礦井下的矸石不升井，那怎么在千尺井下實現(xiàn)呢？這場技術(shù)交流會給我們帶來了答案。
5月26日，2023中國（濟寧）煤炭綠色開采與高質(zhì)量發(fā)展技術(shù)交流會在山東濟寧舉行，眾多專家學者及業(yè)內(nèi)人士重點聚焦煤炭綠色低碳發(fā)展，交流當?shù)孛旱V“采選充一體化”綠色開采創(chuàng)新成果。當日，濟寧能源發(fā)展集團一種“井下TDS智能干選和連采連充聯(lián)合應(yīng)用”的開采新模式備受關(guān)注。
“采選充一體化”，成綠色開采“關(guān)鍵一招”
5月26日，在濟寧能源發(fā)展集團義橋煤礦的集控中心，該礦技術(shù)人員張超晨正在借助信息化設(shè)備，遠程查看井下TDS智能煤矸分離設(shè)備的運行情況。正是這套充滿科技感的井下設(shè)備，將信息化、數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于井下生產(chǎn)。
新開采出的原煤沒有直接升井，而是進入了一臺名為TDS智能干選機的大型設(shè)備中。經(jīng)過設(shè)備的智能化分揀，煤矸石被精準分離出來并重新輸送回充填巷道中用于回填，一分揀一回填間，不僅有效避免了采掘沉陷、提升了煤炭產(chǎn)量，更為綠色礦山建設(shè)打下了堅實基礎(chǔ)。
“新技術(shù)啟用后，我們礦每年有8萬噸矸石在經(jīng)過粉碎加工后用于井下回填，可置換8萬噸優(yōu)質(zhì)原煤，按照200元/噸的平均成本計算，僅此一項，便可增加直接經(jīng)濟效益5600萬元。”談到“只提煤不提矸”的實際價值，濟寧能源義橋煤礦副總工程師、機電技術(shù)部部長張洋談到，井下回填防沉陷可使礦井服務(wù)年限延長1.5年，以義橋煤礦為例，預(yù)計可解放壓覆資源130萬噸，間接增加經(jīng)濟效益約9.1億元，而因此消失的一座座地面矸石山，則進一步減少矸石存放和處置所帶來的環(huán)境污染。
2022年，濟寧市原煤產(chǎn)量占全省的60%，濟寧港貨物吞吐量5800多萬噸，為山東省能源安全提供了堅實保障。同時，濟寧市從煤炭資源勘查、開發(fā)、利用、轉(zhuǎn)化全過程入手，推廣綠色技術(shù)應(yīng)用范圍，完善綠色低碳產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)；圍繞煤炭開采模式和煤炭高效開發(fā)利用，不斷開展創(chuàng)新研究，助力煤炭行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
破題思路，井下實現(xiàn)煤矸石“智能AI分揀”
眾所周知，煤炭是我國的主要能源之一，如何在有序推進“雙碳”戰(zhàn)略及嚴守生態(tài)保護紅線的前提下，實現(xiàn)煤炭資源安全高效綠色開發(fā)，已然成了煤炭行業(yè)亟待解決的難題。
建設(shè)綠色礦山，煤矸石的處置是關(guān)鍵一環(huán)。“這些矸石塊雖然看上去不起眼，但如若處理不好、簡單的升井外排，不僅會造成污染、提升處置成本，還會增加礦井提升壓力、制約掘進效率，進而影響礦井采掘平衡。”張洋介紹，省內(nèi)每年煤矸石排放量約為3000萬噸，迫切的處置方式升級需求直接促成了“TDS智能干選+連采連充”雙系統(tǒng)綜合應(yīng)用的橫空出世。
帶著這樣一種破題思路，同為濟寧能源集團旗下的礦用設(shè)備制造企業(yè)、山東海納智能裝備科技股份有限公司主動申請出戰(zhàn)，與業(yè)內(nèi)龍頭科研機構(gòu)和企業(yè)展開了有針對性的技術(shù)合作、合資合作，開發(fā)生產(chǎn)TDS智能干選機，這種基于射線識別技術(shù)研發(fā)的機械可精準鎖定煤矸石并進行氣壓剔除，實現(xiàn)超高精度的智能AI分揀，為連采連充備足了原料。
