山東豐源集團(tuán)北徐樓煤礦
——泵送矸石充填系統(tǒng)全面運(yùn)行
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2021年7月26日，山東豐源遠(yuǎn)航煤業(yè)有限公司北徐樓煤礦矸石充填系統(tǒng)正式啟用，標(biāo)志著該礦規(guī)?；盟晚肥涮钕到y(tǒng)全面運(yùn)行，為礦井可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
北徐樓煤礦位于山東省滕州市城區(qū)的西北方向約23km，行政區(qū)劃隸屬滕州市濱湖鎮(zhèn)，北距濱湖鎮(zhèn)約1.5km。井田內(nèi)村莊密集，村莊壓煤占礦井可采儲量的39%， 隨著礦井有效經(jīng)濟(jì)可采儲量的逐漸枯竭，急需對村莊壓覆煤炭資源進(jìn)行合理開采，在村莊不搬遷的前提下釋放壓煤資源，延長礦井服務(wù)年限，實(shí)現(xiàn)礦井的可持續(xù)發(fā)展。
經(jīng)過充分調(diào)研論證，北徐樓煤礦確定了村下壓煤區(qū)域采用“走向長壁布置工作面，前采后充，全部充填”的充填開采方案，保證地面房屋遭受的最大移動變形值在I級損壞程度下限以內(nèi)，滿足保護(hù)地面建筑物的要求。
北徐樓煤礦充填開采產(chǎn)能按70萬噸/年設(shè)計，按照“變廢為寶、矸石回填、置換開采”的思路，制定了以消化自產(chǎn)矸石和地面矸石山為目標(biāo)、以泵送似膏體為手段的規(guī)模化矸石充填開采模式，開展了充填裝備配套及充填材料改性研究，為推動規(guī)?；肥涮铋_采奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
北徐樓煤礦在對國內(nèi)膏體充填礦井進(jìn)行了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，確定了和山東恒馳礦業(yè)裝備科技有限公司合作，提出了“充填原材料在地面制備，骨料與膠凝材料分別輸送到井下，在井下距離充填地點(diǎn)最近的適當(dāng)位置建立充填攪拌站，然后泵送似膏體到采空區(qū)”的總體方案，山東恒馳礦業(yè)裝備科技有限公司負(fù)責(zé)充填設(shè)備安裝及充填工藝指導(dǎo)服務(wù)。
北徐樓煤礦充填系統(tǒng)自2021年3月份開工建設(shè)，各單位密切配合，步調(diào)一致，上下聯(lián)動，統(tǒng)籌推進(jìn)矸石的破、篩、儲、運(yùn)、充各個環(huán)節(jié)，優(yōu)化改進(jìn)工藝和技術(shù)，確保各系統(tǒng)無縫銜接，用 120天的工期完成了整個充填系統(tǒng)的安裝調(diào)試工作，保證了矸石充填系統(tǒng)一次性高效運(yùn)行成功。
北徐樓煤礦充填系統(tǒng)由矸石破碎篩分子系統(tǒng)、倉儲投料子系統(tǒng)、配比攪拌子系統(tǒng)、管道泵送子系統(tǒng)、工作面充填子系統(tǒng)和智能控制子系統(tǒng)構(gòu)成。
1、矸石破碎篩分子系統(tǒng)
由運(yùn)矸皮帶、顎式破碎機(jī)、雙轉(zhuǎn)子反擊式破碎機(jī)、滾筒篩、除塵器等構(gòu)成，將地面矸石山和洗煤廠的矸石加工制作成充填成品矸石，儲存于地面矸石倉內(nèi)。
2、倉儲投料子系統(tǒng)
由矸石倉、水泥倉、粉煤灰倉、投料井（直徑500mm）、動態(tài)稱重給料機(jī)、輕型翻車機(jī)等構(gòu)成，將成品矸石和粉煤灰的混合物通過投料井輸送至井下矸石倉內(nèi)；水泥膠結(jié)料通過罐車轉(zhuǎn)運(yùn)至井下并裝入井下水泥倉內(nèi)。
3、配比攪拌子系統(tǒng)
由礦用連續(xù)攪拌機(jī)、膏體上料機(jī)、動態(tài)稱重給料機(jī)、稱重螺旋給料機(jī)、變頻供水系統(tǒng)等組成，將干混料（矸石+粉煤灰）、水泥、水等物料按比例定量輸入到攪拌機(jī)內(nèi)，攪拌成易于泵送的似膏體。
北徐樓煤礦井下成品矸石轉(zhuǎn)運(yùn)采用雙向運(yùn)輸膠帶輸送機(jī)，頂皮帶運(yùn)煤、底皮帶運(yùn)矸。
攪拌機(jī)
膏體上料機(jī)
4、管道泵送子系統(tǒng)
由礦用充填泵、管路換向閥、伸縮閥、壓力監(jiān)測閥、閘漿閥、充填管路等構(gòu)成，利用充填泵將攪拌好的似膏體通過管閥輸送至工作面。
北徐樓煤礦采用了“管路免清洗工藝”，省略了傳統(tǒng)的膏體充填工藝中清洗管道的流程，簡化了充填工藝環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了千米管路常年不洗管。
充填泵站
充填管閥
5、工作面充填子系統(tǒng)
由管路固定器、布料閥、萬向節(jié)、似膏體封堵設(shè)施等構(gòu)成，將似膏體漿液分別輸送至采煤工作面不同區(qū)段，在采空區(qū)內(nèi)密實(shí)接頂。
工作面管閥
似膏體封堵
6、智能控制子系統(tǒng)
采用PLC集成控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了地面矸石破碎篩分、倉儲投料、井下配比攪拌、泵送充填系統(tǒng)的自動化集中控制，智能控制井上、井下充填系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備和閥門。
地面集控室
井下防爆控制臺
“我們統(tǒng)籌謀劃煤礦可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)，踐行“生態(tài)優(yōu)先、綠色發(fā)展”理念，從技術(shù)保障、裝備工藝、生產(chǎn)組織等多方面齊頭并進(jìn)，奮力探索出一條綠色、智能、高效的充填開采之路，開創(chuàng)礦井高質(zhì)量發(fā)展新局面。”北徐樓煤礦負(fù)責(zé)人介紹。
