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1、冀中能源充填采煤工艺调研报告根据省煤炭厅晋煤科发【2013】1254号文件精神，促进充填开采应用，在省厅苗总工程师、张处长的组织下于2013年10月30日至11月1日对冀中能源充填开采进行了调研，具体行程安排：10月31日上午对冀中能源邢东矿矸石充填工作面进行现场参观；10月31日下午召开了“三下”开采交流会；10月31日交流会结束后对河北金牛能源机械装备有限公司和河北煤科院高水材料实验室进行了观摩；11月1日上午对邯郸矿业集团有限公司陶一矿高水充填工作面进行现场参观；11月1日下午对峰峰集团新三矿膏体充填工作面进行现场参观；11月1日晚，就此次调研结果及感受召开了总结会。通过此次调研，了解了
2、冀中能源充填开采的工艺，深化了我们珍惜资源、合理开发利用资源的理念。现根据此次调研行程安排，对调研情况进行简要总结：一、邢东矿“矸石充填”河北金能集团金牛股份邢东矿于2001年年底竣工投产，是华北地区煤层赋存最深的矿井。所产煤炭属于特低灰、特低硫、特低磷、高热值的优质气肥煤。由于该矿濒临邢台市区，紧邻农村，为了减少对周边影响，早在2002年，该矿率先实施了井下矸石充填技术，井上不设矸石山，避免了矸石堆积占地，长期风化所造成的污染。2004年，该矿的“煤矿井下矸石充填技术及装备研究”项目荣获煤炭工业十大科技进步奖；同年，邢东矿被评为“煤炭工业科技进步双十佳矿井”，荣获“中国煤炭工业科技创新示范矿
3、”和全国煤炭系统“文明煤矿”等称号。2012，邢东矿研发了建筑物下综合机械化充填采煤技术研究，将井下产生的矸石，由专门的运输系统运至矸石充填联巷破碎后，利用抛矸皮带及专用矸石充填支架，将其运送到充填开采工作面的采空区，通过研制矸石自夯式充填开采液压支架等配套设备实现矸石的采空区充填。12212充填工作面矸石充填系统主要由抛矸皮带、充填支架及后矸石刮板输送机组成，其中抛矸皮带为自制，支架为ZT9400/30/50型端头液压支架与ZC5160/30/50型充填液压支架。支架后部悬挂使用SGZ730/264型矸石充填后刮板输送机作为采面矸石充填。自2012年11月中旬正式投入使用至今，已安全产煤5.
4、8万吨。此项工艺的实施，不仅大大提高了矿井煤炭采出率，延长了矿井服务年限，并且实现矸了石井下处理，有效改善了矿区周边生态与生存环境。二、“三下”开采交流会2013年10月31日，“三下”开采交流会上，冀中能源副总经理、国家能源充填采煤技术重点实验室主任刘建功就“三下”开采理论、实践的发展和在冀中能源所取得的经济、社会效益进行了详细讲解。随着经济的飞速发展，冀中能源煤炭资源消耗大幅增加，可开采量日益短缺。一方面由于煤炭可开采资源不断减少，开采深度下延，成本加大；另一方面 “三下”压覆煤炭资源无法有效利用。2002年冀中能源煤炭资源出现枯竭现象，结合资源现状和传统的搬迁或条带开采方式开采引发的经济
5、、生态环境、社会等问题。该集团于2002年开始组织技术力量就如何解决“三下”采煤引发的各种问题，将开采损害控制到最低，从而实现矿区经济、环境和社会效益最大化，走可持续发展道路进行了充填开采研究与实践，经过13年的不断努力，目前冀中能源充填开采取得了丰硕的成果。目前，冀中能源充填开采工艺所采用的充填材料大致有以下三类：（1）以废矸石为充填物的干式部分充填，主要是利用破碎后的矸石对采空区进行充填；该充填工艺虽然可以处理一定的煤矸石，但采空区充填不够紧实，对于浅埋深煤层地面沉降量的控制效果不理想。（2）以高水材料充填，但试用于仰采工作面。虽然可以达到密实并可以有效地控制地表沉陷，但该方法充填成本较高