“通過反復(fù)實驗，我們最終實現(xiàn)了TDS智能干選系統(tǒng)與連采連充系統(tǒng)的協(xié)同應(yīng)用。去年11月，義橋煤礦推行了‘TDS智能干選+連采連充’雙系統(tǒng)綜合應(yīng)用，技術(shù)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平，部分處于國際先進水平。”山東海納智能裝備科技股份有限公司黨總支書記、董事長朱凱表示，隨著煤炭黃金十年的開采，采掘條件良好的煤炭資源日漸枯竭，制約煤炭發(fā)展的綠色開采問題越來越突出，由濟寧能源推行的“TDS智能干選+連采連充”雙系統(tǒng)綜合應(yīng)用，同樣為有效解決這一難題提供了極具可復(fù)制性的方案。
“近年來，濟寧能源發(fā)展集團以服務(wù)國家能源安全為使命，縱深推進發(fā)展方式變革，以智慧綠色賦能產(chǎn)業(yè)升級，強力推進智能化攻堅，不斷加強煤礦綠色開采與矸石循環(huán)利用。”濟寧能源發(fā)展集團黨委書記、董事長張廣宇表示，截至目前，濟寧能源已建成智能化開采工作面43個，“一企一策”推動綠色智能煤礦建設(shè)，科學引領(lǐng)煤炭資源安全高效綠色開采新方向。
山東煤矸石綜合利用率達到100%
近年來，山東省積極落實黃河重大國家戰(zhàn)略和“碳達峰碳中和”戰(zhàn)略，以服務(wù)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)建設(shè)為總牽引，扎實推進能源保障網(wǎng)和能源轉(zhuǎn)型發(fā)展九大工程建設(shè)，加快構(gòu)建新型能源體系，全面提升能源供應(yīng)保障水平，努力實現(xiàn)能源高質(zhì)量發(fā)展。
特別是“十四五”以來，山東煤炭行業(yè)進入高質(zhì)量發(fā)展的“快車道”，在智能化建設(shè)、煤炭洗選、井下選矸、充填開采、資源綜合利用等方面都取得了長足發(fā)展。
山東省能源局黨組成員、副局長劉學軍說，全省已有74處煤礦開展了智能化建設(shè)，占全省84%，累計建成351個智能化采煤工作面、276處遠程掘進工作面；全省原煤入選率達到85%，煤矸石綜合利用率達到100%，礦井水綜合利用率達到85%。先進適用的煤礦裝備與技術(shù)得到大力推廣應(yīng)用，煤礦智能化水平大幅提高，科研攻關(guān)取得突破性進展，建成了一大批省級以上綠色礦山、智能化礦山，為山東在社會主義現(xiàn)代化強國建設(shè)新征程中走在前列、全面開創(chuàng)新時代現(xiàn)代化強省建設(shè)新局面提供了堅強能源保障。
“在山東省和濟寧市的大力推進下，濟寧能源發(fā)展集團在推動‘資源開采清潔化、生態(tài)化，資源利用高效化、低碳化，廢棄物處理減量化、資源化’方面，走在了行業(yè)前列。”中國煤炭工業(yè)協(xié)會副會長劉峰表示，煤炭采選充一體化綠色開采創(chuàng)新成果的應(yīng)用，有效提升了煤炭資源的回采率和地下空間利用率，同時提高了主井有效提升量和井上選煤廠入選原煤質(zhì)量，有效地保護了地面生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)礦井安全生產(chǎn)的良性循環(huán)和生態(tài)環(huán)保的統(tǒng)籌兼顧，為煤炭行業(yè)樹立了良好典范。
