開推進(jìn)會,圍繞充填開采項(xiàng)目提效方案的可行性與項(xiàng)目合作方有關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行討論。

  近期,該礦領(lǐng)導(dǎo)班子成員通過深入現(xiàn)場調(diào)研,系統(tǒng)梳理了項(xiàng)目存在的封堵隔離工序多、時(shí)間長,地面矸石破碎系統(tǒng)能力不足等問題,并制定了針對性解決方案。下一步,該礦將繼續(xù)創(chuàng)新封堵隔離技術(shù),提高超前支護(hù)和矸石破碎效率,努力實(shí)現(xiàn)連續(xù)高效充填。

  “從立項(xiàng)啟動到現(xiàn)在,我們在一路發(fā)現(xiàn)問題、解決問題中,取得了許多技術(shù)上的突破,積累了不少寶貴經(jīng)驗(yàn),也錘煉了干部職工能力作風(fēng)。下一步,我們要積極推進(jìn)充填開采增效提質(zhì),加快固廢投料井建設(shè),嘗試膏體+矸石協(xié)同充填,力爭早日實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)8萬噸的目標(biāo)!壁w磊說。(趙曉輝 褚松江)

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