王樓煤礦隸屬于山東能源臨礦集團，位于濟寧市任城區境內，坐落于微山湖畔，礦井于2004年9月開工建設，2007年7月1日投入生產，減量化核定生產能力104萬噸。礦井采用立井開拓，走向長壁一次采全高，全部垮落法管理頂板，井底車場水平為-680m，主采3上煤(mei)層，平均開(kai)采厚(hou)度2.12m，屬(shu)中厚(hou)煤(mei)層，煤(mei)種主要為低(di)(di)灰、低(di)(di)磷、低(di)(di)硫的(de)1/3焦(jiao)(jiao)精煤(mei)。近年來(lai)，王樓煤(mei)礦(kuang)(kuang)按照(zhao)能(neng)源集(ji)(ji)團“一提雙優(you)”及集(ji)(ji)團公司新舊動能(neng)轉換工作部署，持(chi)續推進裝備升級(ji)、系統(tong)優(you)化，邁出了(le)智能(neng)智慧礦(kuang)(kuang)山(shan)建設堅實步(bu)伐。特(te)別(bie)是面(mian)對去年以(yi)來(lai)煤(mei)炭生產形勢大變局和(he)減量化生產挑戰，王樓煤(mei)礦(kuang)(kuang)堅持(chi)深思一層、先行一步(bu)，聚焦(jiao)(jiao)產出原(yuan)煤(mei)質量“做(zuo)文章”，將(jiang)煤(mei)炭洗選(xuan)環(huan)節前置、下(xia)沉至井(jing)下(xia)，引進TDS智能(neng)干選(xuan)工藝，將(jiang)選(xuan)出的(de)矸石直接用于井(jing)下(xia)條(tiao)采工作面(mian)充填，構(gou)建形成了(le)綠色開(kai)采新模式，推動了(le)礦(kuang)(kuang)井(jing)高質量發(fa)展。
一、聚焦煤炭洗選環節，變產原煤為產商品煤
王樓煤礦為水文地質條件復雜礦井，采煤工作面過斷層、褶曲等地質構造較頻繁；同時，3上煤(mei)(mei)煤(mei)(mei)層(ceng)中(zhong)普遍存在(zai)1-2層(ceng)夾(jia)矸(gan)(gan)(gan)，夾(jia)矸(gan)(gan)(gan)總(zong)厚為0.3米；截至(zhi)2018年年底，原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)含矸(gan)(gan)(gan)率統計數(shu)據為30%～35%，較(jiao)大(da)(da)程度(du)影(ying)響礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)產(chan)能(neng)(neng)釋(shi)(shi)放，一(yi)(yi)直以(yi)來(lai)制(zhi)約(yue)著礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)高(gao)(gao)(gao)效(xiao)發(fa)展。為從根本上解決升(sheng)井(jing)(jing)(jing)(jing)矸(gan)(gan)(gan)石對(dui)礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)提升(sheng)量(liang)(liang)和(he)發(fa)熱量(liang)(liang)的(de)(de)(de)影(ying)響問題，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)按照(zhao)集團公司“出(chu)煤(mei)(mei)不見煤(mei)(mei)、矸(gan)(gan)(gan)石不升(sheng)井(jing)(jing)(jing)(jing)”的(de)(de)(de)總(zong)體部署，打破(po)思維，從原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)運(yun)輸環節入手(shou)，實(shi)(shi)(shi)施(shi)地下原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)提質工程，變(bian)產(chan)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)為產(chan)商品煤(mei)(mei)。一(yi)(yi)是多方(fang)調(diao)研論證(zheng)(zheng)，前置洗(xi)(xi)選(xuan)關口(kou)。為實(shi)(shi)(shi)現(xian)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)提質，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)經(jing)多方(fang)調(diao)研論證(zheng)(zheng)，將(jiang)關口(kou)前移，于(yu)去年12月份(fen)，引進(jin)TDS智能(neng)(neng)干(gan)(gan)選(xuan)設(she)備(bei)，首次將(jiang)TDS智能(neng)(neng)干(gan)(gan)選(xuan)技術(shu)應用于(yu)井(jing)(jing)(jing)(jing)下，在(zai)主運(yun)輸皮(pi)帶(dai)系(xi)統中(zhong)安(an)裝(zhuang)智能(neng)(neng)干(gan)(gan)選(xuan)機(ji)，建成了世(shi)界首個井(jing)(jing)(jing)(jing)下TDS智能(neng)(neng)干(gan)(gan)選(xuan)系(xi)統，實(shi)(shi)(shi)現(xian)了煤(mei)(mei)炭洗(xi)(xi)選(xuan)工藝流程的(de)(de)(de)重(zhong)大(da)(da)變(bian)革，入選(xuan)2018年度(du)煤(mei)(mei)炭裝(zhuang)備(bei)制(zhi)造業十大(da)(da)新(xin)聞(wen)。