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)(mei)(mei)炭開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)主要(yao)采(cai)(cai)(cai)取井(jing)(jing)工(gong)開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)方(fang)式(shi)(shi)(shi)，導致地(di)(di)(di)面(mian)(mian)大(da)(da)面(mian)(mian)積塌陷(xian)(xian)，對(dui)周邊環(huan)(huan)境造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)較(jiao)大(da)(da)影響，后期土地(di)(di)(di)復墾、塌陷(xian)(xian)補(bu)償、村(cun)莊(zhuang)搬遷等費(fei)用巨(ju)大(da)(da)。王樓煤(mei)(mei)(mei)礦自2007年投產(chan)、2014年出現(xian)(xian)地(di)(di)(di)面(mian)(mian)塌陷(xian)(xian)以來，造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)地(di)(di)(di)面(mian)(mian)采(cai)(cai)(cai)煤(mei)(mei)(mei)塌陷(xian)(xian)達5000余(yu)畝，最大(da)(da)下沉量(liang)達到1米(mi)以上，五年來發生的各類治理、補(bu)償等費(fei)用超過3.5億元。為進一步降本(ben)增效(xiao)，實(shi)(shi)現(xian)(xian)高(gao)質量(liang)發展(zhan)，礦井(jing)(jing)依托井(jing)(jing)下TDS智(zhi)能(neng)干選系統(tong)，配(pei)合打造(zao)(zao)了(le)充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)工(gong)作(zuo)面(mian)(mian)和矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)運(yun)(yun)輸系統(tong)，構(gou)(gou)建形成(cheng)(cheng)了(le)煤(mei)(mei)(mei)炭綠(lv)色(se)開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)新模(mo)式(shi)(shi)(shi)，在提高(gao)資源(yuan)回(hui)收率、減小采(cai)(cai)(cai)動影響，降低地(di)(di)(di)面(mian)(mian)采(cai)(cai)(cai)煤(mei)(mei)(mei)塌陷(xian)(xian)、保(bao)(bao)護生態環(huan)(huan)境的同(tong)(tong)(tong)時，還可有(you)效(xiao)防止(zhi)(zhi)沖擊地(di)(di)(di)壓的發生。一是(shi)實(shi)(shi)施矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)，實(shi)(shi)現(xian)(xian)矸(gan)(gan)(gan)換(huan)(huan)煤(mei)(mei)(mei)“循環(huan)(huan)生金”。礦井(jing)(jing)TDS智(zhi)能(neng)干選系統(tong)運(yun)(yun)行以來，每天(tian)可分(fen)選矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)200噸左右。經綜合分(fen)析論證(zheng)，礦井(jing)(jing)南翼三采(cai)(cai)(cai)區上部(bu)13313條(tiao)(tiao)采(cai)(cai)(cai)工(gong)作(zuo)面(mian)(mian)和13315條(tiao)(tiao)采(cai)(cai)(cai)工(gong)作(zuo)面(mian)(mian)之(zhi)間所(suo)留110米(mi)條(tiao)(tiao)帶(dai)煤(mei)(mei)(mei)柱(zhu)具備充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)條(tiao)(tiao)件，礦井(jing)(jing)于2018年下半年完成(cheng)(cheng)了(le)該充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)工(gong)作(zuo)面(mian)(mian)的施工(gong)安(an)裝布置；同(tong)(tong)(tong)時，利(li)(li)用原來的矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)運(yun)(yun)輸系統(tong)，配(pei)合液壓傳(chuan)動高(gao)位翻車機、梭式(shi)(shi)(shi)礦車、輪齒(chi)式(shi)(shi)(shi)雙(shuang)齒(chi)輥破碎(sui)機等，改(gai)造(zao)(zao)建設了(le)矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)運(yun)(yun)輸系統(tong)，順利(li)(li)實(shi)(shi)施了(le)充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)，可將(jiang)每天(tian)分(fen)選出的矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)全部(bu)充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)消化，置換(huan)(huan)開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)原煤(mei)(mei)(mei)約(yue)150噸，實(shi)(shi)現(xian)(xian)了(le)充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)、以矸(gan)(gan)(gan)換(huan)(huan)煤(mei)(mei)(mei)。二是(shi)構(gou)(gou)建綠(lv)色(se)開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)模(mo)式(shi)(shi)(shi)，打造(zao)(zao)綠(lv)色(se)生態礦山。礦井(jing)(jing)通過打造(zao)(zao)TDS智(zhi)能(neng)干選、矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)系統(tong)，構(gou)(gou)建形成(cheng)(cheng)了(le)煤(mei)(mei)(mei)矸(gan)(gan)(gan)智(zhi)能(neng)識別分(fen)選、矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)分(fen)級(ji)破碎(sui)、矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)充(chong)(chong)填(tian)(tian)(tian)以矸(gan)(gan)(gan)換(huan)(huan)煤(mei)(mei)(mei)的綠(lv)色(se)開(kai)(kai)采(cai)(cai)(cai)新模(mo)式(shi)(shi)(shi)，具有(you)減少矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)排放量(liang)、置換(huan)(huan)條(tiao)(tiao)帶(dai)煤(mei)(mei)(mei)柱(zhu)、減小地(di)(di)(di)面(mian)(mian)沉降等多項優勢，對(dui)提高(gao)煤(mei)(mei)(mei)炭資源(yuan)回(hui)收率、保(bao)(bao)護周邊環(huan)(huan)境、防止(zhi)(zhi)沖擊地(di)(di)(di)壓等均有(you)較(jiao)強的積極作(zuo)用，經濟(ji)和社(she)會效(xiao)益(yi)明顯，實(shi)(shi)現(xian)(xian)礦井(jing)(jing)發展(zhan)與環(huan)(huan)保(bao)(bao)工(gong)作(zuo)協同(tong)(tong)(tong)共促，推進了(le)“綠(lv)色(se)礦山”建設步伐。并于7月7日順利(li)(li)通過了(le)濟(ji)寧市國土資源(yuan)局(ju)組織(zhi)的綠(lv)色(se)礦山評審驗收。
