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上煤層，平均開采(cai)(cai)(cai)厚(hou)度2.12m，屬中厚(hou)煤層，煤種(zhong)主要為(wei)低(di)灰、低(di)磷、低(di)硫(liu)的(de)1/3焦精(jing)煤。近年(nian)來(lai)，王樓(lou)煤礦(kuang)(kuang)按照能源集(ji)團“一提(ti)雙(shuang)優(you)”及(ji)集(ji)團公司新舊動(dong)能轉換工(gong)作部署，持(chi)續推進裝備升級、系統優(you)化，邁出了智(zhi)能智(zhi)慧礦(kuang)(kuang)山建設堅(jian)實(shi)步(bu)伐。特(te)別是面(mian)對(dui)去年(nian)以來(lai)煤炭生產形勢大(da)變局和減量化生產挑戰，王樓(lou)煤礦(kuang)(kuang)堅(jian)持(chi)深思(si)一層、先行(xing)一步(bu)，聚焦產出原(yuan)煤質量“做文(wen)章(zhang)”，將(jiang)煤炭洗選環節(jie)前置、下沉至井(jing)下，引進TDS智(zhi)能干選工(gong)藝，將(jiang)選出的(de)矸(gan)石直接用于(yu)井(jing)下條(tiao)采(cai)(cai)(cai)工(gong)作面(mian)充(chong)填，構建形成(cheng)了綠色開采(cai)(cai)(cai)新模(mo)式，推動(dong)了礦(kuang)(kuang)井(jing)高(gao)質量發展。
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)(mei)煤(mei)(mei)(mei)層中普遍存在(zai)1-2層夾矸(gan)(gan)，夾矸(gan)(gan)總(zong)厚為(wei)(wei)0.3米(mi)；截至2018年年底，原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)含矸(gan)(gan)率統(tong)計數據為(wei)(wei)30%～35%，較(jiao)大(da)(da)程(cheng)(cheng)度影(ying)響礦(kuang)(kuang)井產(chan)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)釋(shi)放，一(yi)直以(yi)(yi)來制約著(zhu)礦(kuang)(kuang)井高效(xiao)發(fa)展。為(wei)(wei)從根本上(shang)解決升(sheng)(sheng)井矸(gan)(gan)石(shi)對礦(kuang)(kuang)井原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)量(liang)和發(fa)熱量(liang)的(de)影(ying)響問(wen)題，礦(kuang)(kuang)井按照集團公(gong)司(si)“出(chu)煤(mei)(mei)(mei)不(bu)見煤(mei)(mei)(mei)、矸(gan)(gan)石(shi)不(bu)升(sheng)(sheng)井”的(de)總(zong)體部(bu)署，打破(po)思維，從原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)運輸環節入手，實(shi)施地(di)下(xia)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)質工程(cheng)(cheng)，變(bian)產(chan)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)為(wei)(wei)產(chan)商品煤(mei)(mei)(mei)。一(yi)是(shi)(shi)多方(fang)調(diao)研論證，前置洗選(xuan)(xuan)(xuan)關口。為(wei)(wei)實(shi)現(xian)(xian)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)質，礦(kuang)(kuang)井經(jing)(jing)多方(fang)調(diao)研論證，將關口前移(yi)，于去(qu)年12月份，引進(jin)TDS智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)設(she)備(bei)，首次將TDS智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)技(ji)(ji)術應用(yong)于井下(xia)，在(zai)主(zhu)運輸皮帶(dai)系(xi)(xi)統(tong)中安裝(zhuang)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)機，建(jian)成了(le)世界(jie)首個井下(xia)TDS智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)系(xi)(xi)統(tong)，實(shi)現(xian)(xian)了(le)煤(mei)(mei)(mei)炭洗選(xuan)(xuan)(xuan)工藝(yi)流程(cheng)(cheng)的(de)重大(da)(da)變(bian)革(ge)，入選(xuan)(xuan)(xuan)2018年度煤(mei)(mei)(mei)炭裝(zhuang)備(bei)制造業十大(da)(da)新聞。