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臨礦集團王樓煤礦:引進智能干選工藝,構建綠色開采新模式
2019年07月26日     (點擊: )

王樓煤礦隸屬于山東能源臨礦集團,位于濟寧市任城區境內,坐落于微山湖畔,礦井于2004年9月開工建設,2007年7月1日投入生產,減量化核定生產能力104萬噸。礦井采用立井開拓,走向長壁一次采全高,全部垮落法管理頂板,井底車場水平為-680m,主采3煤層,平均開采厚度2.12m,屬中厚煤層,煤種主要為低灰、低磷、低硫的1/3焦精煤。近年來,王樓煤礦按照能源集團“一提雙優”及集團公司新舊動能轉換工作部署,持續推進裝備升級、系統優化,邁出了智能智慧礦山建設堅實步伐。特別是面對去年以來煤炭生產形勢大變局和減量化生產挑戰,王樓煤礦堅持深思一層、先行一步,聚焦產出原煤質量“做文章”,將煤炭洗選環節前置、下沉至井下,引進TDS智能干選工藝,將選出的矸石直接用于井下條采工作面充填,構建形成了綠色開采新模式,推動了礦井高質量發展。

一、聚焦煤炭洗選環節,變產原煤為產商品煤

王樓煤礦為水文地質條件復雜礦井,采煤工作面過斷層、褶曲等地質構造較頻繁;同時,3煤煤層中普遍存在1-2層夾矸,夾矸總厚為0.3米;截至2018年年底,原煤含矸率統計數據為30%~35%,較大程度影響礦井產能釋放,一直以來制約著礦井高效發展。為從根本上解決升井矸石對礦井原煤提升量和發熱量的影響問題,礦井按照集團公司“出煤不見煤、矸石不升井”的總體部署,打破思維,從原煤運輸環節入手,實施地下原煤提質工程,變產原煤為產商品煤。一是多方調研論證,前置洗選關口。為實現原煤提質,礦井經多方調研論證,將關口前移,于去年12月份,引進TDS智能干選設備,首次將TDS智能干選技術應用于井下,在主運輸皮帶系統中安裝智能干選機,建成了世界首個井下TDS智能干選系統,實現了煤炭洗選工藝流程的重大變革,入選2018年度煤炭裝備制造業十大新聞。二是依托智能識別,實現無人值守。礦井TDS智能干選系統由給料、識別、執行、供風、除塵、配電、控制等七大輔助部分組成,為全封閉設計,全過程無人值守,采用大數據計算和智能識別技術,利用X射線源的穿透力原理,對煤與矸石進行數字化識別,把密度不同的物質區分開來,并針對不同的煤質特征建立與之相適應的分析模型,最終通過智能執行系統控制高壓風將矸石排出,實現煤矸分離。該系統設計矸石帶煤率1%~3%、塊煤帶矸率3%~5%,分選精度接近重介淺槽分選機,高于動篩跳汰分選機及其它干選設備;具有較強的處理能力,最大處理能力可達140t/h,分選原煤粒度為50~300mm。三是發揮系統優勢,實施原煤提質。為充分發揮系統優勢,礦井在系統上一級安裝一臺滾軸篩、一臺振動布料器,由滾軸篩分選出原煤中粒度50mm以上的塊狀煤矸后,經轉載皮帶轉運至振動布料器排隊,平鋪進入TDS智能干選機進行煤矸識別分選。系統運行以來,每小時可分選矸石10~20噸,礦井原煤發熱量由4000大卡提升至4600大卡,提高達15%;另外,系統在提高原煤質量的同時,還能釋放主井的提升能力,可置換增加10%高質量原煤提升量,實現原煤提質提效,年創效可達1500余萬元。

二、矸石充填以矸換煤,構建綠色開采新模式

目前,我國煤炭開采主要采取井工開采方式,導致地面大面積塌陷,對周邊環境造成較大影響,后期土地復墾、塌陷補償、村莊搬遷等費用巨大。王樓煤礦自2007年投產、2014年出現地面塌陷以來,造成地面采煤塌陷達5000余畝,最大下沉量達到1米以上,五年來發生的各類治理、補償等費用超過3.5億元。為進一步降本增效,實現高質量發展,礦井依托井下TDS智能干選系統,配合打造了充填工作面和矸石充填運輸系統,構建形成了煤炭綠色開采新模式,在提高資源回收率、減小采動影響,降低地面采煤塌陷、保護生態環境的同時,還可有效防止沖擊地壓的發生。一是實施矸石充填開采,實現矸換煤“循環生金”。礦井TDS智能干選系統運行以來,每天可分選矸石200噸左右。經綜合分析論證,礦井南翼三采區上部13313條采工作面和13315條采工作面之間所留110米條帶煤柱具備充填開采條件,礦井于2018年下半年完成了該充填工作面的施工安裝布置;同時,利用原來的矸石運輸系統,配合液壓傳動高位翻車機、梭式礦車、輪齒式雙齒輥破碎機等,改造建設了矸石充填運輸系統,順利實施了充填開采,可將每天分選出的矸石全部充填消化,置換開采原煤約150噸,實現了充填開采、以矸換煤。二是構建綠色開采模式,打造綠色生態礦山。礦井通過打造TDS智能干選、矸石充填系統,構建形成了煤矸智能識別分選、矸石分級破碎、矸石充填以矸換煤的綠色開采新模式,具有減少矸石排放量、置換條帶煤柱、減小地面沉降等多項優勢,對提高煤炭資源回收率、保護周邊環境、防止沖擊地壓等均有較強的積極作用,經濟和社會效益明顯,實現礦井發展與環保工作協同共促,推進了“綠色礦山”建設步伐。并于7月7日順利通過了濟寧市國土資源局組織的綠色礦山評審驗收。

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