煤炭科技

國(guó)內(nèi)首個(gè)煤與瓦斯共采技術(shù)體系建成

近日，國(guó)內(nèi)首個(gè)煤與瓦斯共采技術(shù)體系在山西晉能控股煤業(yè)集團(tuán)成莊礦建成，可有效提高礦井安全系數(shù)。

2020 年下半年，我國(guó)各地煤礦安全生產(chǎn)事故頻發(fā)，其中，瓦斯是威脅煤礦安全的“殺手”之一。

據(jù)成莊礦通風(fēng)部主管技術(shù)員朱鵬飛介紹，通過降低煤礦中瓦斯的含量，能夠有效提高礦井安全系數(shù)。同時(shí)，將抽取出的瓦斯加以利用，使它成為清潔能源，實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開采。該體系的建成，將為全國(guó)煤礦行業(yè)起到示范性作用。

山西省作為全國(guó)首個(gè)能源革命綜合改革試點(diǎn)，煤炭綠色開采是其中一項(xiàng)重要任務(wù)。2019年，該省試點(diǎn)推進(jìn)煤炭“綠色開采”，選定10 座煤礦作為省級(jí)綠色開采試點(diǎn)煤礦，先行推進(jìn)煤矸石返井、保水開采、充填開采、煤與瓦斯共采等綠色開采技術(shù)。

晉能控股煤業(yè)集團(tuán)成莊礦是山西省級(jí)綠色開采試點(diǎn)煤礦中唯一一座煤與瓦斯共采試點(diǎn)礦井。據(jù)了解，該集團(tuán)建立的煤與瓦斯共采技術(shù)體系，是國(guó)內(nèi)首個(gè)以“三級(jí)”地質(zhì)勘測(cè)、三區(qū)聯(lián)動(dòng)井上下聯(lián)合立體高效抽采、煤炭高效開采、煤與瓦斯共采信息智能化管控、瓦斯分類梯級(jí)利用5項(xiàng)技術(shù)為主的技術(shù)體系。

目前，該礦已建成3 座地面永久瓦斯抽采泵站和3 座井下臨時(shí)瓦斯抽采泵站，以及高濃瓦斯集輸利用系統(tǒng)、高濃瓦斯發(fā)電廠、低濃瓦斯提濃站和低濃瓦斯發(fā)電廠。

同時(shí)，晉能控股集團(tuán)加大對(duì)瓦斯提濃、瓦斯提純、低濃發(fā)電、熱能利用等技術(shù)研發(fā)，建立了高、中、低多系統(tǒng)分源抽采體系。其中，高濃度瓦斯進(jìn)入國(guó)家“西氣東輸”天然氣管網(wǎng)，中濃度瓦斯通過地面管路進(jìn)入高濃度瓦斯發(fā)電站或供給民用，低濃度瓦斯一部分作為低濃度瓦斯發(fā)電使用，一部分通過提濃技術(shù)成為30%以上濃度瓦斯加以利用。

截至2020 年10 月底，該礦瓦斯抽采量達(dá)1.3 億m3，瓦斯抽采率達(dá)84%以上，抽采瓦斯實(shí)際利用量逾達(dá)7200 萬m3。

國(guó)家能源集團(tuán)自主研發(fā)噴漿材料成功完成井下應(yīng)用試驗(yàn)

近日，國(guó)家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院自主研發(fā)的“新型大摻量粉煤灰基礦井噴漿材料”在敏東一礦16-3 煤層南一盤區(qū)軌道大巷成功完成了噸級(jí)井下應(yīng)用試驗(yàn)，對(duì)巷道的頂、幫煤巖進(jìn)行了噴漿封閉，取得良好效果。

應(yīng)用結(jié)果表明，“新型大摻量粉煤灰基礦井噴漿材料”凝結(jié)時(shí)間短，早期強(qiáng)度高，回彈率低，力學(xué)性能優(yōu)良，施工方便，對(duì)巷道頂、幫的封閉效果明顯，能夠有效防止圍巖風(fēng)化，保證巷道支護(hù)強(qiáng)度。此外，該材料使用50%以上的電廠固廢——粉煤灰為原料，變廢為寶，降低噴漿成本。

針對(duì)煤巖體暴露在空氣中，容易風(fēng)化脫落并影響巷道支護(hù)強(qiáng)度的問題，傳統(tǒng)方法是采用噴射混凝土進(jìn)行噴漿支護(hù)，但其應(yīng)用過程中存在凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、早期強(qiáng)度低、回彈率高、粉塵大等問題。對(duì)此，北京低碳清潔能源研究院利用距離敏東一礦3.5km 的鄂溫克電廠粉煤灰，針對(duì)敏東一礦噴漿需求，開展了“新型大摻量粉煤灰基礦井噴漿材料”技術(shù)開發(fā)，并聯(lián)合敏東一礦就噴漿材料技術(shù)指標(biāo)與應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行了多次研討，先后完成了實(shí)驗(yàn)室配方與應(yīng)用工藝優(yōu)化，噴漿材料的井上試噴模擬及井下應(yīng)用試驗(yàn)。

該材料在敏東一礦噴漿封閉的成功完成，標(biāo)志著國(guó)家能源集團(tuán)北京低碳清潔能源研究院自主開發(fā)的礦井噴漿材料攻克了以往大摻量粉煤灰基材料力學(xué)強(qiáng)度低的技術(shù)難題，不僅可將電廠粉煤灰變廢為寶用于煤礦開采過程，還可顯著降低噴漿材料成本，為煤電一體企業(yè)實(shí)現(xiàn)“煤來灰去”提供了新思路。