二是(shi)(shi)依托智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)識(shi)(shi)別(bie)，實(shi)現(xian)(xian)無人值(zhi)守。礦(kuang)(kuang)井TDS智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)系(xi)(xi)統(tong)由(you)給料、識(shi)(shi)別(bie)、執行、供風、除塵、配電、控制等七大(da)(da)輔助部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)組成，為(wei)(wei)全封閉設(she)計，全過(guo)程(cheng)(cheng)無人值(zhi)守，采用(yong)大(da)(da)數據計算和智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)識(shi)(shi)別(bie)技(ji)(ji)術，利用(yong)X射線(xian)源的(de)穿(chuan)透(tou)力(li)原(yuan)(yuan)(yuan)理，對煤(mei)(mei)(mei)與(yu)矸(gan)(gan)石(shi)進(jin)行數字化(hua)識(shi)(shi)別(bie)，把(ba)密(mi)度不(bu)同(tong)(tong)的(de)物質區分(fen)(fen)(fen)(fen)開來，并(bing)針對不(bu)同(tong)(tong)的(de)煤(mei)(mei)(mei)質特征(zheng)建(jian)立與(yu)之相適應的(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)析模型，最終(zhong)通過(guo)智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)執行系(xi)(xi)統(tong)控制高壓風將矸(gan)(gan)石(shi)排出(chu)，實(shi)現(xian)(xian)煤(mei)(mei)(mei)矸(gan)(gan)分(fen)(fen)(fen)(fen)離。該系(xi)(xi)統(tong)設(she)計矸(gan)(gan)石(shi)帶(dai)煤(mei)(mei)(mei)率1%～3%、塊煤(mei)(mei)(mei)帶(dai)矸(gan)(gan)率3%～5%，分(fen)(fen)(fen)(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)精度接(jie)近(jin)重介淺槽(cao)分(fen)(fen)(fen)(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)機，高于動篩(shai)跳汰分(fen)(fen)(fen)(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)機及其它干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)設(she)備(bei)；具(ju)有(you)較(jiao)強(qiang)的(de)處(chu)理能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)，最大(da)(da)處(chu)理能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)可達140t/h，分(fen)(fen)(fen)(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)粒度為(wei)(wei)50～300mm。三是(shi)(shi)發(fa)揮系(xi)(xi)統(tong)優(you)勢，實(shi)施原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)質。為(wei)(wei)充分(fen)(fen)(fen)(fen)發(fa)揮系(xi)(xi)統(tong)優(you)勢，礦(kuang)(kuang)井在(zai)系(xi)(xi)統(tong)上(shang)一(yi)級安裝(zhuang)一(yi)臺(tai)滾軸(zhou)篩(shai)、一(yi)臺(tai)振動布(bu)料器(qi)，由(you)滾軸(zhou)篩(shai)分(fen)(fen)(fen)(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)出(chu)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)中粒度50mm以(yi)(yi)上(shang)的(de)塊狀煤(mei)(mei)(mei)矸(gan)(gan)后，經(jing)(jing)轉載(zai)皮帶(dai)轉運至振動布(bu)料器(qi)排隊，平鋪(pu)進(jin)入TDS智(zhi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)機進(jin)行煤(mei)(mei)(mei)矸(gan)(gan)識(shi)(shi)別(bie)分(fen)(fen)(fen)(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)。