6、，。（3）以高浓度膏体为充填物的全部充填工艺，该技术将煤矸石、粉煤灰和水泥等固体废弃物制作成膏状浆体，通过泵压或重力作用，经过管道输送到回采工作面，充填采空区。该充填技术具有材料选择广泛、采出率高、环保、安全性高等优点。但其地面或井下充填站的建设投资较大。三、陶一矿“高水充填”陶一煤矿隶属邯郸矿业集团有限公司，位于邯郸、武安两市交界处，邯长公路、邯长铁路从矿区穿过，建有专门的铁路专用线，交通十分便利。矿井1976年投产，设计年产为30万吨，已有37年开采历史，井田面积8.36平方公里。矿井周围最多时有133个小煤窑，整体资源破坏严重。截至2012年底，可采储量不足370万吨，其中350万吨是建
7、（建筑物）下开采。要想解放这部分资源，延长矿井寿命，必须进行充填开采。就此，陶一矿进行了超高水材料充填开采技术研究与试验。超高水材料充填技术是以矿井水为主要成分，加入不到5%的超高水速凝材料，注入工作面回采后形成的采空区。由于95%以上的充填材料来自矿井水，大大降低了排水费用，减少了对地面的污染。与传统矸石充填和膏体充填工艺相比，该技术基础设施投资低，可操作性强，适用更为广泛。通过不断努力，该矿研制了大流量制浆充填工艺系统。目前，该矿的超高水材料地面充填泵站每小时充填浆体达到320立方、充填能力比原来提高2.7倍，充填率比原来提高2倍，人工效能提高10倍以上。每年可多采原煤33.5万吨、可节约
8、人工费用261万元，同时实现充填开采规模化生产。四、新三矿“膏体充填”峰峰集团公司新三矿位于河北省邯郸市市区西南约45公里，东南距河南省安阳市35公里。东距京广铁路马头站20公里，北距邯郸环行铁路峰峰站10公里。该矿于1995年11月5日建成投产，设计生产能力45万吨，目前核定生产能力95万吨，煤种为肥煤和焦煤,具有低硫、中灰、高发热量的特点。新三矿是峰峰集团的老矿井，地面存有大量的矸石，并且井下每年产生的大量矸石升井后存放在矸石山，具备充足的主要充填材料。其在矸石山附近建立了地面破碎与筛分系统，矸石的破碎与筛分根据粒径级配的原则来实现。三种粒径的粒度分别为小于9.5mm的矸石占35%，粒径在
9、9.531.5mm之间的矸石占30%，粒径在31.580mm之间的矸石占24%，三种粒径的矸石含量占充填材料重量的89%，其余部分为水泥占5%，水占6%。通过对矸石进行破碎与筛分后形成三种粒径的矸石，并通过皮带输送机运输到地面充填广场建造的三种矸石储存仓分别储存成品矸石，然后按照一定的配比将三种矸石混合装车运输到钻孔处，并通过钻孔投放到井下矸石仓。新三矿井下采空区充填技术优点：减少矿山压力及井巷建筑的破坏；厚煤层分层开采充填采空区，有利于下分层再生顶板的形成，并防止采空区残煤的自燃；减少了地面矸石的堆积量；通过充填，减轻了地面塌陷以及对地面建筑物、耕地的破坏。五、充填开采调研总结会2013年1
10、1月1日晚，省煤炭厅总工程师组织此次调研团队就调研内容和感受召开了调研总结会，并要求各调研人员要将调研内容向矿领导进行详细汇报。会上各调研人员充分肯定了充填开采在集中能源取得的成果，并结合省内矿井推广充填开采工艺发表了各自看法：1、本次调研充分论证了充填开采技术已趋于成熟，其对矿井的安全生产、煤炭资源绿色开采和环境保护都具有较现实的意义。2、目前，充填开采工艺较垮落法采煤工艺吨煤生产成本增加150元左右，但此工艺对解放 “三下”压覆资源、延长矿井服务年限具有里程碑意义。3、调研团认为要在山西省内推广充填开采工艺，政府部门需出台相关政策，对充填开采工艺给予减免税率等政策性倾向；同时省厅还应协调各职能机关、部门开通“绿色通道”简化手续办理。4、由于充填开采工作面受工艺和充填材料短缺的影响，仅能作为配采工作面，还应在“一井一面”政策方面有所突破。
