繞過山煤國(guó)際霍爾辛赫煤業(yè)公司(以下簡(jiǎn)稱霍爾辛赫煤業(yè))主井,,不遠(yuǎn)處矗立著一座拱形彩鋼房。走進(jìn)房?jī)?nèi),,一排排工業(yè)設(shè)備高低錯(cuò)落,、布置有序,高速運(yùn)轉(zhuǎn)中,,轟鳴聲響徹廠房,。
這里是霍爾辛赫煤業(yè)煤矸石注漿站,,也是該公司推動(dòng)煤炭資源綠色開采技術(shù)革新的“作戰(zhàn)地”。
近年來,,該公司引進(jìn)覆巖離層注漿充填技術(shù),,解決了“三下”壓煤開采和煤矸石處置難題。
探索引入覆巖離層注漿充填技術(shù)
霍爾辛赫煤業(yè)是山煤國(guó)際公司動(dòng)力煤主力生產(chǎn)礦井,,年生產(chǎn)能力400萬噸,。
井田上,分布著大小42個(gè)村莊,、焦化廠,、加油站等建筑物,“三下”壓煤總量可觀,。
霍爾辛赫煤業(yè)黨委書記,、董事長(zhǎng)李建功表示:“如果能把這些煤炭資源都開采出來,對(duì)于提升產(chǎn)能和推動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要,?!?/p>
覆巖離層注漿充填技術(shù)被引入應(yīng)用。該技術(shù)由山西文龍中美環(huán)能科技股份有限公司院士工作站研發(fā),,將工業(yè)固廢作為充填物注入井下離層空間,。
從2020年論證調(diào)研到目前3個(gè)工作面煤炭得以開采,5年時(shí)間里,,霍爾辛赫煤業(yè)覆巖離層注漿充填技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三代迭新。
山西省“三下”壓煤賦存復(fù)雜多樣,,如何讓復(fù)雜地質(zhì)變得簡(jiǎn)單可控,,成為他們初期技術(shù)攻關(guān)的主要方向。
以3501工作面為試點(diǎn),,該公司提出建立全過程地表沉陷“四區(qū)”控制模型,,將采區(qū)精確分為常規(guī)區(qū)、過渡區(qū),、注漿區(qū)和控制區(qū),。通過分區(qū)治理、精準(zhǔn)控制,,再輔以單孔提級(jí)注漿,,一舉攻克復(fù)雜地形不可預(yù)控的技術(shù)難關(guān),形成了霍爾辛赫煤業(yè)覆巖離層注漿技術(shù)1.0版,。
3501工作面實(shí)現(xiàn)回采,,為第2個(gè)試點(diǎn)的注漿充填提供了技術(shù)經(jīng)驗(yàn),但也隨之出現(xiàn)新的難題:因開采模式的局限性,,導(dǎo)致注入的漿液總是偏離既定區(qū)域,,使注漿量與注采比均居高不下,。
面對(duì)如何控制注漿量,減小注漿成本,,技術(shù)團(tuán)隊(duì)提出了帷幕封堵增效技術(shù)——將研發(fā)的自膨脹水泥速凝封堵材料打入特定鉆孔,,有效堵住“漏斗”,漿液不再偏離,。
歷經(jīng)1年多的技術(shù)實(shí)施,,到2023年10月回采完成時(shí),第2試點(diǎn)的注漿量減少9萬噸,,注采比降低0.2,,注漿充填2.0版本正式落地。
3801工作面壓覆于加油站下,?!跋啾绕渌ㄖ铮佑驼緦?duì)地表穩(wěn)定性要求更高,。加之前期采動(dòng)影響,,充填開采難度呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)?!痹摴旧a(chǎn)技術(shù)部部長(zhǎng)刁懷斌說,。
這一階段,技術(shù)團(tuán)隊(duì)形成了集制漿,、注漿與沉陷控制效果于一體的綜合監(jiān)控體系,,掌握了建構(gòu)圖數(shù)字動(dòng)態(tài)安全預(yù)警防護(hù)技術(shù),提出了地表沉淀控制導(dǎo)向的采注協(xié)同控制方法,,建立遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)收集點(diǎn),,以智能控制、精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)防范地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn),,形成了關(guān)鍵技術(shù)3.0版,。
目前,霍爾辛赫煤業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)已投入到新一輪的科技攻關(guān)中,,致力于離層注漿充填技術(shù)+110工法技術(shù)研究,,以實(shí)現(xiàn)井下資源“顆粒歸倉(cāng)”。
累計(jì)釋放壓覆煤量370多萬噸
截至目前,,該公司已累計(jì)釋放礦井壓覆煤量370多萬噸,,創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益約11.2億元,已形成2個(gè)采面,、2個(gè)備采面,,生產(chǎn)接續(xù)順暢有序。
“覆巖離層注漿充填技術(shù)可有效控制采空區(qū)地表,,實(shí)現(xiàn)源頭止損,,有效解決煤礦開采中的地表沉陷控制,、煤基固廢處置、水資源保護(hù),、采動(dòng)礦震防治等多個(gè)工程難題,。”李建功介紹,。
如今,,在該技術(shù)的助力下,霍爾辛赫煤業(yè)形成“采煤不見煤,、矸石不出礦,、三廢零排放”的綠色發(fā)展格局。
霍爾辛赫煤業(yè)累計(jì)處置煤矸石,、尾煤泥,、粉煤灰290余萬噸。經(jīng)監(jiān)測(cè)驗(yàn)收,,壓覆建筑物的傾斜,、曲率等變形指標(biāo)均滿足國(guó)家對(duì)建筑物一級(jí)保護(hù)等級(jí)的規(guī)定要求。
走進(jìn)煤矸石注漿集控室,,電子大屏顯示著各環(huán)節(jié)作業(yè)情況和工藝動(dòng)圖,,不僅能夠集成監(jiān)控各個(gè)環(huán)節(jié)的作業(yè)情況,還清晰地顯示煤矸石離層注漿充填工藝動(dòng)圖,。
李建功表示,,下一步,他們將積極推動(dòng)新技術(shù)和綠色發(fā)展深度融合,。
據(jù)了解,,“大宗煤基固廢利用與采注協(xié)同綠色開采關(guān)鍵技術(shù)及示范”與“采注協(xié)同綠色開采與建筑物數(shù)智預(yù)警防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)及示范”兩項(xiàng)技術(shù)經(jīng)中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)鑒定,均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,。
梁利惠