近年来,在新发展理念和“双碳”目标的引领下,有序推进能源绿色低碳转型,已成为能源企业发展的必由之路。“十四五”期间,国家大力支持煤炭行业推广“煤矸石井下充填+地面回填”,进一步释放压覆煤炭资源,为资源枯竭型矿井提供破题之法。
随着矿井服务年限的不断增长,赵庄二号井生产接续压力日益凸显。“由于受地面建筑物压煤的影响,矿井开采布局与生产接续受到了极大影响。如果还采用原有的开采方法,矿井将面临无煤可采的风险。因此,如何能将‘三下’压覆资源吃干榨尽,成为矿井实现可持续发展的重大课题。”赵庄二号井矿长李小利说。
对此,赵庄二号井多次组织技术人员考察调研,并成立专班进行探索研究,最终确定采用覆岩离层注浆充填开采工艺。
该技术通过地面钻孔,对采动覆岩离层区进行高压注浆充填,在工作面中部形成一定宽度的压实支撑区,并利用压实区与隔离煤柱联合控制覆岩关键层结构的稳定性,保护农田及建筑物,防止采煤造成的破坏。该技术工艺简单、操作方便,既能充分利用现有巷道,又能减少地表开采沉陷,且无需配备专用的充填设备,进一步降低了开采成本。
2020年11月,覆岩离层注浆充填开采技术在赵庄二号井2309工作面推广应用。目前,该矿已完成对2309、2307、2305、23254个工作面的充填开采工作。经测算,共释放“三下”压覆煤炭约159万吨,累计注浆量达71万吨。
绿色开采的“黑”科技在赵庄二号井远不止于此,随着碳达峰、碳中和成为当前能源企业改革发展的热点,一场乘势而上的绿色低碳转型热潮在赵庄二号井兴起。
赵庄二号井围绕“矸石不上井、矸石减排、矸石返井、矸石综合利用”等基础项目开展研究,以科技创新为绿色开采铺平道路,通过采用“矸石球磨代替粉煤灰”进行充填,以矸石换煤炭,用废体换实体,不仅实现了煤矸石固体废弃物在井下的有效利用,还减少了矿井二氧化碳和甲烷排放。该矿总工程师王全明说:“利用煤矸石球磨充填技术后,已消耗矸石7万余吨。这是一举两得的好事,不仅解决了地表沉降和塌陷问题,还解决了困扰矿井多年的煤矸石固废处置难题。”
如何最大限度地提高矿井资源回收率,创造飞禽走兽老虎机经济效益?经过充分调研论证,下一步,赵庄二号井将按照“1+1+1”(即正规回采工作面+覆岩离层注浆充填工作面+连采连充工作面)的生产模式,通过持续采用覆岩离层注浆开采工艺,并结合矿井正在开展的“连采连充”开采工艺,实现“采——支——充”一体化绿色开采,为企业可持续发展注入了强劲动能。
赵庄二号井一系列绿色开采工艺的推广应用,推动煤炭开采由“黑”向“绿”转变,实现“排矸不见矸、污水不外排、固废全充填、地面不沉降、环境不破坏”。同时,也为集团公司及周边受“三下”压煤、固废煤矸石处置及环境污染等困扰的兄弟矿井提供宝贵经验,具有示范效应,社会效益显著。
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