姚桥煤矿绿色示范矿山建设探索.pdf

1902020 年第 6 期 姚桥煤矿绿色示范矿山建设探索 邵福兵 张玉宽 陈 祥 （上海大屯能源股份有限公司姚桥煤矿，江苏 沛县 221611） 摘 要 以姚桥煤矿绿色示范矿山建设为研究对象，深入分析矿井绿色示范矿山建设存在的问题。通过建设井下水处理 系统、智能工作面建设、工业广场改造等重点工程，全面打造现代化绿色示范矿山，为促进矿区和谐发展和可持续发展奠 定了基础，为大屯矿区或类似条件的矿井提供参考。 关键词 绿色示范矿山 井下水处理 智能化工作面 中图分类号 TD214 文献标识码 A doi10.3969/j.issn.1005-2801.2020.06.068 Exploration of Green Demonstration Mine in Yaoqiao Coal Mine Shao Fu-bing Zhang Yu-kuan Chen Xiang （Yaoqiao Coal Mine, Shanghai Datun Energy Co., Ltd., Jiangsu Peixian 221611） Abstract Taking the construction of green demonstration mine in Yaoqiao Coal Mine as the research object, this paper deeply analyzes the problems existing in the construction of green demonstration mine in mine, and comprehensively builds modern green demonstration mine through the construction of underground water treatment system, intelligent working face construction, industrial square reconstruction and other key projects, which lays the foundation for promoting the harmonious development and sustainable development of mining area, and provides reference for Datun mining area or similar mine. Key words green demonstration mines underground water treatment intelligent working face 收稿日期 2019-11-28 作者简介 邵福兵（1969-），男，高级工程师，现任姚桥煤矿矿长， 主要从事煤矿生产管理工作。 信息化技术与绿色发展 姚桥煤矿隶属于中国中煤能源集团上海大屯能 源股份有限公司，位于江苏省沛县杨屯镇境内，为 第三批国家级绿色矿山试点单位。为践行习近平总 书记“绿水青山就是金山银山”的重要思想，将上 海大屯能源股份有限公司姚桥煤矿打造成绿色环保 生产、节能减排优秀、环保指标达标的绿色矿山示 范基地，姚桥煤矿开展绿色示范矿山建设探索工作。 1 矿山简介 姚桥煤矿于 1970 年 10 月开工建设，1979 年 12 月正式投产，设计生产能力为 90 万 t/a。矿井经 过数次改造后，2010 年核定生产能力为 445 万 t/a， 是徐州地区年产量最大的煤矿。姚桥煤矿主采山西 组 7、8 煤层，采用立井多水平拓方式，走向长壁 采煤法，综合机械化放顶煤工艺。矿井通风方式为 中央分列式，主副井进风，风井回风，通风方法为 抽出式。矿井为低瓦斯矿井，开采煤层有煤尘爆炸 性， 开采煤层为自燃煤层。 矿井正常涌水量449m3/h， 最大涌水量 565m3/h，从 2008 年至今矿井实际总涌 水量基本稳定在 320m3/h 左右。 2 绿色示范矿山建设现状 姚桥煤矿绿色矿山建设起步较早，早在 2012 年 6 月编制了国家级绿色矿山试点单位申报书， 2013 年 4 月 7 日国土资源部发布 2013 年第 5 号公 告国土资源部关于第三批国家级绿色矿山试点单 位名单的公告，确定姚桥煤矿为第三批国家级绿 色矿山试点单位。 