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【摘要】本文主要论述在巷道维修中运用矸石充填的方法,将矸石充填到废弃巷道或峒室内达到节能减排的目的,并用实践中的例子说明进行矸石充填能够节省巷道维修成本、减少矸石排出对环境的破坏。
【关键词】巷道维修;矸石充填;节能减排
1.我国煤矿矸石排放方法及现状
目前,多数煤矿井下生产出来的矸石一直向地面矸石山排放。由于矿井生产技术水平的不断改进,煤炭产量的逐年上升,掘进开拓工作量也随之增大,所以造成了矸石山也随着矿井生产年限的增长而扩大。不但占用耕地面积越来越多,扬尘污染也越来越严重,而且还经常出现煤矸石自燃,山体垮塌。
2.晓南矿矿井自然情况
2.1地理位置。
晓南矿是铁法煤业(集团)有限责任公司所属的大型现代化矿井之一,位于铁法煤田的东南角,地处调兵山市晓南镇、铁岭县大青乡和蔡牛乡境内。海拔标高在+57~+75m之间,区内表土层厚6~35m。
井田南北走向长约5.35km,东西宽4.2km,总面积为22.5km2。
晓南井田由辽北大队1966年10月提出精查地质报告,1971年10月开始建井,于1980年9月28日建成投产,设计年产量90万t/a。为实现现代化矿井建设,经原煤炭部决定,于1987年开始改扩建,1990年9月25日正式投产,扩建后能力由90万t/a提高到150万t/a。现核定能力为210万t/a。
2.2井田开拓及生产情况。
晓南矿现有主井、副井、东风井和中央风井四个竖井。采用竖井石门溜煤眼开拓,主井用于提煤和入风,副井用于入风、提人、下料、提运设备,东风井和中央风井用于回风及矿井安全出口。
井底车场形式为梭式,大巷南北运输,回风大巷作为矿井及采区的专用回风道贯穿整个井田,均布置在岩石中。运输以胶带输送机为主,矿车运输为辅。通风方式为中央并列单翼对角混合抽出式。
2.3晓南矿全部井巷总长度68920m(截止2010年11月底数据),其中运输巷道39484m,通风巷道27496m,其它巷道1940m。
3.巷道维修矸石充填方案的确定
巷修队在巷道维修中,出矸量较大,以往都是使用胶带输送机、矿车等设备运输到地面矸石山,该排放方式,存在以下问题:
①运输环节多:原井下开拓生产的矸石采用电机车运输至副井,由副井提升至地面,再由电机车运至矸石山进行排放。这种排放方式,运输环节多,车辆运输周期长、造成供车紧张,制约生产。而且耗费大量人力、物力、财力,同时加重副井及矸石山提升压力。
②环境污染严重:煤矸石中含有几十种有害元素,对大气,水源、土壤都会造成不同程度的污染。长时间堆放后,将发生自燃或爆炸,释放大量热能,产生大量有毒有害气体。严重威胁人类的安全与健康。
③占用大量土地资源:据统计,年产1百万吨的矿井,煤矸石占地面积将达到100-110亩。
解决方法:
维修巷道出矸时,因地制宜,利用废弃巷道和峒室进行矸石充填,减少了矸石排放到地面量,达到了节能减排的目的。
4.巷道维修矸石充填实施方法
4.1利用废弃峒室充填矸石
将维修巷道所出矸石充填到废弃峒室内,峒室门口封堵装袋后的矸石。峒室内充填必须充满,门口封堵后再喷浆封闭,以防止局部瓦斯积聚。应用地点有东一回风石门的一处峒室充填39m3。
4.2利用废弃巷道充填矸石
在维修地点或附近巷道内如有废弃巷道,可以将维修巷道所出的矸石充填到废弃巷道内,充填后喷浆封闭巷道两侧出口。以下举例说明充填方法。
在西三回风大巷维修中,将矸石充填到西三回风大巷与西三皮带大巷联络道废弃巷道中,充填方法如下:
西三回风大巷与西三皮带大巷联络道属于废旧巷道,利用巷道空间进行矸石充填。巷道断面为3.8#U型棚支护,由于巷道变形,现净宽3.2-3.4m,巷道长度30m,可充填矸石约200m3。