二是依托智能(neng)(neng)識(shi)別(bie)，實(shi)(shi)(shi)現(xian)無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)。礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)TDS智能(neng)(neng)干(gan)(gan)選(xuan)系(xi)統由(you)(you)給料、識(shi)別(bie)、執(zhi)行、供風、除塵(chen)、配電、控制(zhi)等(deng)七大(da)(da)輔(fu)助(zhu)部分(fen)組(zu)成，為全(quan)封閉設(she)計，全(quan)過程無(wu)人(ren)值(zhi)守(shou)，采用大(da)(da)數(shu)據計算(suan)和(he)智能(neng)(neng)識(shi)別(bie)技術(shu)，利用X射(she)線源的(de)(de)(de)穿透(tou)力(li)(li)(li)原(yuan)(yuan)理，對(dui)煤(mei)(mei)與矸(gan)(gan)(gan)石進(jin)行數(shu)字(zi)化識(shi)別(bie)，把密度(du)不同的(de)(de)(de)物質區分(fen)開(kai)來(lai)，并針對(dui)不同的(de)(de)(de)煤(mei)(mei)質特征建立(li)與之相適(shi)應的(de)(de)(de)分(fen)析模型，最終通過智能(neng)(neng)執(zhi)行系(xi)統控制(zhi)高(gao)(gao)(gao)壓(ya)風將(jiang)矸(gan)(gan)(gan)石排出(chu)，實(shi)(shi)(shi)現(xian)煤(mei)(mei)矸(gan)(gan)(gan)分(fen)離。該(gai)系(xi)統設(she)計矸(gan)(gan)(gan)石帶(dai)煤(mei)(mei)率1%～3%、塊煤(mei)(mei)帶(dai)矸(gan)(gan)(gan)率3%～5%，分(fen)選(xuan)精度(du)接近重(zhong)介淺(qian)槽分(fen)選(xuan)機(ji)，高(gao)(gao)(gao)于(yu)動(dong)篩跳汰(tai)分(fen)選(xuan)機(ji)及其它干(gan)(gan)選(xuan)設(she)備(bei)；具有較(jiao)強的(de)(de)(de)處(chu)理能(neng)(neng)力(li)(li)(li)，最大(da)(da)處(chu)理能(neng)(neng)力(li)(li)(li)可(ke)達(da)140t/h，分(fen)選(xuan)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)粒(li)度(du)為50～300mm。三是發(fa)揮(hui)系(xi)統優勢，實(shi)(shi)(shi)施(shi)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)提質。為充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)系(xi)統優勢，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)在(zai)系(xi)統上一(yi)(yi)級安(an)裝(zhuang)一(yi)(yi)臺滾軸(zhou)篩、一(yi)(yi)臺振(zhen)動(dong)布料器，由(you)(you)滾軸(zhou)篩分(fen)選(xuan)出(chu)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)中(zhong)粒(li)度(du)50mm以(yi)上的(de)(de)(de)塊狀煤(mei)(mei)矸(gan)(gan)(gan)后，經(jing)轉載皮(pi)帶(dai)轉運(yun)至(zhi)振(zhen)動(dong)布料器排隊，平鋪進(jin)入TDS智能(neng)(neng)干(gan)(gan)選(xuan)機(ji)進(jin)行煤(mei)(mei)矸(gan)(gan)(gan)識(shi)別(bie)分(fen)選(xuan)。