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，平均開采厚度2.12m，屬(shu)中厚煤(mei)層，煤(mei)種(zhong)主(zhu)要(yao)為低灰、低磷、低硫(liu)的(de)1/3焦(jiao)精煤(mei)。近年(nian)來，王(wang)樓煤(mei)礦按(an)照能(neng)源集團“一(yi)(yi)提(ti)雙優”及集團公司(si)新(xin)舊動能(neng)轉換(huan)工(gong)(gong)作部署，持(chi)續推進裝備升級、系(xi)統優化，邁出(chu)了(le)智能(neng)智慧礦山建設堅(jian)實(shi)步(bu)伐。特別是面(mian)對去(qu)年(nian)以來煤(mei)炭(tan)生產(chan)(chan)形勢大變局和減量化生產(chan)(chan)挑戰(zhan)，王(wang)樓煤(mei)礦堅(jian)持(chi)深思一(yi)(yi)層、先行一(yi)(yi)步(bu)，聚焦(jiao)產(chan)(chan)出(chu)原(yuan)煤(mei)質(zhi)量“做(zuo)文(wen)章(zhang)”，將(jiang)煤(mei)炭(tan)洗選(xuan)環(huan)節前置、下沉至井下，引進TDS智能(neng)干選(xuan)工(gong)(gong)藝，將(jiang)選(xuan)出(chu)的(de)矸石(shi)直(zhi)接用(yong)于井下條采工(gong)(gong)作面(mian)充填，構建形成了(le)綠色開采新(xin)模式，推動了(le)礦井高(gao)質(zhi)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)(mei)(mei)(mei)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)層(ceng)中(zhong)普(pu)遍存(cun)在(zai)1-2層(ceng)夾(jia)矸(gan)(gan)，夾(jia)矸(gan)(gan)總(zong)厚為(wei)(wei)(wei)0.3米(mi)；截至2018年(nian)年(nian)底，原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)含矸(gan)(gan)率統(tong)計(ji)數據為(wei)(wei)(wei)30%～35%，較大(da)程(cheng)度影響礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)產能(neng)(neng)(neng)釋放，一直以來制(zhi)約著礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)高效(xiao)(xiao)發展(zhan)。為(wei)(wei)(wei)從根(gen)本上解決升(sheng)井(jing)(jing)(jing)矸(gan)(gan)石(shi)對礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)升(sheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)和發熱(re)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)影響問題，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)按照集(ji)團公司“出煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)不見煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)、矸(gan)(gan)石(shi)不升(sheng)井(jing)(jing)(jing)”的(de)(de)總(zong)體部署，打破思維，從原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)運輸環(huan)節入手，實(shi)施地下(xia)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)質工(gong)程(cheng)，變產原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)為(wei)(wei)(wei)產商品煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)。一是多方(fang)調研(yan)論(lun)證(zheng)，前置洗(xi)選(xuan)(xuan)關口(kou)。為(wei)(wei)(wei)實(shi)現(xian)(xian)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)質，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)經多方(fang)調研(yan)論(lun)證(zheng)，將關口(kou)前移(yi)，于(yu)(yu)去年(nian)12月份，引進TDS智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)設備(bei)，首(shou)次將TDS智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)技(ji)術應用于(yu)(yu)井(jing)(jing)(jing)下(xia)，在(zai)主運輸皮帶(dai)(dai)(dai)系(xi)(xi)(xi)統(tong)中(zhong)安(an)裝(zhuang)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)機(ji)(ji)，建成了世界(jie)首(shou)個井(jing)(jing)(jing)下(xia)TDS智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)系(xi)(xi)(xi)統(tong)，實(shi)現(xian)(xian)了煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)炭洗(xi)選(xuan)(xuan)工(gong)藝流程(cheng)的(de)(de)重大(da)變革，入選(xuan)(xuan)2018年(nian)度煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)炭裝(zhuang)備(bei)制(zhi)造業十大(da)新(xin)聞。二是依托智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)識(shi)別(bie)，實(shi)現(xian)(xian)無(wu)人值守。礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)TDS智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)系(xi)(xi)(xi)統(tong)由(you)給(gei)料(liao)、識(shi)別(bie)、執(zhi)行、供風、除(chu)塵、配電、控(kong)制(zhi)等(deng)七大(da)輔助部分組成，為(wei)(wei)(wei)全封閉(bi)設計(ji)，全過(guo)程(cheng)無(wu)人值守，采用大(da)數據計(ji)算(suan)和智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)識(shi)別(bie)技(ji)術，利用X射線源的(de)(de)穿(chuan)透力原(yuan)(yuan)(yuan)理，對煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)與矸(gan)(gan)石(shi)進行數字化識(shi)別(bie)，把密度不同的(de)(de)物質區分開來，并針對不同的(de)(de)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)質特征建立與之相適應的(de)(de)分析模型，最終(zhong)通過(guo)智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)執(zhi)行系(xi)(xi)(xi)統(tong)控(kong)制(zhi)高壓風將矸(gan)(gan)石(shi)排出，實(shi)現(xian)(xian)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)矸(gan)(gan)分離。