绿色开采技术是立足于煤炭开采的源头,通过改变传统采煤工艺造成的生态与环境问题,实现资源开发利用最优化和生态环境影响最小化。最终实现煤炭资源的环保、高效、高回收率和安全开采的技术,从而实现采矿工业的可持续发展,锦界煤矿绿色矿井建设主要围绕地表生态修复、矿井水综合利用、提高回采率、清水液压支架使用、数字矿山建设和节能减排等方面开展。
1、生态环境:锦界煤矿2018年土地塌陷面积3627万m2,土地复垦面积3627万 m2,绿化覆盖率达100%。矿区工业场地功能齐全、布局合理,绿化植物搭配合理,长势良好;地面皮带采用封闭式栈桥运输,煤仓储煤,减少了污染,整体环境整洁美观,管理规范有序。
2、水资源利用:矿井建成了分布式地下水库5座,其中一盘区2座、二盘区2座、四盘区1座;均配套了隔离监测与分区关联的均衡智能排水系统,井上下污水处理联动,实现了储水缓冲71.8万方。矿井排水能力17500方/h,同时具备净化矿井污水处理能力750方/h。矿井水、每年外排总量2988万方,复用量2241万方,矿井水复用率达75%。
2、资源开发方式:锦界煤矿生产能力1800万吨/年。采用立井、斜井、平硐多水平混合开拓方式,大巷条带式布置工作面,长壁后退一次采全高工艺,全部垮落法管理顶板。通过改进工艺、优化设计,减少矿井遗煤:如一盘区引水工程南工作面设计切眼调斜回收三角区煤柱,四盘区边界工作面采用130工法采煤回收顺槽间煤柱,优化工作面煤柱宽度(由15m优化到13m)等措施提高矿井回采率。综采工作面实施沿顶沿底割煤,两端头垂直过渡等措施,保证工作面回采率达到98%。
3、纯水介质液压系统:传统液压支架、输送机等综采设备,液压系统以乳化液为工作介质,由于存在跑、冒、滴、漏,液压支架反冲洗、超前单体循环支护乳化液流失。我矿每年消耗乳化油390吨,造成严重的水体污染。解决乳化液污染问题,发展以“纯水”替代传统“乳化液”作为综采液压系统工作介质,由于纯水系统封闭、介质清洁度高,有助于降低液压零部件故障率、提高生产效率、延长液压零部件寿命、降低备件损耗。同时还可降低介质本身成本,预计每年可节省乳化液费用320万元,对煤矿综采“高效、低成本”生产将会产生积极影响。
4、数字化矿山建设:矿井依托数字矿山,实现了“机械化换人、自动化减人”的目的。综采面实现了无线智能远程集中控制、自动采煤技术;正常生产时,生产班只需7人(煤机司机、支架工、三岗合一工各一人,机头、机尾支护工3人,带班队干1人)即可保证生产需求。综采队人数由原来的56人逐步减少到32人。掘进面实现了破碎机同梭车的自动联动控制;胶带机由地面集控室远程控制,减少了皮带固定岗位人员,运行以来每队减少6-7人,同时通过对设备数据的及时采集和分析,提高处理设备故障的效率,减少停机时间,提升掘进效率。排水系统实现了自动排水,主排水泵房无人值守;监测监控系统实现了在线远程自动监测,为煤矿安全生产提供了强大的信息化、自动化基础保障。
5、节能减排:根据井下生产面布置和皮带运煤量,及时调整胶带机驱动数量。4月至6月减少31煤胶运大巷三部胶带机驱动电机1台,减少装机功率1000kW,累计节约电费21.59万元。5月份根据一盘区、四盘区综采工作面回采剩余长度,各甩掉顺槽胶带机一驱,减少装机功率1000kW,累计节约46.32万元。根据生产接续变化,及时调整综采面生产任务,降低二号主运系统运行时间,累计节约24.6万元。此外,通过推广使用风动排水泵、中转水仓负压水箱自动化排水系统、节能灯具的使用等设备;加大区队用电考核等措施每年累计节约电费56万元。集控室根据实时煤量,调整主运输胶带机的运行带速,进一步实现节能降耗的目的。
推广使用新技术、新设备、新工艺、新材料,取消火工品使用,全面推广使用水力压裂技术;使用混凝土修补王修补路面,节约混凝土使用量;井下掘进排矸巷实现煤矸置换,减少外排矸石量,每年置换矸石量42万吨;地面每年外排的洗选矸石量为38万吨,对外排矸石进行平填、复土、绿化,减少固体废弃物的排放。
目前存在的问题:矿井水文地质类型划分为极复杂型,目前正常涌水量3200m3/h,最大涌水量3800m3/h,排放量747万方,矿井水复用率75%,暂不能达到矿井外排水处置要求。下一步将积极与周边企业协调,减少外排水,提高利用率。
今后将本着节约优先、创新驱动、绿色低碳、技术引领发展理念,结合采矿、安全、机电、信息、计算机、互联网等学科,在数字矿山建设、井下无人开采和绿色低碳生产方面不断突破。
安全生产标准化方面,我矿通过建立安全生产责任制,制定安全管理制度和技术规范,排查治理隐患和监控重大危险源,建立预防机制,规范生产行为,使人、机、环、管处于良好的生产状态,并持续改进形成安全标准化的长效机制。2017年我矿被评为安全生产标准化一级矿井,验收过程中共计查出92条隐患,除针对安全生产标准化中综采工作面两端头悬顶面积超过10㎡规定,连掘队现场作业无临时支护、作业场所粉尘和噪声检测点个别超限、回风隅角氧气浓度不足等几个问题需进一步研究解决,剩余其它隐患已全部整改完毕。
下一步将大力开展精品工作面、精品硐室、精品机房等精品亮点工程,做到薄弱环节有突破、优势专业有巩固、领先项目有创新,确保矿井安全生产标准化水平再上台阶。
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