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矸石不升井
 
邢東礦是冀中能源低碳運行生態礦山建設的先導,2004年就創造性地實現了國內首創的矸石井下充填采煤新工藝,實現了矸石不升井、地面不建矸石山,不但消除了井上排矸石帶來的占壓耕地和矸石對環境的影響,還可利用這些矸石對采空區掘進后的煤巷進行充填支撐,最大限度地開采煤炭資源。此項技術工藝榮獲“國家科技進步二等獎”。

邢臺礦是一個老礦,經過四十年的開采,排到地面大量的矸石,形成了一個金字塔式矸石山,同時電廠、水泥廠還排放大量的粉煤灰。如何利用矸石和粉煤灰做井下充填材料,置換出建筑物下寶貴資源,該礦推廣應用了井下矸石充填技術工藝,把地面的矸石、粉煤灰等再回填到礦井下,利用這些碎矸石、粉煤灰對采空區的采面進行充填支撐,也獲得了巨大的成功,為我國煤礦“三下”壓煤的大規模開采開辟了一條新途徑,僅2009年,這個礦用充填的方式,從永久煤柱中就采出優質煤幾十萬噸,獲利近2億元,減少二氧化碳等廢氣排放36000噸。

陶一礦研發用高水材料沿空留巷技術,把高水材料充填到采空區使之不塌落,同時把巷道留下來,少掘一條巷道。這一技術代替了木垛支護,少留20米寬煤柱。 2009年夏,邯礦集團應用這項新技術采出煤炭44464立方米,井下矸石充填體積39766立方米,充填率達82%。如果沒有這項新技術,村莊下、建筑下、水體下邊緣的煤只能采20%~30%,利用這項新技術,“三下”壓煤95%以上可得到開采,不可再生的資源得到有效利用,陶一礦能解出600多萬噸煤炭資源,邯礦集團就能3000多萬噸煤,冀中能源就能解出4億多噸煤炭。如果這項新技術在全國煤礦系統推廣應用,多回收的煤炭資源可達120億噸,隨著推廣規模擴大,超高水材料有望形成新材料產業,前景非常廣闊。

矸石回填技術工藝帶來了低碳運行生態礦山建設的集群式效應:首先,矸石回填后可把用常規方法不可能采出的煤炭資源采出來,實現了建筑物下安全采煤,提高了資源產出率。每充填1米巷道,就可多產煤30噸;斷面25立方米的巷道,直接經濟效益為18000元—23000元,年創效益達2000萬元以上,采面充填經濟效益和社會效益更為可觀,消耗的矸石量更大。其次,矸石回填代替保護煤柱,避免了地面塌陷,不但有效地保護耕地,降低生產成本,防止了矸石山長期風化造成的污染,實現了低碳生態開采,而且不再提升矸石,不再堆矸石山,不再占用土地,不再污染地面空氣。據測算,一個年產100萬噸的礦井,矸石山的占地面積大約在110畝左右。其三,矸石回填技術工藝還帶動了其他一系列難題的解決。建筑物下開采,一直是煤炭業界的一大難題,其中煤炭開采出來后的充填材料和充填技術工藝,就是兩大難關。這些都在冀中能源被一一攻克。

 煤炭回采率提高帶來的低碳好處是顯而易見的。如果按照我國煤炭回采率若每提高1%,在不增加基建投資的情況下可增產1000萬噸煤炭,若提高10%則可增產1億噸煤炭。

冀中能源的矸石、膏體、粉煤灰、超高水材料等井下充填技術工藝,在全國第一家實施后,對此技術工藝并不保守,先后引來了美國、英國、波蘭、印度、澳大利亞、越南等國家和全國煤炭企業168個團次參觀學習,使這一自主知識產權技術工藝逐步推向了全國其他煤炭企業。

 

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