为全面践行“绿水青山就是金山银山”理念,黄陵矿业二号煤矿全力破解煤矸石固废处置难题,探索出一条“生态优先、绿色开采、循环利用、提质增效”高质量发展新路径,为煤炭行业绿色转型发展树立了可复制、可推广的标杆典范。
煤炭开采,矸石处置始终是行业痛点。该矿年掘进矸石产量达105万吨,传统处置方式以地面堆存为主,不仅占用大量土地资源,还面临扬尘、水土流失、地质灾害等生态环保风险。
面对矸石处置的“老大难”问题,该矿经过多方调研、反复论证,决定引入矸石井下充填技术,打造“矸石不升井、固废零排放、资源再利用”的闭环体系。

2021年,项目正式立项,矿井成立专项工作组并联合国内顶尖科研院校与技术团队,针对矿井地质条件、矸石特性,开展技术攻关,创新采用“井下智能选矸与采空区矸石注浆”核心技术,构建起“井下破碎——制浆——输送——充填”全流程智能化闭环体系。
项目建设期间,针对充填工艺适配、设备联动调试、采充协同优化等10余项技术难题开展立项攻关,先后完成20余项技术革新,成功破解了矸石破碎不均、浆体输送堵塞、充填密实度不足等行业共性难题。
走进二号煤矿井下充填工作面,智能化设备有序运转,看不到漫天粉尘,一幅“绿色开采、智能作业”的画卷徐徐展开。

“以前井下掘进的矸石,得一车车运到地面堆存,不仅占地方,还怕扬尘污染;现在好了,矸石在井下直接破碎、制浆、充填,真正实现了‘从哪来、回哪去’,既环保又省成本!”在黄陵矿业二号煤矿矸石充填工作面现场,操作员一边熟练操控设备,一边向笔者介绍道。
据了解,该系统采用三级破碎工艺,将井下原生矸石经刮板、齿辊、笼式三级破碎,制成粒径小于3mm的矸粉,再按比例加水与添加剂,制成高浓度浆体,既保障了浆体的流动性,又确保了充填强度。通过柱塞泵加压,浆体经地面管道、充填立管、井下管网长距离输送至采空区,实现“邻位注浆、随采随充”。
同时,系统搭载智能监控平台,实时监测设备电流、温度、管路压力、流量等核心参数,实现“一键启停、远程操控、在线预警”,不仅大幅降低了职工劳动强度,更提升了充填作业的安全性与精准度。此外,该矿还建成16个AI+NOSA智能风险管控区,辨识风险87条、制定管控措施110条,实现了充填作业全流程动态安全监控。

该项目2022年7月投用后平稳运行,实现矸石100%井下充填,年处置矸石20万吨,彻底终结地面堆存历史,通过消除扬尘、水体污染,节约占地,减少碳排放,年节约费用 400 余万元。同时,破解“三下”压煤开采难题,提升资源回收率,降低采空区顶板及冲击地压风险,杜绝堆存安全隐患,实现采充平衡,实现了生态效益、经济效益、安全效益的“三丰收”。