姚桥煤矿自建矿以来根据矿山实际和发展方 向，以绿色矿山建设为目标，依靠科技进步，大力 发展循环经济，着力调整产业结构，有效控制矿山 污染废弃物的排放。煤矿积极开展节能减排，加强 生态环境保护，追求生产安全高效，降低资源和能 源消耗，减少污染排放，将绿色生态的理论与实践 贯穿于矿产资源开发利用全过程。 1912020 年第 6 期 姚桥煤矿在基本条件、矿区环境、资源开发方 式、资源综合利用、节能减排、矿区生态环境保护、 科技创新与数字化矿山、企业管理与企业形象等八 个方面均做了大量工作。矿井管理制度健全，日常 管理规范有序，符合煤炭行业绿色矿山建设规范 （DZ/T 0315-2018）的基本要求和标准。 3 绿色示范矿山建设存在问题 3.1 矿井水处理方式有待改进 姚桥煤矿矿井水处理厂始建于 2000 年，2002 年投产运行，设计水处理量 9000t/d，实际处理量为 5000t/d 左右。处理后的矿井水主要用于井下煤层注 水及防尘用水。姚桥煤矿矿井水处理系统已经运行 17 年，设备工艺落后，部分设备老化，占地面积大， 影响了厂区环境。矿井水需要通过水泵提到地面进 行处理，处理后的矿井水再输送到井下供生产使用， 无形之中增加了能源的消耗，增加了排水泵的磨损 腐蚀。 3.2 智能化工作面建设滞后 目前姚桥煤矿已经完全实现了采煤工作面综采 工艺，综采机械化程度达到 100，但在采煤智能化 方面与国内一流的煤矿还存在一定差距。建设智能 化开采工作面是姚桥煤矿绿色示范矿山的需要，也 是推进煤炭安全绿色智能化开采、 高效开采的需要。 3.3 工业广场环境有待改进 姚桥煤矿为 1979 年 12 月投产的矿井，工业场 地经多年建设，绿化美化效果较好，但部分建筑物 年限长，工业广场局部的绿化和美化工作仍有进一 步提升的空间，主要表现为建筑外立面单调老旧， 全区建筑风格不统一，视觉效果差；厂区道路人车 混行，主干道宽窄不一，铺装老旧损坏严重；植物 颜色单一，缺少彩色树种，植物种植散乱等。 4 绿色示范矿山建设重点工程 4.1 井下水处理系统 姚桥煤矿计划在新、老井底分别设置一座矿井 水处理站，设计采用超磁分离处理工艺，主要工艺 流程如图 1 所示。 图 1 矿井水处理工艺流程图 矿井水通过水砂分离器自流进入到预沉池中， 在预沉池中进行大颗粒泥沙的预沉处理。在预沉池 中设置渣浆泵，定期将污泥抽排至污泥池。经过预 沉的污水自流进入混凝反应设备中，向水中投加混 凝剂、絮凝剂及磁种，提供一定强度的混合、反应 搅拌，使得水体的悬浮物、胶体物质脱稳，形成具 有“磁性”的絮团，然后自流进入磁分离主机进行 固液分离，出水自流进入水仓。 磁分离主机分离出来含有磁性的污泥进入到磁 分离磁鼓机内，通过设备的高速分散、磁鼓回收功 能，将磁种从污泥中回收，实现了磁种的回收循环 利用。磁鼓分离后的非磁性污泥进入到污泥池中， 与预沉池污泥混合后，通过污泥泵提升至压滤机进 行处理，脱水后的泥饼通过矿车转载外运。 处理后的矿井水用于井下防尘、煤层注水，剩 余的水提升至地面，一部分用于选煤厂补水，一部 分经深度处理后回用于洗浴等生活用水，剩余的水 用于厂区新建的景观、绿化用水。可实现矿井水零 排放。 4.2 姚桥煤矿智能化工作面建设 姚桥煤矿计划将 7263 工作面建设为姚桥煤矿 首个智能化工作面。智能化工作面建设完成后，工 作面生产时可以实现采煤机、支架、运输机等现场 无人操作，只需在地面进行操作，即可完成整个工 作面的割煤、移架及运输等工作，基本实现工作面 无人或少人作业。 智能化工作面的实施可实现地面对井下采煤工 作面的全方位视频监控，大大提高安全可靠性，使 原来生产班作业的 26 人降到 10 人以内，大大减少 日常生产作业人数，减少不安全因素对人体的危害。 4.3 工业广场改造提升 姚桥煤矿工业广场改造努力打造一轴、三区、 多点的结构布局。以工业广场中轴线为轴心，划分 为现代办公区、活力生活区、绿色生产区，打造创 业之歌、大屯人民跟党走、璀璨英雄、跨业之歌、 和谐之歌等多点景观，全面提升矿井形象。 5 结论 姚桥煤矿在现有绿色矿山基础上，通过建设矿 井井下水处理系统、7263 智能化工作面建设、工业 广场整体提升改造等重点工程，对矿井矿区环境、 资源综合利用、节能减排、数字化矿山等方面均有 较大提升。姚桥煤矿绿色示范矿山的建设，对徐州 （下转第 203 页） 2032020 年第 6 期 埋件（局部增加钢梁补强），改造面积 527.1m2；A 轴外新增面积 113.68m2，体积为 402.09m3，钢筋砼 框架结构，围护结构为砌块，钢筋砼独立基础。 