系(xi)統運(yun)行以(yi)來(lai)，每小時(shi)(shi)可(ke)分(fen)選(xuan)矸(gan)(gan)(gan)石10～20噸，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)發(fa)熱量(liang)(liang)由(you)(you)4000大(da)(da)卡(ka)提升(sheng)至(zhi)4600大(da)(da)卡(ka)，提高(gao)(gao)(gao)達(da)15%；另外，系(xi)統在(zai)提高(gao)(gao)(gao)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)質量(liang)(liang)的(de)(de)(de)同時(shi)(shi)，還(huan)能(neng)(neng)釋(shi)(shi)放主井(jing)(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)提升(sheng)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)，可(ke)置換增加10%高(gao)(gao)(gao)質量(liang)(liang)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)提升(sheng)量(liang)(liang)，實(shi)(shi)(shi)現(xian)原(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)提質提效(xiao)，年創效(xiao)可(ke)達(da)1500余(yu)萬(wan)元。
二、矸石充填以矸換煤，構建綠色開采新模式
目前(qian)，我(wo)國(guo)煤(mei)(mei)炭開(kai)(kai)采主要采取井(jing)(jing)(jing)(jing)工(gong)(gong)(gong)開(kai)(kai)采方式(shi)(shi)(shi)，導致地(di)(di)面(mian)大(da)(da)面(mian)積塌陷(xian)，對周(zhou)邊環(huan)境造(zao)成(cheng)(cheng)較大(da)(da)影響(xiang)，后期土(tu)地(di)(di)復(fu)墾、塌陷(xian)補(bu)償(chang)、村(cun)莊搬遷等費用巨大(da)(da)。王樓煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)自2007年(nian)(nian)投產、2014年(nian)(nian)出(chu)現地(di)(di)面(mian)塌陷(xian)以(yi)來(lai)，造(zao)成(cheng)(cheng)地(di)(di)面(mian)采煤(mei)(mei)塌陷(xian)達5000余畝(mu)，最大(da)(da)下(xia)沉量達到1米以(yi)上(shang)，五年(nian)(nian)來(lai)發生(sheng)的(de)各(ge)類(lei)治理、補(bu)償(chang)等費用超過(guo)3.5億元。為進一(yi)步降(jiang)本(ben)增(zeng)效，實(shi)現高質(zhi)量發展(zhan)，礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)依托井(jing)(jing)(jing)(jing)下(xia)TDS智(zhi)(zhi)能干(gan)(gan)選系(xi)(xi)(xi)統(tong)，配(pei)合打造(zao)了(le)充(chong)(chong)(chong)填(tian)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)和(he)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)運輸(shu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)，構(gou)建形(xing)成(cheng)(cheng)了(le)煤(mei)(mei)炭綠(lv)色開(kai)(kai)采新(xin)模式(shi)(shi)(shi)，在提(ti)高資(zi)源(yuan)回收(shou)率、減(jian)小(xiao)采動影響(xiang)，降(jiang)低地(di)(di)面(mian)采煤(mei)(mei)塌陷(xian)、保護生(sheng)態(tai)環(huan)境的(de)同(tong)(tong)時，還可(ke)有(you)(you)效防(fang)(fang)止(zhi)沖(chong)擊地(di)(di)壓(ya)的(de)發生(sheng)。一(yi)是(shi)實(shi)施矸(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)開(kai)(kai)采，實(shi)現矸(gan)(gan)換(huan)(huan)煤(mei)(mei)“循環(huan)生(sheng)金”。礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)TDS智(zhi)(zhi)能干(gan)(gan)選系(xi)(xi)(xi)統(tong)運行(xing)以(yi)來(lai)，每天可(ke)分(fen)選矸(gan)(gan)石(shi)(shi)200噸(dun)左右。