记者观察网山西7月13日电(记者 明文 通讯员 姚丹)“乌金”“能源动脉”“工业粮食”,是人们对煤炭的别称,与庞大的供应量相对应的是每年大量产生的煤矸石。面对如此巨量的煤矸石,进行综合处置,从源头解决其污染问题,是煤炭行业转型升级,实现绿色可持续发展的必由之路。可正是这些令人“头痛”的煤矸石,在装备制造集团赵庄二号井却成了“宝贝”。
赵庄二号井核定生产能力为120万t/a,随着矿井的不断开采,矿井生产接续压力日益凸显。如何有效延长矿井服务年限?主动为企业减负,成为该矿可持续发展的当务之急。由于采掘规划部署,该矿“三下”压覆煤量较大,仅依靠综采放顶煤技术难以有效开采压覆资源,如果能把这些资源“吃干榨尽”,就可以解决矿井现在面临的生产衔接紧张。
摸清脑袋,才能装满口袋。2020年,赵庄二号井通过前期大量调研、反复论证研究,积极尝试覆岩离层注浆充填开采。通过地面钻孔向覆岩中产生的离层带中注入粉煤灰作为充填材料,阻止或者减缓离层区上方岩层的进一步下沉,有效减缓地面沉降,从而实现地表减沉的绿色开采。
功夫不负有心人,按照设计方案,2020年该矿成功完成对2307、2309两个工作面的覆岩离层注浆开采工作。工作面累计注灰量32.5万吨,两面共释放原煤62.2万t,实现利润总额1.2亿元。同时,经过地面沉降观测,覆岩离层注浆充填取得了显著的减沉效果,建筑物保护等级达到了一级保护标准。新技术在赵庄二号井得到了成功的应用,已然成为集团公司乃至山西省绿色开采的典范之一。
做到这,赵庄二号井还没“尽兴”。国家及省一系列绿色开采政策,禁止建设永久性煤矸石堆放场,特别是“碳中和、碳达峰”倒逼企业内涵式高质量发展,企业亟需开展矸石不上井、矸石减排、矸石返井、矸石综合利用等基础项目研究。加之粉煤灰价格不断上涨,他们决定用矸石球磨代替粉煤灰充填,将煤矸石制成充填材料替代粉煤灰,通过先进的技术设备,以矸石换煤炭,用废体换实体,让煤矸石“从哪来,到哪去”,力求通过矸石充填最大程度回收煤炭资源,提高煤炭质量,实现安全开采和可持续发展。算清这笔账,他们说干就干。
思路有了,但实施起来却没那么容易。由于集团公司在此项技术上没有成功应用的案例,因此,这条“河”,他们还得自己摸着石头过。该矿注浆项目部部长马刚告诉记者:“在球磨试运转过程中,发现矸石中存在大量的树皮、塑料网片以及井下充填用的高分子材料,在球磨机中无法磨碎,进入泵体后造成活塞堵塞,处理起来时间长,费用高,严重影响注浆系统的运行。”面对困难,为保证球磨注浆系统的高效运行,赵庄二号井注浆项目部技术团队重点攻关,变难题为课题,通过多次研究讨论,结合现场实际情况,决定在球磨系统分级机出浆口处加装两台振动筛,难以磨碎的树皮、塑料网片以及高分子材料等被振动筛筛出后由出渣皮带运出,浆液全部经振动筛过滤后进入搅拌池。
解决了这项难题,项目的进展变得顺利了许多。2022年4月30日,该矿矸石球磨机开始试运行,系统投运后,将煤矸石制成充填材料替代粉煤灰,实现煤矸石资源化利用,达到矸石返井、改善自然环境的目标。“通过2305、2325工作面采用矸石球磨代替粉煤灰充填,四个工作面累计回收煤炭资源159万吨。累计注浆量达到71万吨,其中矸石消耗量达7万吨,‘矸石球磨+注浆’工艺将产生显著的经济和社会效益,为控制矿井地表沉陷,实现矿井采空塌陷治理提供有效示范和实际经验,初步实现‘矸石不出井’,经济效益、社会效益‘双开花’。下一步,我们将实施连采连充工艺。”该矿生产调度部李伟兴奋地算着这笔经济账。
值得一提的是,根据矿井生产规划,连采连充科技项目实施后该工艺单面每年可回收30万吨原煤,矸石作为新工艺的主要填充材料,置换30万吨原煤预计需矸石43万吨,该生产工艺运行后矿井目前自产的矸石无法满足需求,不仅可以实现矸石返井,同时,还可帮助兄弟矿井“消化”部分矸石。对于未来发展,赵庄二号井总工程师王全明充满期待:“我们将积极探索实施绿色充填开采新模式,由生产矿井转变为‘矿井+充填开采试验田’。目前,赵庄二号井正在努力打造充填开采专业化管理和施工队伍,持续推进项目攻关,进一步巩固完善当前工作成果,总结好的经验,为集团公司矸石治理在理念、工艺和队伍上提供借鉴,走出一条独具特色的转型发展道路,为企业推进‘绿色开采’提供‘赵庄二号井方案’。”
从“黑山”到“青山”,再到“金山银山”,初步摸着门道、尝到甜头的赵庄二号井,为企业绿色矿山建设添上了浓墨重彩的一笔。
振动筛图片
记者手记:绿色发展不仅是思路,更是出路。在采访中,赵庄二号井上下用实际行动,让记者深切感受到,是废?是宝?一字之差,也是一念之差。不要让思想先背上包袱,觉得不能用、不想用,而是努力探索能用好用的新赛道、新路径,将经验与实际相结合,找寻适合自身发展的突围良策,才能实现企业内涵式高质量发展。