一、技术名称：综采工作面高效机械化矸石充填技术
二、技术所属领域及适用范围：煤炭行业 井工综采矿井
三、与该技术相关的能耗及碳排放现状
目前，据不完全统计，我国国有骨干大中型矿井“三下”（指建筑物下、铁路下和水体下）压煤量达到140亿吨以上，其中建筑物下压煤占整个“三下”压煤量的60%以上，水体下（包括承压废岩水上）压煤占28%左右，铁路下压煤占12%左右。据不完全统计，全国国有重点煤矿仅村下压煤约50亿吨。如果采用传统的条带开采法，“三下”压煤的采出率仅为30%左右。
另外，我国煤矿现有矸石山1600余座，堆积量约45亿吨，每年矸石产量约1.5-2亿吨。这些矸石不仅占用了大量耕地，也对环境造成了一定程度的污染。
目前该技术可实现节能量70万tce/a，CO2减排约185万t/a。
四、技术内容
1.技术原理
通过利用煤矸石充填巷道或采空区，使采空区顶底板得到有效控制，有效抑止地面塌陷，从而实现高回收率的煤炭资源开采和煤矸石的综合利用。
采空区的矸石充填依靠自压式矸石充填机自动完成。充填时，自压式矸石充填机的上刮板向下运输充填矸石；下刮板向上推平漏矸孔下漏的矸石，并使矸石充填密实、均匀。在矸石充填过程中，随着矸石充填高度的增加，自压式矸石充填机会随之上升，利用矸石充填运输机对矸石的反作用力来压实充填的矸石。
2.关键技术
（1）具有自主知识产权的液压支架；
（2）自压式矸石充填机；
（3）可缩桥式皮带。
3.工艺流程
利用综采工作面高效机械化矸石充填技术采煤的工艺流程见图1。
五、主要技术指标
1.煤矸石综合利用率100%；
2.综采矸石充填工作面生产能力可达到493吨/日；
3.煤炭回收率提高25%。
六、技术鉴定、获奖情况及应用现状
2008年获得国家科技进步二等奖、山东省重大节能成果等奖项并获多项国家专利。该技术已成功应用于翟镇煤矿7201和7204工作面，为我国煤矿“三下”压煤的规模性开采、井上下矸石的系统化井下处理提供了一条有效技术途径。该技术发展了新的高效机械化开采工艺方式，将煤矿“掘、采”二元开采技术体系提升为“掘、采、处”的三元开采模式，解决了“掘、采”二元开采技术体系忽视采动对环境和资源的影响及损害问题，将矿井矸石的处理、“三下”压煤的开采、保护地表纳入煤矿开采的总体设计，可实现煤矿资源与环境的协调发展。
七、典型应用案例
典型用户：新汶矿业集团有限责任公司
技术提供单位：新汶矿业集团有限责任公司
典型案例1
建设规模：年生产原煤150万吨，7204充填工作面以矸换煤量达18万吨。主要技改内容：将开采出的矸石运至充填面后，利用自主研发的新型实用专利液压支架和自压式矸石充填机来自动完成矸石充填和压实工作，主要设备包括矸石液压支架、自压式矸石充填机和运输皮带等。节能技改投资额4076万元，建设期1年。每年可节能13万tce，年节能经济效益为3257万元，投资回收期15个月。
典型案例2
建设规模：年生产原煤150万吨，7201充填工作面以矸换煤量达19万吨。主要技改内容：将开采出的矸石运至充填面后，利用自主研发的新型实用专利液压支架和自压式矸石充填机来自动完成矸石充填和压实工作，主要设备包括矸石液压支架、自压式矸石充填机和运输皮带等。节能技改投资额4178万元，建设期1年。每年可节能14万tce，年节能经济效益3439万元，投资回收期15个月。
八、推广前景和节能减排潜力：
一级煤矿”三下”压煤开采已成为制约矿区发展的重大技术难题。该项技术革新了煤矿开采技术，开创了综采工作面高效机械化矸石充填技术的新局面，填补了相关领域的空白，可有效提高“三下”压煤的回采率，减少煤矿生产对地表及生态环境的破坏。预计未来5年，该技术在行业内的推广潜力可达到30%，总投入12.8亿元，年节能能力420万tce/a，二氧化碳减排能力1109万tCO2/a。
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