範方能: 矸石換煤實現綠色開采

煤礦正常開采過程中將不斷開拓巷道，產生矸石排出地麵後堆成矸石山，對環境造成影響。如何將開拓巷道產生的矸石就地充填在井下采空區，形成一套充填工藝，減少矸石排出，有利於環境保護；采空區充填飽滿後，減少地表下沉，降低煤炭開采對礦區生態環境的破壞程度。四川煤炭產業集芙蓉紅衛煤業公司，通過近年來不斷探索，解決了這一難題，將矸石充填采空區，用矸石換煤實現綠色開采。
據悉，由四川煤炭產業集芙蓉紅衛煤業公司，原總經理潘貴柱、總 工程師文仁毅主研、撰寫的用矸石換煤實現綠色開采 科技 論文，在9月中旬，西南五省（雲南、貴州、四川、重慶、廣西）市廣西南寧召開的一年一度煤炭學術會上發表，獲得專家的好評。這一項技術獲得了二00八年四川省 科技進步三等獎。
四川煤炭產業集芙蓉紅衛煤業公司，礦屬近距離煤層群開采，高硫、無煙煤。采煤工藝為放炮落煤，分段掩護密集支護，二級礦車提升出煤；礦井長期受地質、煤層影響，運輸能力緊張。所有開采煤層都有自然發火。在開采過程中，不僅損失儲量，而且災害治理風險大。以前采用均壓通風，防止自然發火控製困難。發生頂板受傷 02manbetx.com 多。近年來通過多次對煤層自然發火 03manbetx ，找出煤層發火主要原因，一是在開采過程中，將上覆煤層采空區和區段煤柱垮落，造成采空區浮煤二次氧化；二是大傾角近距離煤層群采空區頂板垮落，在工作麵上段頂板冒落充填下段采空區飽滿，而上段采空區則空間較大，漏風嚴重，造成采空區浮煤二次氧化自然發火；三是由於采煤工作麵傾角大，頂板垮落容易推倒支柱支護，零星傷人 02manbetx.com 時有發生，嚴重製約礦井 安全生產。
該公司總經理潘貴柱、總 工程師文仁毅組織工程技術員，采取針對性 措施，提出用矸石充填采空區，換取更多的煤炭資源。
要解決這項以矸換煤、實現實現綠色開采，說起來容易，做起來非常難。首先要解決矸石的裝、運、卸的問題。如何把開拓出大量分散的矸石，進行集中用礦車裝運、卸矸。該礦發動工程技術人員攻關，研製出了液壓側卸式礦車，經多次試用，取得了成功，達到了多個同時卸矸的要求，減少了勞動強度，滿足了充填要求。采用的主要運輸方法是：將液壓側卸式礦車送到各掘進磧頭裝矸，再通過車場上山拉到各車場集中調運，保證側門方向滿足充填工作麵的要求，集中向要充填的工作麵運送，到各運輸石門後通過對拉絞車送到充填地點；充填需要解決的第二個問題，是采空區的維護，充填作業的空間在已經是開采的采空區，要保證人員的 安全，就要對采空區維護，用支護手段來維護作業空間，要針對不同的頂板條件，不同的充填要求，選用不同的維護頂板空間的方式，對於必須充填的空間就必須要維護，對於一般充填隻需維護作業空間。
該礦從2005年以來，經西安煤科院，對已在14個采煤工作麵采空區進行充填後，地麵建築物的影響進行通過反演模擬計算結果 03manbetx ,得出以下結論是 3311、3321、3331、3341工作麵開采後，在建築物保護範圍，地表最大下沉值小於330mm；最大水平移動值在-80mm～120mm範圍；最大水平變形值在-3.0～1.8mm/m範圍；最大曲率變形值在-47～81×10-6/m範圍，最大傾斜變形值在-3.5～2.5mm/m範圍。進行矸石充填後，在主要集中的房屋集中區，地表移動變形遠遠小於開采房屋Ⅰ級受損指標（水平變形??2.0mm/m，曲率變形K?0.2×10-3/m，傾斜變形i?3.0mm/m）。按要求實施了矸石充填開采後，地表房屋未出現任何損壞現象，地表的養魚塘也無漏水現象發生，證實了矸石自溜充填的效果良好，確保了地表建築物的 安全正常使用。
對采空區通過矸石充填取得的效果。由於矸石堆積發生了效應，頂板由原來的上段垮落充填下段的情況得到根本改變，采麵由垮落型變為緩慢下沉型，周期來壓不明顯，對采煤工作麵上方的建築物保護起到良好作用，減少了地表的損壞，減少了因地表破壞造成的垮山漏水；采空區上段頂板不垮落充填下段，使上部煤層區段煤柱的可能性減少了采空區自然發火；解決了急傾斜煤層群開采自然發火的難題；將矸石消耗在井下，減少排石場所，節約了土地；減少投資在５００萬元以上；改善了 煤礦急傾斜堅硬頂板開采條件，解決了因密集上無充填物，頂板來壓時對工作麵作業人員發生傷亡 02manbetx.com 的危險；使充填後密集上有了矸石作墊層，開采時人員在 安全的條件下操作，安全得到保障；同時緩解了礦井提升運輸的壓力，保障了礦井的生產能力。
四川煤炭產業集芙蓉紅衛煤業公司，從2005年實施用矸石充填采空區後不留煤柱開采以來，在幾年時間裏多采出煤炭資源11萬餘噸，創利稅1717.2萬元，增加直接經濟效益890萬元，實現了安全生產1000天。員工們說：“用矸石充填采空區後，頂板壓力減少，支柱不容易推倒，操作起來方便，有安全感了”。