在 12.60m 平面 C-E 跨间新布 2 台 3673 型进口 组装双层香蕉弛张筛，8.70m 平面布置相关收集皮 带及破碎机，来煤皮带上增加犁式卸料器。利用其 他项目拆除的单层 3661 型香蕉筛（12.60m 平面， 编号 212）及溜槽组成临时筛分系统。 改造后毛煤（-300mm）自主井井口房输送至筛 分车间，经机头除铁器除铁后，既可以经犁式卸料 器及给料机进入临时筛分系统，也可以通过机头分 叉溜槽进入弛张筛进行 50/6mm 分级。 当煤质好、无需复杂处理时，启动临时筛分系 统。井下来煤经除铁器除铁后，经犁式卸料器及给 料机进入单层香蕉筛（3661 型）进行 50mm 分级。 50mm 块煤进入粒精煤（702）带式输送机运输至 产品仓储存，-50mm 末煤进入混煤（703）带式输 送机运至混煤仓储存。 洗选系统开启时，除铁后的原煤通过机头分 叉溜槽给入弛张筛进行 50/6mm 分级。弛张筛前溜 槽设有翻板，当洗选系统运行时，翻板逆时针旋 转，筛上 50mm 大块煤通过大块煤通道给入大块 煤收集带式输送机（208），进而给入破碎机破碎 至 -100mm，筛下 50 ～ 6mm 物料经原煤收集带式 输送机（207）转载，与破碎后物料混合后由 701 带式输送机运输至原煤仓储存。当洗选系统不开时， 翻板顺时针旋转，大块煤通道关闭，筛上 50mm 与 50 ～ 6mm 物料由筛前溜槽一并给入原煤收集带 式输送机（207 可逆），进而转载进入主厂房块精 煤分级筛进行 25mm 筛分，分级后的原煤分别由带 式输送机运至产品仓储存。弛张筛筛下 -6mm 粉煤 不洗选， 经筛下漏斗进入粉煤收集带式输送机 （205、 206），进而给入混煤带式输送机（703）运至产品 仓储存。 3.2 新建块煤主厂房 主 厂 房 为 完 全 新 建， 位 于 筛 分 车 间 西 南 侧，间距 3m 以避开原有基础。主厂房建筑面积 3006.46m2，建筑体积 14222.45m3，钢框架结构，围 护结构为砌块，钢筋砼条形基础。 原煤仓中原煤经 1 号转载点转载输送至主厂 房，经带式输送机机头溜槽进入脱泥筛。脱泥筛分 两段，先进行干法脱粉（Φ3mm），后进行湿法脱 泥（Φ3mm），筛上物进入浅槽进行分选，筛下煤 泥水自流入煤泥水桶。浅槽的溢流经固定筛、块精 煤脱水脱介筛（Φ上13，Φ下1mm）进行脱介、 脱水和分级。浅槽底流经矸石脱介筛进行脱介、脱 水后给入矸石上仓带式输送机，运至矸石仓储存。 块精煤脱介脱水筛前 -13mm 精煤采用精煤离心机 脱水后，转载给入混煤带式输送机，运输至混煤仓 储存，-13mm 精煤也可运至块精煤上仓带式输送 机，离心机离心液自流入介质集水坑，经泵输送至 块精煤稀介质段，再去磁选。1380mm 块精煤经 溜槽给入主厂房的块精煤分级筛进行 25mm 分级。 8025mm 中块精煤进入块煤带式输送机运至产品仓 储存，2513mm 小块精煤进入小块煤带式输送机运 至产品仓储存。 4 结语 安山选煤厂充分利用现有筒仓和筛分车间，巧 妙地将现有建筑和新建建筑联系起来，将地面生产 系统转变为集“筛破 - 洗选 - 储运”为一体的现代 化选煤厂。洗选系统和矿井生产系统紧密结合，各 生产系统功能划分明确，布置紧凑，改造实现了目 标市场的各类煤质需求，脱粉入洗使浅槽的分选下 限能力充分发挥。 【参考文献】 ［1］ 戴少康 . 选煤工艺设计适用技术手册 [M]. 北京 煤炭工业出版社，2010. ［2］ 母长春 . 新矿集团沙章图选煤厂工艺设计探讨 [J]. 选煤技术，2018（04）91-9599. ［3］ 彭建喜 . 同煤集团燕子山选煤厂块煤系统技术改 造分析 [J]. 科技视界，2014（36）334351. ［4］ 郭牛喜，陶能进，王宏，等 . 我国煤矿选煤设计 综述 [J]. 煤炭工程，2018，50（06）15-19. ［5］ 郑均笛 . 选煤厂创优设计的总结与思考 [J]. 选煤 技术，2016（04）3. 地区绿色矿山的建设起到积极的示范作用。 【参考书目】 ［1］ 韩栓祥，卓青松，杨红民 . 大佛寺煤矿绿色矿山 （上接第 191 页） 建设综述 [J]. 煤炭工程，2015，47（05）4-58. ［2］ 徐夕岭，宋焕虎 . 唐山矿绿色矿山建设实践与 探 索 [J]. 煤 炭 与 化 工，2017，40（09）152- 154157.