系(xi)(xi)統(tong)運行以(yi)(yi)來，每小時(shi)可分(fen)(fen)(fen)(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)矸(gan)(gan)石(shi)10～20噸，礦(kuang)(kuang)井原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)發(fa)熱量(liang)由(you)4000大(da)(da)卡提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)至4600大(da)(da)卡，提(ti)(ti)高達15%；另(ling)外(wai)，系(xi)(xi)統(tong)在(zai)提(ti)(ti)高原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)質量(liang)的(de)同(tong)(tong)時(shi)，還能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)釋(shi)放主(zhu)井的(de)提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)，可置換(huan)增加10%高質量(liang)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)升(sheng)(sheng)量(liang)，實(shi)現(xian)(xian)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)質提(ti)(ti)效(xiao)，年創效(xiao)可達1500余萬(wan)元。
二、矸石充填以矸換煤，構建綠色開采新模式
目前，我國(guo)煤(mei)(mei)炭(tan)開(kai)采(cai)(cai)(cai)主要(yao)采(cai)(cai)(cai)取井(jing)(jing)工(gong)開(kai)采(cai)(cai)(cai)方(fang)式(shi)(shi)，導(dao)致地(di)(di)面大(da)面積(ji)塌陷(xian)(xian)，對(dui)周邊(bian)(bian)環(huan)境(jing)造(zao)(zao)(zao)成(cheng)較大(da)影響(xiang)，后期土地(di)(di)復墾、塌陷(xian)(xian)補(bu)償、村莊搬遷(qian)等(deng)費(fei)用(yong)巨大(da)。王樓煤(mei)(mei)礦(kuang)(kuang)(kuang)自2007年(nian)投產、2014年(nian)出現(xian)地(di)(di)面塌陷(xian)(xian)以來(lai)(lai)(lai)，造(zao)(zao)(zao)成(cheng)地(di)(di)面采(cai)(cai)(cai)煤(mei)(mei)塌陷(xian)(xian)達(da)5000余畝，最大(da)下沉量達(da)到1米(mi)以上，五年(nian)來(lai)(lai)(lai)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)的各類治理、補(bu)償等(deng)費(fei)用(yong)超過3.5億元。為進一步(bu)降本增(zeng)效，實(shi)(shi)(shi)現(xian)高(gao)(gao)質量發(fa)(fa)展，礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)依托井(jing)(jing)下TDS智(zhi)(zhi)能(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)系統(tong)，配(pei)合打造(zao)(zao)(zao)了(le)充(chong)(chong)填工(gong)作面和矸(gan)(gan)(gan)石充(chong)(chong)填運輸系統(tong)，構(gou)建(jian)(jian)(jian)(jian)形成(cheng)了(le)煤(mei)(mei)炭(tan)綠(lv)(lv)色(se)開(kai)采(cai)(cai)(cai)新模式(shi)(shi)，在提(ti)(ti)高(gao)(gao)資源回(hui)(hui)收(shou)率(lv)、減(jian)小采(cai)(cai)(cai)動影響(xiang)，降低地(di)(di)面采(cai)(cai)(cai)煤(mei)(mei)塌陷(xian)(xian)、保護生(sheng)(sheng)態環(huan)境(jing)的同(tong)時(shi)，還(huan)可(ke)有(you)(you)效防止沖擊地(di)(di)壓的發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)。一是(shi)實(shi)(shi)(shi)施(shi)(shi)矸(gan)(gan)(gan)石充(chong)(chong)填開(kai)采(cai)(cai)(cai)，實(shi)(shi)(shi)現(xian)矸(gan)(gan)(gan)換(huan)煤(mei)(mei)“循環(huan)生(sheng)(sheng)金”。礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)TDS智(zhi)(zhi)能(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)系統(tong)運行以來(lai)(lai)(lai)，每天(tian)可(ke)分選(xuan)(xuan)(xuan)矸(gan)(gan)(gan)石200噸(dun)左右(you)。經綜(zong)合分析論證，礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)南翼三采(cai)(cai)(cai)區(qu)上部(bu)13313條采(cai)(cai)(cai)工(gong)作面和13315條采(cai)(cai)(cai)工(gong)作面之(zhi)間所留110米(mi)條帶(dai)煤(mei)(mei)柱具(ju)備充(chong)(chong)填開(kai)采(cai)(cai)(cai)條件，礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)于2018年(nian)下半年(nian)完成(cheng)了(le)該充(chong)(chong)填工(gong)作面的施(shi)(shi)工(gong)安裝布置；同(tong)時(shi)，利(li)用(yong)原來(lai)(lai)(lai)的矸(gan)(gan)(gan)石運輸系統(tong)，配(pei)合液壓傳(chuan)動高(gao)(gao)位(wei)翻車機、梭(suo)式(shi)(shi)礦(kuang)(kuang)(kuang)車、輪齒式(shi)(shi)雙(shuang)齒輥破(po)(po)碎機等(deng)，改造(zao)(zao)(zao)建(jian)(jian)(jian)(jian)設(she)了(le)矸(gan)(gan)(gan)石充(chong)(chong)填運輸系統(tong)，順(shun)利(li)實(shi)(shi)(shi)施(shi)(shi)了(le)充(chong)(chong)填開(kai)采(cai)(cai)(cai)，可(ke)將每天(tian)分選(xuan)(xuan)(xuan)出的矸(gan)(gan)(gan)石全部(bu)充(chong)(chong)填消化，置換(huan)開(kai)采(cai)(cai)(cai)原煤(mei)(mei)約150噸(dun)，實(shi)(shi)(shi)現(xian)了(le)充(chong)(chong)填開(kai)采(cai)(cai)(cai)、以矸(gan)(gan)(gan)換(huan)煤(mei)(mei)。二(er)是(shi)構(gou)建(jian)(jian)(jian)(jian)綠(lv)(lv)色(se)開(kai)采(cai)(cai)(cai)模式(shi)(shi)，打造(zao)(zao)(zao)綠(lv)(lv)色(se)生(sheng)(sheng)態礦(kuang)(kuang)(kuang)山。礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)通過打造(zao)(zao)(zao)TDS智(zhi)(zhi)能(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)(xuan)、矸(gan)(gan)(gan)石充(chong)(chong)填系統(tong)，構(gou)建(jian)(jian)(jian)(jian)形成(cheng)了(le)煤(mei)(mei)矸(gan)(gan)(gan)智(zhi)(zhi)能(neng)識別分選(xuan)(xuan)(xuan)、矸(gan)(gan)(gan)石分級破(po)(po)碎、矸(gan)(gan)(gan)石充(chong)(chong)填以矸(gan)(gan)(gan)換(huan)煤(mei)(mei)的綠(lv)(lv)色(se)開(kai)采(cai)(cai)(cai)新模式(shi)(shi)，具(ju)有(you)(you)減(jian)少(shao)矸(gan)(gan)(gan)石排(pai)放(fang)量、置換(huan)條帶(dai)煤(mei)(mei)柱、減(jian)小地(di)(di)面沉降等(deng)多(duo)項優(you)勢，對(dui)提(ti)(ti)高(gao)(gao)煤(mei)(mei)炭(tan)資源回(hui)(hui)收(shou)率(lv)、保護周邊(bian)(bian)環(huan)境(jing)、防止沖擊地(di)(di)壓等(deng)均有(you)(you)較強的積(ji)極(ji)作用(yong)，經濟(ji)和社(she)會效益明(ming)顯，實(shi)(shi)(shi)現(xian)礦(kuang)(kuang)(kuang)井(jing)(jing)發(fa)(fa)展與環(huan)保工(gong)作協同(tong)共促，推進了(le)“綠(lv)(lv)色(se)礦(kuang)(kuang)(kuang)山”建(jian)(jian)(jian)(jian)設(she)步(bu)伐。并于7月7日順(shun)利(li)通過了(le)濟(ji)寧(ning)市國(guo)土資源局組織的綠(lv)(lv)色(se)礦(kuang)(kuang)(kuang)山評審驗收(shou)。