按照原生产安排要求,需从其它地点通过运输大巷利用回风上山绞车调运矸石进行充填。由于我队在回风大巷进行维修,可利用巷道拉底、帮顶喷浆开裂喷体及周边原浮货进行充填。此地点无充填设备,由于充填量较少,不宜安装设备。只能靠人工背货充填,职工劳动强度较大,充填速度慢。而且此地点有25度坡度,不利于行人安全。
根据该地点实际情况,可利用该巷道坡度,设计一条下滑重物的索道,将18.5mm的钢丝绳用专用卡子固定在坡上、坡下的U型棚上,与顶板有100mm距离,以防刮卡。利用1吨滑轮加工索道滑车,在滑车上加工四个挂钩,一次可挂矸石四袋,靠矸石自重下滑进行充填。坡下俩人倒袋充填,由一人操作滑车上下。
此方法不但就近解决了回风大巷矸石、浮货的去向问题,能够就近充填,而且,大大提高了充填的速度,减轻劳动强度,提高劳动效率,利于安全生产同时也创造了一定的经济效益。
4.3利用巷道内闲置断面充填矸石
在井下各巷道中,有许多闲置的一般巷道断面,例如各条联络道及其斜巷上、下部车场等巷道,在不影响通风、运输、行人的前提下,可以将维修巷道所出的矸石充填到闲置断面中。为保证巷道标准化、文明化,充填时,要装袋靠帮码放整齐,码放高度不应超过1.5m,码放必须稳固。这种充填方法有我矿主要应用如下:
西二三期回风石门原皮带地沟充填矸石140m3;西二900运顺地沟充填180m3。
西三运输大巷与回风大巷联络上山斜巷及上部车场充填矸石172m3,其中斜巷充填矸石长*宽*高=53m*1.2m*1.5m=95m3;上部车场充填矸石长*宽*高=25m*2.2m*1.4m=77m3。
西二运输大巷与皮带大巷联络道上部车场充填矸石长*宽*高=17m*1m*1m=17m3。
5.结论
①在巷道维修中因地制宜地地进行矸石充填,能够实现矸石不出井;少运输或不运输;减轻副井及矸石山提升时间;降低对环境污染。
②此项技术代表煤矿井下充填技术新的发展方向,它适用于全国各大煤矿,可为煤矿企业科学发展、和谐发展、可持续发展奠定良好的基础。此项技术的推广,将大量减少煤矿矸石排放带来的严重的环境污染和土地资源的浪费,给煤炭企业带来巨大的经济效益和社会效益,具有广泛的发展远景。 [科]
【关键词】巷道维修;矸石充填;节能减排
1.我国煤矿矸石排放方法及现状
目前,多数煤矿井下生产出来的矸石一直向地面矸石山排放。由于矿井生产技术水平的不断改进,煤炭产量的逐年上升,掘进开拓工作量也随之增大,所以造成了矸石山也随着矿井生产年限的增长而扩大。不但占用耕地面积越来越多,扬尘污染也越来越严重,而且还经常出现煤矸石自燃,山体垮塌。
2.晓南矿矿井自然情况
2.1地理位置。
晓南矿是铁法煤业(集团)有限责任公司所属的大型现代化矿井之一,位于铁法煤田的东南角,地处调兵山市晓南镇、铁岭县大青乡和蔡牛乡境内。海拔标高在+57~+75m之间,区内表土层厚6~35m。
井田南北走向长约5.35km,东西宽4.2km,总面积为22.5km2。
晓南井田由辽北大队1966年10月提出精查地质报告,1971年10月开始建井,于1980年9月28日建成投产,设计年产量90万t/a。为实现现代化矿井建设,经原煤炭部决定,于1987年开始改扩建,1990年9月25日正式投产,扩建后能力由90万t/a提高到150万t/a。现核定能力为210万t/a。
2.2井田开拓及生产情况。
晓南矿现有主井、副井、东风井和中央风井四个竖井。采用竖井石门溜煤眼开拓,主井用于提煤和入风,副井用于入风、提人、下料、提运设备,东风井和中央风井用于回风及矿井安全出口。
井底车场形式为梭式,大巷南北运输,回风大巷作为矿井及采区的专用回风道贯穿整个井田,均布置在岩石中。运输以胶带输送机为主,矿车运输为辅。通风方式为中央并列单翼对角混合抽出式。
2.3晓南矿全部井巷总长度68920m(截止2010年11月底数据),其中运输巷道39484m,通风巷道27496m,其它巷道1940m。
3.巷道维修矸石充填方案的确定