該系(xi)(xi)(xi)統(tong)設計(ji)矸(gan)(gan)石(shi)帶(dai)(dai)(dai)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)率1%～3%、塊煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)帶(dai)(dai)(dai)矸(gan)(gan)率3%～5%，分選(xuan)(xuan)精度接近重介淺(qian)槽(cao)分選(xuan)(xuan)機(ji)(ji)，高于(yu)(yu)動(dong)篩跳汰分選(xuan)(xuan)機(ji)(ji)及其它干(gan)選(xuan)(xuan)設備(bei)；具有較強的(de)(de)處理能(neng)(neng)(neng)力，最大(da)處理能(neng)(neng)(neng)力可(ke)達(da)140t/h，分選(xuan)(xuan)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)粒度為(wei)(wei)(wei)50～300mm。三是發揮系(xi)(xi)(xi)統(tong)優(you)勢(shi)(shi)，實(shi)施原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)質。為(wei)(wei)(wei)充分發揮系(xi)(xi)(xi)統(tong)優(you)勢(shi)(shi)，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)在(zai)系(xi)(xi)(xi)統(tong)上一級安(an)裝(zhuang)一臺(tai)滾軸篩、一臺(tai)振(zhen)動(dong)布料(liao)器，由(you)滾軸篩分選(xuan)(xuan)出原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)中(zhong)粒度50mm以上的(de)(de)塊狀煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)矸(gan)(gan)后(hou)，經轉載皮帶(dai)(dai)(dai)轉運至振(zhen)動(dong)布料(liao)器排隊，平鋪(pu)進入TDS智(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)(neng)(neng)干(gan)選(xuan)(xuan)機(ji)(ji)進行煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)矸(gan)(gan)識(shi)別(bie)分選(xuan)(xuan)。系(xi)(xi)(xi)統(tong)運行以來，每(mei)小時(shi)可(ke)分選(xuan)(xuan)矸(gan)(gan)石(shi)10～20噸，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)(jing)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)發熱(re)量(liang)(liang)(liang)(liang)由(you)4000大(da)卡提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)升(sheng)至4600大(da)卡，提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)高達(da)15%；另外(wai)，系(xi)(xi)(xi)統(tong)在(zai)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)高原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)質量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)同時(shi)，還能(neng)(neng)(neng)釋放主井(jing)(jing)(jing)的(de)(de)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)升(sheng)能(neng)(neng)(neng)力，可(ke)置換增加10%高質量(liang)(liang)(liang)(liang)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)升(sheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)，實(shi)現(xian)(xian)原(yuan)(yuan)(yuan)煤(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)(mei)提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)質提(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)效(xiao)(xiao)，年(nian)創效(xiao)(xiao)可(ke)達(da)1500余萬元。
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)炭開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)主要采(cai)(cai)(cai)(cai)取井(jing)工(gong)(gong)(gong)開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)方式(shi)，導致(zhi)地面(mian)(mian)(mian)大面(mian)(mian)(mian)積塌(ta)陷，對(dui)周邊環境造(zao)(zao)成(cheng)較大影(ying)響(xiang)，后期土(tu)地復墾、塌(ta)陷補償、村莊搬(ban)遷等費用巨大。王樓煤(mei)礦(kuang)(kuang)自2007年(nian)(nian)投產、2014年(nian)(nian)出現地面(mian)(mian)(mian)塌(ta)陷以(yi)(yi)(yi)來(lai)，造(zao)(zao)成(cheng)地面(mian)(mian)(mian)采(cai)(cai)(cai)(cai)煤(mei)塌(ta)陷達(da)(da)5000余(yu)畝，最(zui)大下(xia)(xia)沉量(liang)(liang)達(da)(da)到1米以(yi)(yi)(yi)上(shang)，五年(nian)(nian)來(lai)發(fa)生(sheng)的(de)(de)(de)各類治(zhi)理(li)、補償等費用超過(guo)(guo)3.5億元。