记者 晋森 李从伟 通讯员 刘尊刚 汤楠
“经过近半年的生产实践和创新管理，目前，我矿首个C5301充填工作面单班平均掘进5米，每小时充填量达到200吨，日出煤300吨，达到月产0.8万吨的生产水平，真真正正‘充进了环保，采出了效益’。”5月24日，谈及新工艺的投用带来的改变，济宁能源义桥煤矿副总经理王栋梁满是欢喜。
王栋梁告诉记者，在煤矿生产过程中，一般都在建筑物下、铁路下、水体下保留煤柱不采，这不仅造成大量煤炭资源的积压，而且造成矿井不能合理进行开采，尤其是埋藏深、煤层层数多的矿区，压煤量相当惊人。同时，原煤在生产运输过程中，混入的矸石需由主井和副井提升至地面，极大限制了主井的提升能力和矿井产量，不但影响经济效益，同时地面排矸也会造成环境污染。
2022年11月份，“矸石不升井循环利用连采连充”TDS绿色开采新工艺的投用，解决了这一难题。“TDS智能干选系统是由给料、识别、执行、供风、除尘、配电、控制等7大辅助部分组成。”义桥煤矿副总工程师、机电技术部部长张洋介绍，选矸前，干选系统先将原煤在皮带上进行排队处理，然后采用大数据计算和智能识别技术，利用X射线源的穿透力原理，对煤与矸石进行数字化识别，把密度不同的物质区分开来，并建立相适应的分析模型，最终通过高压风将矸石排出并进行粉碎。“井下TDS智能干选设备无需水、无需介质、无煤泥水处理环节，既能减少井下矸石的地面排放，降低洗选成本，又能有效改善和稳定原煤煤质，同时还减少地面洗选的水洗量，避免了对水资源的污染。”
记者透过煤矿智能控制中心大屏清晰看到，在首个连采连充工作面，地面制浆站生产的浆体经输送管路将TDS选出的矸石，漫灌充填至开采支巷内。
“利用浆液蠕动性，借助煤层倾角形成“泥石流”填充接顶，从而有效支撑控制顶板。”张洋介绍，实施后可解放建筑物下压覆的优质煤炭资源，具有减少矸石排放量、置换条带煤柱、减小地面沉降等多项优势，对提高煤炭资源回收率和保护周边环境均有较强的积极作用，经济和社会效益明显。
“下一步，我们将采取两条支巷交替作业模式，加大循环进度、实现掘支平行作业，通过优化布局设计，把煤柱‘解放’出来，每年可以置换优质原煤8万吨。”王栋梁表示。
目前，义桥煤矿先后编制完成五采区浅部连采连充可行性研究报告、建筑物下安全开采论证等基础技术方案。针对五采区浅部煤层埋藏较浅、工程量小、地质构造简单、充填系统建设投资少等特点，顶底板条件及煤层厚度较为适合连采连充技术的应用，将该区域35万吨煤层作为首采试验区，一采区工业广场保护煤柱列为中期成熟区，三采区西部区域列为充填推广区，通过充填开采“三步走”，实现浅部资源“零压覆”，为矿井扩量延续探索“义桥绿色充填”方案。
针对C5301工作面生产情况，该矿因地制宜，积极优化施工设计，通过伪斜布置支巷，缩短开采长度、增加巷道坡度，实现了短壁高效开采。按照“掘支平行、采充平行、煤矸分运”的思路，支巷开采通过掘进与支护交替平行作业，支巷充填与煤柱巷开采交替作业，最大限度合理集中生产，实现采、支、运、充平行作业。
据介绍，按照“矸石不升井+连采连充”工艺推进规划，下一步该矿计划采取两条支巷交替作业模式，加大循环进度、实现掘支平行作业，稳定月产0.8万吨水平，年产8万吨优质原煤，年可增加收入9000万余元。
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