近日，由中國煤科武漢設(shè)計(jì)院自主研發(fā)的“白堊系極軟地層煤礦采空區(qū)矸石漿體充填與灌漿防滅火一體化系統(tǒng)”在華潤電力(錫林郭勒)煤業(yè)有限公司西一礦正式投入運(yùn)行。該系統(tǒng)創(chuàng)新性地將矸石井下充填與防滅火灌漿功能合二為一，年處理能力達(dá)50萬噸，實(shí)現(xiàn)了三軟地層礦井矸石充填技術(shù)的重要突破。
據(jù)了解，西一礦地處白堊系三軟地層區(qū)，具有頂板垮落快、矸石含泥量大等特殊地質(zhì)條件。傳統(tǒng)的地面堆存方式不僅占用土地資源，還存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。而常規(guī)的采空區(qū)充填技術(shù)又面臨充填時(shí)域難確定、矸石成漿輸送困難等技術(shù)瓶頸。
“這套系統(tǒng)成功攻克了極軟地層矸石處置的三大技術(shù)難題。”中國煤科武漢設(shè)計(jì)院生態(tài)（深地）技術(shù)研究院副院長陳虎介紹。研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過建立工作面推進(jìn)過程中冒落帶空隙空間的動(dòng)態(tài)演化模型，創(chuàng)新性地提出了適用于白堊系地層充填時(shí)域與靶區(qū)的計(jì)算方法?；谶@一理論突破，團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研發(fā)了白堊系地層條件下充填層位、采充步距、充填壓力等工藝參數(shù)的量化設(shè)計(jì)工具，成功實(shí)現(xiàn)了白堊系地層矸石井下規(guī)?；幹玫母咝н\(yùn)行。該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新開發(fā)了集分選、破碎、制漿與泵送于一體的連續(xù)化工藝系統(tǒng)。在分選環(huán)節(jié)，采用改進(jìn)的TDS智能分選系統(tǒng)將矸石泥化率控制在系統(tǒng)健康運(yùn)行要求以下。在破碎環(huán)節(jié)，通過重構(gòu)破碎篩分工藝鏈，制備出性能穩(wěn)定的矸石級配料。最后運(yùn)用由中國煤科武漢設(shè)計(jì)院自主研發(fā)的高濃度粗顆粒漿體輸送技術(shù)，成功攻克矸石漿體管道輸送這一行業(yè)瓶頸。
值得關(guān)注的是，這套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了資源循環(huán)利用與安全生產(chǎn)的雙重突破。一方面，將礦井矸石和電廠粉煤灰轉(zhuǎn)化為防滅火材料，實(shí)現(xiàn)了固廢材料的資源化利用。另一方面，通過建立矸石充填、防滅火灌漿協(xié)同管理模型，使系統(tǒng)利用效率提升40%以上。經(jīng)測算，項(xiàng)目全面實(shí)施后，每年可減少矸石和粉煤灰處置費(fèi)用超700萬元，節(jié)約建設(shè)用地5000平方米。
中國煤科武漢設(shè)計(jì)院總工程師辛德林稱，“該技術(shù)創(chuàng)造了‘以廢治災(zāi)、變廢為寶’的綠色開采新模式，為煤炭行業(yè)‘無廢’目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供了可復(fù)制的技術(shù)方案。”目前，該技術(shù)已申請專利3項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文3篇，將在全國類似條件的礦井推廣應(yīng)用。
這一創(chuàng)新成果標(biāo)志著我國在特殊地質(zhì)條件下綠色開采技術(shù)取得重要進(jìn)展，對推動(dòng)煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。下一步，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系提供技術(shù)支撐。
來源：中國煤炭科工集團(tuán)
