近日，由山西建投煤設(shè)院集團(tuán)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的三元煤業(yè)建（構(gòu)）筑物下充填開(kāi)采項(xiàng)目投入運(yùn)行。該項(xiàng)目占地2.41公頃，設(shè)計(jì)內(nèi)容包含矸石破碎倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、配比攪拌系統(tǒng)、輔助充填系統(tǒng)和智能化充填控制系統(tǒng)。
項(xiàng)目實(shí)施的核心挑戰(zhàn)在于其煤炭資源位于建筑物、水體和鐵路“三下”壓覆區(qū)域，傳統(tǒng)的開(kāi)采方式必然引發(fā)地表沉陷，嚴(yán)重威脅安全。為此，團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了全方位、定制化的深度設(shè)計(jì)攻堅(jiān)，最終形成了以“膏體智填”為核心，“全固廢”利用和“智能化”控制為兩翼的系統(tǒng)化解決方案。
“全固廢”點(diǎn)金術(shù)：變廢為寶的綠色材料革命
為解決傳統(tǒng)充填材料成本高、來(lái)源受限的問(wèn)題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地將環(huán)保壓力轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，研發(fā)并應(yīng)用了“全固廢”膏體配方。該工藝通過(guò)精確調(diào)控材料級(jí)配和濃度等關(guān)鍵參數(shù)，將礦區(qū)堆積的煤矸石、粉煤灰等固廢轉(zhuǎn)化為性能優(yōu)良的充填材料，既保證了膏體的流動(dòng)性、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又實(shí)現(xiàn)了固廢資源化利用。
為支撐這一創(chuàng)新工藝，團(tuán)隊(duì)配套建設(shè)了全封閉破碎篩分系統(tǒng)和智能配比攪拌站，并創(chuàng)新采用波狀擋邊帶式輸送機(jī)，構(gòu)建了“破碎—輸送—配比—攪拌—管道輸送—采空區(qū)充填”的完整工藝鏈。該輸送系統(tǒng)通過(guò)獨(dú)特的波狀擋邊設(shè)計(jì)，顯著提升了物料承載量和輸送穩(wěn)定性，杜絕了撒漏現(xiàn)象，同時(shí)以更小的占地面積實(shí)現(xiàn)了更高的輸送能力，優(yōu)化了場(chǎng)地布局。
這一以廢治廢的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合高效的輸送保障，不僅為膏體提供了穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的來(lái)源，更實(shí)現(xiàn)年消納煤矸石47.10萬(wàn)噸、粉煤灰7.07萬(wàn)噸，有效解決了周邊地區(qū)固體廢棄物處理難題，為煤礦綠色生產(chǎn)提供了有力支撐，實(shí)現(xiàn)了資源釋放與環(huán)境保護(hù)的設(shè)計(jì)雙贏。
“毫米級(jí)”智控芯：精準(zhǔn)智能充填系統(tǒng)
為實(shí)現(xiàn)“三下”區(qū)域開(kāi)采所必需的毫米級(jí)沉降控制目標(biāo)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)方案中深度集成了先進(jìn)的智能化充填控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)作為項(xiàng)目的“神經(jīng)中樞”，融合了計(jì)算機(jī)、控制與通信技術(shù)，由通信系統(tǒng)、地面集控系統(tǒng)、管路閘閥和液位實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)以及視頻監(jiān)視系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)了地面集中控制、井下關(guān)鍵參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警及操作過(guò)程可追溯等核心功能。該智能控制系統(tǒng)的精確設(shè)計(jì)與穩(wěn)定運(yùn)行，有效保障了充填作業(yè)的質(zhì)量和效率，成功將地表下沉量控制在10毫米以內(nèi)，滿足了安全開(kāi)采的嚴(yán)格要求，同時(shí)提升了整體生產(chǎn)效率。
項(xiàng)目的成功實(shí)施帶來(lái)了顯著效益，設(shè)計(jì)區(qū)域成功釋放可采儲(chǔ)量898.17萬(wàn)噸，累計(jì)釋放壓覆資源19.5萬(wàn)噸，有效延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限達(dá)12.47年，將深埋地下的“呆滯資源”轉(zhuǎn)化為了支撐企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
下一步，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將不斷優(yōu)化技術(shù)方案，拓展應(yīng)用場(chǎng)景，加速推進(jìn)“全固廢”膏體充填智能化技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程與跨區(qū)域規(guī)?；瘧?yīng)用，為煤炭行業(yè)安全、綠色、高效發(fā)展提供更強(qiáng)技術(shù)支撐。