經綜合分(fen)析(xi)論證(zheng)，礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)南翼三(san)采區上(shang)部13313條采工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)和(he)13315條采工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)之間(jian)所留110米條帶煤(mei)(mei)柱具備(bei)充(chong)(chong)(chong)填(tian)開(kai)(kai)采條件，礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)于(yu)2018年(nian)(nian)下(xia)半(ban)年(nian)(nian)完成(cheng)(cheng)了(le)該充(chong)(chong)(chong)填(tian)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)面(mian)的(de)施工(gong)(gong)(gong)安裝布置；同(tong)(tong)時，利用原來(lai)的(de)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)運輸(shu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)，配(pei)合液壓(ya)傳動高位(wei)翻車機(ji)(ji)、梭式(shi)(shi)(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)車、輪齒(chi)式(shi)(shi)(shi)雙(shuang)齒(chi)輥破(po)碎機(ji)(ji)等，改造(zao)建設(she)了(le)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)運輸(shu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)，順利實(shi)施了(le)充(chong)(chong)(chong)填(tian)開(kai)(kai)采，可(ke)將(jiang)每天分(fen)選出(chu)的(de)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)全部充(chong)(chong)(chong)填(tian)消化(hua)，置換(huan)(huan)開(kai)(kai)采原煤(mei)(mei)約(yue)150噸(dun)，實(shi)現了(le)充(chong)(chong)(chong)填(tian)開(kai)(kai)采、以(yi)矸(gan)(gan)換(huan)(huan)煤(mei)(mei)。二是(shi)構(gou)建綠(lv)色開(kai)(kai)采模式(shi)(shi)(shi)，打造(zao)綠(lv)色生(sheng)態(tai)礦(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)。礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)通過(guo)打造(zao)TDS智(zhi)(zhi)能干(gan)(gan)選、矸(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)系(xi)(xi)(xi)統(tong)，構(gou)建形(xing)成(cheng)(cheng)了(le)煤(mei)(mei)矸(gan)(gan)智(zhi)(zhi)能識別分(fen)選、矸(gan)(gan)石(shi)(shi)分(fen)級破(po)碎、矸(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)以(yi)矸(gan)(gan)換(huan)(huan)煤(mei)(mei)的(de)綠(lv)色開(kai)(kai)采新(xin)模式(shi)(shi)(shi)，具有(you)(you)減(jian)少矸(gan)(gan)石(shi)(shi)排放量、置換(huan)(huan)條帶煤(mei)(mei)柱、減(jian)小(xiao)地(di)(di)面(mian)沉降(jiang)等多項優勢，對提(ti)高煤(mei)(mei)炭資(zi)源(yuan)回收(shou)率、保護周(zhou)邊環(huan)境、防(fang)(fang)止(zhi)沖(chong)擊地(di)(di)壓(ya)等均(jun)有(you)(you)較強的(de)積極作(zuo)(zuo)用，經濟和(he)社會效益明顯，實(shi)現礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)(jing)發展(zhan)與(yu)環(huan)保工(gong)(gong)(gong)作(zuo)(zuo)協同(tong)(tong)共(gong)促(cu)，推進了(le)“綠(lv)色礦(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)”建設(she)步伐。并于(yu)7月7日順利通過(guo)了(le)濟寧(ning)市國(guo)土(tu)資(zi)源(yuan)局(ju)組(zu)織的(de)綠(lv)色礦(kuang)(kuang)(kuang)山(shan)評審驗收(shou)。
