井下矸石充填開采系統

一、項目背景

2013年初國家能源局等四部位引發 關于印發《煤礦充填開采工作指導意見》的通知，為推進煤炭生產方式變革，解決“三下”（建筑物下、鐵路下、水體下等）壓煤和邊角殘煤等資源開采問題；大量矸石外排，占壓土地，污染環境，為了減輕煤炭開采對地表的影響，減少塌陷區，必須實施矸石充填開采；提高煤炭資源開發利用水平，改善礦區環境，促進煤炭工業健康發展，建設和諧社會。

新建礦井不在設立永久性地面矸石山，臨時堆存的煤矸石要制定綜合利用方案，優先用于井下充填。

鼓勵煤礦在井下進行毛煤預排矸或建設井下選煤系統，矸石直接在井下用于充填開采，減少提升能耗和無效運輸。

2020年12月生態環境部發布《關于進一步加強煤炭資源開發環境影響評價管理的通知》（十一）鼓勵對煤矸石進行井下充填、發電、生產建筑材料、回收礦產品、制取化工產品、筑路、土地復墾等多途徑綜合利用，因地制宜選擇合理的綜合利用方式，提高煤矸石綜合利用率。技術可行、經濟合理的條件下優先采用井下充填技術處置煤矸石，有效控制地面沉陷、損毀耕地，減少煤矸石排放量，禁止建設永久性煤矸石堆放場。

二、矸石充填工藝

1、煤矸分離

原煤開采后，在升井運輸過程中，必須進行煤與矸石分離，這是矸石充填單獨利用的前提，這項技術是中礦恒揚公司的專利技術（專利號：ZL201821052259.0），通過礦用滾動篩進行原煤篩分，最大優點就是篩透率高，礦用滾動篩不振動、具備自清掃功能，確保篩孔不堵塞，尤其是粘煤、水煤的工況下，傳統的振動篩根本無法實現篩分效果，篩面堵塞，原煤不等厚篩分，篩透率低下。

2、破碎

原煤開采的過程中，頂板、地板都含有大量的煤矸石，對于大塊矸石的利用，必須進行破碎，鄂式破碎機在矸石破碎的過程中，優勢較大，占用巷道空間小，破碎力強大，將大塊矸石破碎后，能夠充分綜合利用煤矸石，采用多級破碎，效果最佳。

3、物料稱重配比

將多種物料進行配比方可形成充填材料，要想達到預期的效果，必須進行精確的稱重配比。在輸送的過程中，采用動態稱重配比，工藝最為優化，全浮式稱重裝置技術是中礦恒揚公司的專利技術、核心技術，精度高、安全系數高、穩定性強，這是充填材料質量的核心保障。

4、攪拌站

多種材料經高精度稱重配比后，必須匯入攪拌站，進行膏體制作，為了確保充填效益精算，對攪拌站進行靜態稱重，有利于項目精確核算。

5、充填泵

防爆專用充填輸送泵采用全液壓驅動，換向沖擊小，閥組質量優良，維修方便，采用恒功率控制有效防止電機過載，比常規主油泵泵承受更高壓力和負載。井下混凝土機械化施工，將成品膏體通過管道輸送到井下采空區進行充填。

三、矸石充填社會效益

1、國家要求“青山綠山就是金山銀山”，野蠻式的煤礦開采必須向綠色開采轉變，塌陷區對生態的破壞是巨大的，矸石充填是可持續發展的必由之路。

2、老礦井的標志之一：矸石山，在沒有達到礦井之前都可以遙望到，甚至成為指路的標志，利用矸石充填，變廢為寶，解決了矸石山大量占壓耕地的問題，一箭雙雕。

3、實施充填開采，可以減少井下采空區水、瓦斯積聚空間，降低采空區突水、瓦斯爆炸、有害氣體突出、浮煤自燃等事故發送可能性，抑制煤層及頂底板的動力現象，提高礦井安全保障程度。

4、利用矸石充填技術，可以解決井下壓煤和邊角殘煤等資源開采問題，充分利用可開采的資源，延長礦井服務年限；促進資源開發與生態環境協調發展，利國利民。