巷道维修中运用矸石充填节能减排的研究

曲学武　赵良　赵凤飞

【摘要】本文主要论述在巷道维修中运用矸石充填的方法，将矸石充填到废弃巷道或峒室内达到节能减排的目的，并用实践中的例子说明进行矸石充填能够节省巷道维修成本、减少矸石排出对环境的破坏。

【关键词】巷道维修;矸石充填;节能减排

1.我国煤矿矸石排放方法及现状

目前,多数煤矿井下生产出来的矸石一直向地面矸石山排放。由于矿井生产技术水平的不断改进,煤炭产量的逐年上升,掘进开拓工作量也随之增大,所以造成了矸石山也随着矿井生产年限的增长而扩大。不但占用耕地面积越来越多,扬尘污染也越来越严重,而且还经常出现煤矸石自燃,山体垮塌。

2.晓南矿矿井自然情况

2.1地理位置。

晓南矿是铁法煤业（集团）有限责任公司所属的大型现代化矿井之一，位于铁法煤田的东南角，地处调兵山市晓南镇、铁岭县大青乡和蔡牛乡境内。海拔标高在+57～+75m之间，区内表土层厚6～35m。

井田南北走向长约5.35km，东西宽4.2km，总面积为22.5km2。

晓南井田由辽北大队1966年10月提出精查地质报告，1971年10月开始建井，于1980年9月28日建成投产，设计年产量90万t/a。为实现现代化矿井建设，经原煤炭部决定，于1987年开始改扩建，1990年9月25日正式投产，扩建后能力由90万t/a提高到150万t/a。现核定能力为210万t/a。

2.2井田开拓及生产情况。

晓南矿现有主井、副井、东风井和中央风井四个竖井。采用竖井石门溜煤眼开拓，主井用于提煤和入风，副井用于入风、提人、下料、提运设备，东风井和中央风井用于回风及矿井安全出口。

井底车场形式为梭式，大巷南北运输，回风大巷作为矿井及采区的专用回风道贯穿整个井田，均布置在岩石中。运输以胶带输送机为主，矿车运输为辅。通风方式为中央并列单翼对角混合抽出式。

2.3晓南矿全部井巷总长度68920m（截止2010年11月底数据），其中运输巷道39484m，通风巷道27496m，其它巷道1940m。

3.巷道维修矸石充填方案的确定

巷修队在巷道维修中，出矸量较大，以往都是使用胶带输送机、矿车等设备运输到地面矸石山，该排放方式，存在以下问题：

①运输环节多：原井下开拓生产的矸石采用电机车运输至副井，由副井提升至地面，再由电机车运至矸石山进行排放。这种排放方式，运输环节多，车辆运输周期长、造成供车紧张，制约生产。而且耗费大量人力、物力、财力，同时加重副井及矸石山提升压力。

②环境污染严重：煤矸石中含有几十种有害元素，对大气，水源、土壤都会造成不同程度的污染。长时间堆放后，将发生自燃或爆炸，释放大量热能，产生大量有毒有害气体。严重威胁人类的安全与健康。

③占用大量土地资源：据统计，年产1百万吨的矿井，煤矸石占地面积将达到100-110亩。

解决方法：

维修巷道出矸时，因地制宜，利用废弃巷道和峒室进行矸石充填，减少了矸石排放到地面量，达到了节能减排的目的。

4.巷道维修矸石充填实施方法

4.1利用废弃峒室充填矸石

将维修巷道所出矸石充填到废弃峒室内，峒室门口封堵装袋后的矸石。峒室内充填必须充满，门口封堵后再喷浆封闭，以防止局部瓦斯积聚。应用地点有东一回风石门的一处峒室充填39m3。

4.2利用废弃巷道充填矸石

在维修地点或附近巷道内如有废弃巷道，可以将维修巷道所出的矸石充填到废弃巷道内，充填后喷浆封闭巷道两侧出口。以下举例说明充填方法。

在西三回风大巷维修中，将矸石充填到西三回风大巷与西三皮带大巷联络道废弃巷道中，充填方法如下：

西三回风大巷与西三皮带大巷联络道属于废旧巷道，利用巷道空间进行矸石充填。巷道断面为3.8#U型棚支护，由于巷道变形，现净宽3.2-3.4m，巷道长度30m，可充填矸石约200m3。

按照原生产安排要求，需从其它地点通过运输大巷利用回风上山绞车调运矸石进行充填。由于我队在回风大巷进行维修，可利用巷道拉底、帮顶喷浆开裂喷体及周边原浮货进行充填。此地点无充填设备，由于充填量较少，不宜安装设备。只能靠人工背货充填，职工劳动强度较大，充填速度慢。而且此地点有25度坡度，不利于行人安全。

根据该地点实际情况，可利用该巷道坡度，设计一条下滑重物的索道，将18.5mm的钢丝绳用专用卡子固定在坡上、坡下的U型棚上，与顶板有100mm距离，以防刮卡。利用1吨滑轮加工索道滑车，在滑车上加工四个挂钩，一次可挂矸石四袋，靠矸石自重下滑进行充填。坡下俩人倒袋充填，由一人操作滑车上下。

此方法不但就近解决了回风大巷矸石、浮货的去向问题，能够就近充填，而且，大大提高了充填的速度，减轻劳动强度，提高劳动效率，利于安全生产同时也创造了一定的经济效益。

4.3利用巷道内闲置断面充填矸石

在井下各巷道中，有许多闲置的一般巷道断面，例如各条联络道及其斜巷上、下部车场等巷道，在不影响通风、运输、行人的前提下，可以将维修巷道所出的矸石充填到闲置断面中。为保证巷道标准化、文明化，充填时，要装袋靠帮码放整齐，码放高度不应超过1.5m，码放必须稳固。这种充填方法有我矿主要应用如下：

西二三期回风石门原皮带地沟充填矸石140m3；西二900运顺地沟充填180m3。

西三运输大巷与回风大巷联络上山斜巷及上部车场充填矸石172m3，其中斜巷充填矸石长*宽*高＝53m*1.2m*1.5m＝95m3；上部车场充填矸石长*宽*高＝25m*2.2m*1.4m＝77m3。

西二运输大巷与皮带大巷联络道上部车场充填矸石长*宽*高＝17m*1m*1m＝17m3。

5.结论

①在巷道维修中因地制宜地地进行矸石充填，能够实现矸石不出井；少运输或不运输；减轻副井及矸石山提升时间；降低对环境污染。

②此项技术代表煤矿井下充填技术新的发展方向，它适用于全国各大煤矿，可为煤矿企业科学发展、和谐发展、可持续发展奠定良好的基础。此项技术的推广，将大量减少煤矿矸石排放带来的严重的环境污染和土地资源的浪费，给煤炭企业带来巨大的经济效益和社会效益，具有广泛的发展远景。[科]