巷修队在巷道维修中,出矸量较大,以往都是使用胶带输送机、矿车等设备运输到地面矸石山,该排放方式,存在以下问题:
①运输环节多:原井下开拓生产的矸石采用电机车运输至副井,由副井提升至地面,再由电机车运至矸石山进行排放。这种排放方式,运输环节多,车辆运输周期长、造成供车紧张,制约生产。而且耗费大量人力、物力、财力,同时加重副井及矸石山提升压力。
②环境污染严重:煤矸石中含有几十种有害元素,对大气,水源、土壤都会造成不同程度的污染。长时间堆放后,将发生自燃或爆炸,释放大量热能,产生大量有毒有害气体。严重威胁人类的安全与健康。
③占用大量土地资源:据统计,年产1百万吨的矿井,煤矸石占地面积将达到100-110亩。
解决方法:
维修巷道出矸时,因地制宜,利用废弃巷道和峒室进行矸石充填,减少了矸石排放到地面量,达到了节能减排的目的。
4.巷道维修矸石充填实施方法
4.1利用废弃峒室充填矸石
将维修巷道所出矸石充填到废弃峒室内,峒室门口封堵装袋后的矸石。峒室内充填必须充满,门口封堵后再喷浆封闭,以防止局部瓦斯积聚。应用地点有东一回风石门的一处峒室充填39m3。
4.2利用废弃巷道充填矸石
在维修地点或附近巷道内如有废弃巷道,可以将维修巷道所出的矸石充填到废弃巷道内,充填后喷浆封闭巷道两侧出口。以下举例说明充填方法。
在西三回风大巷维修中,将矸石充填到西三回风大巷与西三皮带大巷联络道废弃巷道中,充填方法如下:
西三回风大巷与西三皮带大巷联络道属于废旧巷道,利用巷道空间进行矸石充填。巷道断面为3.8#U型棚支护,由于巷道变形,现净宽3.2-3.4m,巷道长度30m,可充填矸石约200m3。
按照原生产安排要求,需从其它地点通过运输大巷利用回风上山绞车调运矸石进行充填。由于我队在回风大巷进行维修,可利用巷道拉底、帮顶喷浆开裂喷体及周边原浮货进行充填。此地点无充填设备,由于充填量较少,不宜安装设备。只能靠人工背货充填,职工劳动强度较大,充填速度慢。而且此地点有25度坡度,不利于行人安全。
根据该地点实际情况,可利用该巷道坡度,设计一条下滑重物的索道,将18.5mm的钢丝绳用专用卡子固定在坡上、坡下的U型棚上,与顶板有100mm距离,以防刮卡。利用1吨滑轮加工索道滑车,在滑车上加工四个挂钩,一次可挂矸石四袋,靠矸石自重下滑进行充填。坡下俩人倒袋充填,由一人操作滑车上下。
此方法不但就近解决了回风大巷矸石、浮货的去向问题,能够就近充填,而且,大大提高了充填的速度,减轻劳动强度,提高劳动效率,利于安全生产同时也创造了一定的经济效益。
4.3利用巷道内闲置断面充填矸石
在井下各巷道中,有许多闲置的一般巷道断面,例如各条联络道及其斜巷上、下部车场等巷道,在不影响通风、运输、行人的前提下,可以将维修巷道所出的矸石充填到闲置断面中。为保证巷道标准化、文明化,充填时,要装袋靠帮码放整齐,码放高度不应超过1.5m,码放必须稳固。这种充填方法有我矿主要应用如下:
西二三期回风石门原皮带地沟充填矸石140m3;西二900运顺地沟充填180m3。
西三运输大巷与回风大巷联络上山斜巷及上部车场充填矸石172m3,其中斜巷充填矸石长*宽*高=53m*1.2m*1.5m=95m3;上部车场充填矸石长*宽*高=25m*2.2m*1.4m=77m3。
西二运输大巷与皮带大巷联络道上部车场充填矸石长*宽*高=17m*1m*1m=17m3。
5.结论
①在巷道维修中因地制宜地地进行矸石充填,能够实现矸石不出井;少运输或不运输;减轻副井及矸石山提升时间;降低对环境污染。
②此项技术代表煤矿井下充填技术新的发展方向,它适用于全国各大煤矿,可为煤矿企业科学发展、和谐发展、可持续发展奠定良好的基础。此项技术的推广,将大量减少煤矿矸石排放带来的严重的环境污染和土地资源的浪费,给煤炭企业带来巨大的经济效益和社会效益,具有广泛的发展远景。 [科]