為進(jin)一步(bu)降(jiang)本增效，實(shi)(shi)現高質量(liang)(liang)發(fa)展，礦(kuang)(kuang)井(jing)依托井(jing)下(xia)(xia)TDS智(zhi)能干選(xuan)(xuan)(xuan)系(xi)統(tong)，配合(he)(he)打(da)造(zao)(zao)了(le)(le)充(chong)(chong)(chong)填(tian)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)(mian)和矸(gan)石(shi)(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)運(yun)輸系(xi)統(tong)，構建形成(cheng)了(le)(le)煤(mei)炭綠(lv)(lv)色(se)(se)(se)開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)新模式(shi)，在提高資(zi)源(yuan)回收率(lv)、減(jian)小采(cai)(cai)(cai)(cai)動影(ying)響(xiang)，降(jiang)低地面(mian)(mian)(mian)采(cai)(cai)(cai)(cai)煤(mei)塌(ta)陷、保(bao)護生(sheng)態環境的(de)(de)(de)同(tong)時，還(huan)可有效防止沖擊地壓的(de)(de)(de)發(fa)生(sheng)。一是(shi)實(shi)(shi)施(shi)(shi)矸(gan)石(shi)(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)，實(shi)(shi)現矸(gan)換煤(mei)“循環生(sheng)金”。礦(kuang)(kuang)井(jing)TDS智(zhi)能干選(xuan)(xuan)(xuan)系(xi)統(tong)運(yun)行(xing)以(yi)(yi)(yi)來(lai)，每(mei)天(tian)可分(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)矸(gan)石(shi)(shi)(shi)200噸左右。經(jing)綜合(he)(he)分(fen)析(xi)論(lun)證，礦(kuang)(kuang)井(jing)南翼(yi)三(san)采(cai)(cai)(cai)(cai)區上(shang)部(bu)13313條(tiao)采(cai)(cai)(cai)(cai)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)(mian)和13315條(tiao)采(cai)(cai)(cai)(cai)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)(mian)之間所留110米條(tiao)帶煤(mei)柱具備充(chong)(chong)(chong)填(tian)開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)條(tiao)件，礦(kuang)(kuang)井(jing)于2018年(nian)(nian)下(xia)(xia)半(ban)年(nian)(nian)完成(cheng)了(le)(le)該充(chong)(chong)(chong)填(tian)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)施(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)安裝布置；同(tong)時，利(li)用原來(lai)的(de)(de)(de)矸(gan)石(shi)(shi)(shi)運(yun)輸系(xi)統(tong)，配合(he)(he)液壓傳(chuan)動高位翻車機、梭式(shi)礦(kuang)(kuang)車、輪齒式(shi)雙(shuang)齒輥破碎機等，改造(zao)(zao)建設了(le)(le)矸(gan)石(shi)(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)運(yun)輸系(xi)統(tong)，順(shun)利(li)實(shi)(shi)施(shi)(shi)了(le)(le)充(chong)(chong)(chong)填(tian)開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)，可將每(mei)天(tian)分(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)出的(de)(de)(de)矸(gan)石(shi)(shi)(shi)全部(bu)充(chong)(chong)(chong)填(tian)消化，置換開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)原煤(mei)約(yue)150噸，實(shi)(shi)現了(le)(le)充(chong)(chong)(chong)填(tian)開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)、以(yi)(yi)(yi)矸(gan)換煤(mei)。二是(shi)構建綠(lv)(lv)色(se)(se)(se)開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)模式(shi)，打(da)造(zao)(zao)綠(lv)(lv)色(se)(se)(se)生(sheng)態礦(kuang)(kuang)山。礦(kuang)(kuang)井(jing)通(tong)過(guo)(guo)打(da)造(zao)(zao)TDS智(zhi)能干選(xuan)(xuan)(xuan)、矸(gan)石(shi)(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)系(xi)統(tong)，構建形成(cheng)了(le)(le)煤(mei)矸(gan)智(zhi)能識別分(fen)選(xuan)(xuan)(xuan)、矸(gan)石(shi)(shi)(shi)分(fen)級破碎、矸(gan)石(shi)(shi)(shi)充(chong)(chong)(chong)填(tian)以(yi)(yi)(yi)矸(gan)換煤(mei)的(de)(de)(de)綠(lv)(lv)色(se)(se)(se)開(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)(cai)新模式(shi)，具有減(jian)少矸(gan)石(shi)(shi)(shi)排放量(liang)(liang)、置換條(tiao)帶煤(mei)柱、減(jian)小地面(mian)(mian)(mian)沉降(jiang)等多項(xiang)優勢，對(dui)提高煤(mei)炭資(zi)源(yuan)回收率(lv)、保(bao)護周邊環境、防止沖擊地壓等均(jun)有較強的(de)(de)(de)積極作(zuo)用，經(jing)濟(ji)和社(she)會(hui)效益明顯，實(shi)(shi)現礦(kuang)(kuang)井(jing)發(fa)展與環保(bao)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)協同(tong)共(gong)促，推進(jin)了(le)(le)“綠(lv)(lv)色(se)(se)(se)礦(kuang)(kuang)山”建設步(bu)伐。并(bing)于7月(yue)7日順(shun)利(li)通(tong)過(guo)(guo)了(le)(le)濟(ji)寧市國(guo)土(tu)資(zi)源(yuan)局組織的(de)(de)(de)綠(lv)(lv)色(se)(se)(se)礦(kuang)(kuang)山評(ping)審(shen)驗收。
