王樓煤礦隸屬于山東能源臨礦集團，位于濟寧市任城區境內，坐落于微山湖畔，礦井于2004年9月開工建設，2007年7月1日投入生產，減量化核定生產能力104萬噸。礦井采用立井開拓，走向長壁一次采全高，全部垮落法管理頂板，井底車場水平為-680m，主采3上煤層，平均開采厚度2.12m，屬中厚煤層，煤種主要為低灰、低磷、低硫的1/3焦精煤。近年來，王樓煤礦按照能源集團“一提雙優”及集團公司新舊動能轉換工作部署，持續推進裝備升級、系統優化，邁出了智能智慧礦山建設堅實步伐。特別是面對去年以來煤炭生產形勢大變局和減量化生產挑戰，王樓煤礦堅持深思一層、先行一步，聚焦產出原煤質量“做文章”，將煤炭洗選環節前置、下沉至井下，引進TDS智能干選工藝，將選出的矸石直接用于井下條采工作面充填，構建形成了綠色開采新模式，推動了礦井高質量發展。
一、聚焦煤炭洗選環節，變產原煤為產商品煤
王樓煤礦為水文地質條件復雜礦井，采煤工作面過斷層、褶曲等地質構造較頻繁；同時，3上煤煤層中普遍存在1-2層夾矸，夾矸總厚為0.3米；截至2018年年底，原煤含矸率統計數據為30%～35%，較大程度影響礦井產能釋放，一直以來制約著礦井高效發展。為從根本上解決升井矸石對礦井原煤提升量和發熱量的影響問題，礦井按照集團公司“出煤不見煤、矸石不升井”的總體部署，打破思維，從原煤運輸環節入手，實施地下原煤提質工程，變產原煤為產商品煤。一是多方調研論證，前置洗選關口。為實現原煤提質，礦井經多方調研論證，將關口前移，于去年12月份，引進TDS智能干選設備，首次將TDS智能干選技術應用于井下，在主運輸皮帶系統中安裝智能干選機，建成了世界首個井下TDS智能干選系統，實現了煤炭洗選工藝流程的重大變革，入選2018年度煤炭裝備制造業十大新聞。二是依托智能識別，實現無人值守。礦井TDS智能干選系統由給料、識別、執行、供風、除塵、配電、控制等七大輔助部分組成，為全封閉設計，全過程無人值守，采用大數據計算和智能識別技術，利用X射線源的穿透力原理，對煤與矸石進行數字化識別，把密度不同的物質區分開來，并針對不同的煤質特征建立與之相適應的分析模型，最終通過智能執行系統控制高壓風將矸石排出，實現煤矸分離。該系統設計矸石帶煤率1%～3%、塊煤帶矸率3%～5%，分選精度接近重介淺槽分選機，高于動篩跳汰分選機及其它干選設備；具有較強的處理能力，最大處理能力可達140t/h，分選原煤粒度為50～300mm。三是發揮系統優勢，實施原煤提質。為充分發揮系統優勢，礦井在系統上一級安裝一臺滾軸篩、一臺振動布料器，由滾軸篩分選出原煤中粒度50mm以上的塊狀煤矸后，經轉載皮帶轉運至振動布料器排隊，平鋪進入TDS智能干選機進行煤矸識別分選。系統運行以來，每小時可分選矸石10～20噸，礦井原煤發熱量由4000大卡提升至4600大卡，提高達15%；另外，系統在提高原煤質量的同時，還能釋放主井的提升能力，可置換增加10%高質量原煤提升量，實現原煤提質提效，年創效可達1500余萬元。
二、矸石充填以矸換煤，構建綠色開采新模式
目前，我國煤(mei)炭開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)主要采(cai)(cai)取井(jing)(jing)工(gong)開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)方式(shi)(shi)(shi)，導致地面(mian)(mian)大(da)面(mian)(mian)積塌陷(xian)，對周邊環境造(zao)成(cheng)(cheng)較(jiao)大(da)影響，后期土地復墾、塌陷(xian)補償(chang)、村(cun)莊搬遷等(deng)費用巨大(da)。王樓煤(mei)礦(kuang)(kuang)自2007年(nian)投產、2014年(nian)出現(xian)(xian)地面(mian)(mian)塌陷(xian)以(yi)(yi)來，造(zao)成(cheng)(cheng)地面(mian)(mian)采(cai)(cai)煤(mei)塌陷(xian)達5000余畝，最(zui)大(da)下沉(chen)量(liang)達到1米(mi)(mi)以(yi)(yi)上(shang)，五年(nian)來發生的(de)各類(lei)治理(li)、補償(chang)等(deng)費用超(chao)過(guo)3.5億元。為進一步降本增效，實(shi)(shi)現(xian)(xian)高質量(liang)發展，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)依托井(jing)(jing)下TDS智能(neng)干(gan)選(xuan)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，配合打(da)造(zao)了(le)(le)(le)充(chong)填(tian)(tian)工(gong)作面(mian)(mian)和矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)填(tian)(tian)運(yun)輸系(xi)(xi)統(tong)(tong)，構建(jian)(jian)形成(cheng)(cheng)了(le)(le)(le)煤(mei)炭綠色(se)(se)開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)新(xin)模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)，在提(ti)高資(zi)源(yuan)(yuan)回(hui)收(shou)率(lv)、減(jian)小(xiao)(xiao)采(cai)(cai)動影響，降低地面(mian)(mian)采(cai)(cai)煤(mei)塌陷(xian)、保(bao)護(hu)生態環境的(de)同時，還(huan)可(ke)有(you)效防止沖擊地壓(ya)的(de)發生。一是實(shi)(shi)施矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)填(tian)(tian)開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)，實(shi)(shi)現(xian)(xian)矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)換煤(mei)“循環生金”。礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)TDS智能(neng)干(gan)選(xuan)系(xi)(xi)統(tong)(tong)運(yun)行以(yi)(yi)來，每天可(ke)分選(xuan)矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)200噸左右。經綜合分析(xi)論證，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)南翼三采(cai)(cai)區上(shang)部13313條采(cai)(cai)工(gong)作面(mian)(mian)和13315條采(cai)(cai)工(gong)作面(mian)(mian)之(zhi)間所留110米(mi)(mi)條帶(dai)煤(mei)柱具備充(chong)填(tian)(tian)開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)條件，礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)于(yu)2018年(nian)下半年(nian)完成(cheng)(cheng)了(le)(le)(le)該充(chong)填(tian)(tian)工(gong)作面(mian)(mian)的(de)施工(gong)安裝布置；同時，利(li)用原來的(de)矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)運(yun)輸系(xi)(xi)統(tong)(tong)，配合液壓(ya)傳動高位翻車(che)機(ji)、梭式(shi)(shi)(shi)礦(kuang)(kuang)車(che)、輪齒式(shi)(shi)(shi)雙(shuang)齒輥破碎機(ji)等(deng)，改造(zao)建(jian)(jian)設了(le)(le)(le)矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)填(tian)(tian)運(yun)輸系(xi)(xi)統(tong)(tong)，順利(li)實(shi)(shi)施了(le)(le)(le)充(chong)填(tian)(tian)開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)，可(ke)將每天分選(xuan)出的(de)矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)全部充(chong)填(tian)(tian)消化，置換開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)原煤(mei)約150噸，實(shi)(shi)現(xian)(xian)了(le)(le)(le)充(chong)填(tian)(tian)開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)、以(yi)(yi)矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)換煤(mei)。二是構建(jian)(jian)綠色(se)(se)開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)，打(da)造(zao)綠色(se)(se)生態礦(kuang)(kuang)山。礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)通(tong)過(guo)打(da)造(zao)TDS智能(neng)干(gan)選(xuan)、矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)填(tian)(tian)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，構建(jian)(jian)形成(cheng)(cheng)了(le)(le)(le)煤(mei)矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)智能(neng)識別分選(xuan)、矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)分級破碎、矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)填(tian)(tian)以(yi)(yi)矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)換煤(mei)的(de)綠色(se)(se)開(kai)(kai)(kai)(kai)采(cai)(cai)新(xin)模(mo)(mo)式(shi)(shi)(shi)，具有(you)減(jian)少矸(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)排放量(liang)、置換條帶(dai)煤(mei)柱、減(jian)小(xiao)(xiao)地面(mian)(mian)沉(chen)降等(deng)多項優勢，對提(ti)高煤(mei)炭資(zi)源(yuan)(yuan)回(hui)收(shou)率(lv)、保(bao)護(hu)周邊環境、防止沖擊地壓(ya)等(deng)均有(you)較(jiao)強的(de)積極(ji)作用，經濟(ji)和社會(hui)效益(yi)明顯，實(shi)(shi)現(xian)(xian)礦(kuang)(kuang)井(jing)(jing)發展與環保(bao)工(gong)作協同共促，推進了(le)(le)(le)“綠色(se)(se)礦(kuang)(kuang)山”建(jian)(jian)設步伐。并于(yu)7月7日順利(li)通(tong)過(guo)了(le)(le)(le)濟(ji)寧市(shi)國土資(zi)源(yuan)(yuan)局(ju)組織的(de)綠色(se)(se)礦(kuang)(kuang)山評審驗(yan)收(shou)。
