四月上旬，山西省晉能控股裝備制造集團晟泰公司(以下簡稱晟泰公司)的工作人員通過全自動化可視系統對百米井下注漿情況進行了及時觀察，采用煤矸石注漿充填解決了煤礦采空區面臨的問題，昔日影響到綠色開采的煤矸石如今變成了降本增效的“金疙瘩”。
煤矸石作為煤炭生產伴生產物，長期堆放不僅污染環境，而且在高溫天氣下容易自燃，存在巨大安全隱患。晟泰公司運用煤矸石覆巖離層注漿防治地表沉陷技術，同時試驗煤礦注漿充填處置矸石工藝，解決了煤礦矸石處理難題。
“通過前期大量的技術攻關和實驗，該項技術首次在集團內使用后取得了良好的治理效果?？梢哉f將矸石充分利用后，我們掌握了資源與環境相互協調的開采技術。”晟泰公司黨委書記、董事長王飆說，“從長遠來看，這項技術是非常具有推廣價值的，經濟效益和環境效益不可估量。”
“矸石生態治理項目是公司近年來拓展的新型生產服務業務。目前公司已初步形成了一套完善的理論體系與工藝流程，覆巖離層注漿技術和膏體連采連充技術兩個核心體系可適用于不同的井下地質條件，達到最佳的治理效果。”晟泰公司總工程師孔宏偉介紹。
據不完全統計，晉能控股裝備制造集團所屬晉城地區煤礦“三下”壓覆煤炭資源總量約為10億噸，建筑物保護等級在Ⅲ級及以下的資源儲量約2億噸，以年產量120萬噸的趙莊二號井為例，僅3號煤壓覆資源就達5000萬噸左右。為有效釋放優質資源，晟泰公司從煤層充填圍巖控制理論等基礎研究入手，為該礦井率先實施煤矸石注漿填充工藝，并已鋪設完成2305、2325兩個工作面注漿管路6趟，共計16800米。注漿期間最大沉降僅123.8毫米，達到了最佳治理效果。
“利用煤矸石注漿充填技術，僅兩個工作面就消耗矸石7.5萬噸。這是一舉兩得的好事，不僅解決了地表沉降和塌陷問題，節省了修復費用，還解決了困擾多年的煤矸石固廢排放難題。”趙莊二號總工程師王全明分析。
煤矸石作為充填材料硬度強，有害成分多，處理時對設備要求高，一般的研磨設備很難對矸石進行充分處理，即使處理完成對機器的磨損也非常大，嚴重影響其使用壽命。
晟泰公司對濕式溢流型球磨機進行了改造升級，采用可拆換式鑄鋼中空軸，筒體內增鑲耐磨襯板，不僅解決了軸承的壽命及調心問題，還讓設備在惡劣環境條件下使用時間更加持久。
“井下采空區環境復雜多變，為了能夠滿足治理需求，我們采用了智能自動化的配比系統，操作人員可根據注漿漿液的密度變化，自動調整水灰比，使注漿漿液配比達到最佳比例，保證注漿工程質量。”充填開采項目負責人花偉介紹。
據悉，晟泰公司在充填工藝中率先采用了自動配比系統，系統可以根據采空區礦壓不同，準確調整配比參數。配比流量、壓力自動監測系統，則可通過對注漿孔孔口流量表、注漿壓力表進行實時監測，及時發現鉆孔、管道壓力異常等突發情況并進行應急處理，操作方便、簡單。
“目前公司采用的覆巖離層注漿技術和膏體連采連充技術兩套體系，可滿足不同地質條件下的治理要求。”王飆表示，綠色智能、安全高效已成為礦井可持續發展的時代要求，未來公司將積極探索充填開采新技術新工藝，推動礦井充填開采技術智能化、科技化，以成本和效益為出發點，推動礦井安全、綠色、可持續發展。
來源：科技日報 通訊員 張燕娟 本報記者 韓 榮
作者：張燕娟、韓 榮
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