一、企业概况
(一)企业整体简介
府谷县弘建煤矿整合区(以下简称“整合区”)位于陕西省府谷县西北约85km处,行政区划隶属陕西省府谷县老高川乡管辖。企业性质属于股份合作企业,经营范围及方式是原煤开采、销售。该矿由原字峁沟煤矿、华兴煤矿、常兴煤矿于2009年整合而成并开工建设,2013年12月底经过联合验收转入生产矿井。
矿井井田面积17.2698km2,批复开采1-2、2-2、3-1、3-2煤层,保有资源储量7813.4万吨,剩余可采储量2909.7万吨,矿井设计生产能力90万吨/年,服务年限23年。
采用斜井单水平开拓方式,布置有三条斜井,其中回风斜井延伸至3-1煤层,主、副斜井均延伸到3-2煤层。共划分二个盘区,目前矿井一盘区3-1煤层已回采结束,现主要开采二盘区3-1煤层。
采用走向长壁后退式采煤法,综合机械化开采工艺,全部垮落法管理顶板,掘进采用综掘工艺。
(二)工业固体废物产生情况
弘建煤矿现在开采煤层为3-1煤,平均厚度为1.39米。采用走向长壁后退式采煤法,综合机械化开采工艺,全部垮落法管理顶板,掘进采用综掘工艺。为半煤岩巷道,巷道高2.7米。开采过程中产生开采矸石、掘进矸石。原煤含矸石量大,发热量低,矸石占比45%,对销售造成了一定影响。通过煤矿配套洗选煤厂,产生洗选煤矸石、煤泥,各占比约35%和20%。主要固体废物就是煤矸石和煤泥。煤矸石约2.5万吨/月,煤泥约1.8万吨/月。
未来几年随着先进的开采工艺技术提升,和井下就地处理煤矸石,回填老空巷道等措施,固体废物产生量会逐年减少。
(三)工业固体废物处置利用情况
近几年,弘建煤矿通过配套洗选煤厂产生的煤矸石含煤量低,不超10%,没有二次洗选价值。一部分委托府谷县恒达利洗选煤厂、府谷县永春洗选煤公司综合利用,一部分贮存于煤矿临时渣场。矸石免烧砖项目生产线正在设施中,委托泽希检测服务有限公司正在做环评手续,一部分回填井下巷道铺路。生产出的湿煤泥发热量2000卡左右,全部委托陕西新元洁能公司、府谷县亿升洗选煤公司签订了中长期综合利用合同。目前,煤泥烘干生产线项目正在设施中。烘干或者晾晒干综合利用于发电厂。
二、工业固体废物综合利用方案
(一)工业固废综合利用总体目标
随着老高川镇工业企业的快速发展,固体废物的产量快速增加。为实现当地环境保护的建设目标和固废处理“无害化、减量化、资源化”的目标,适应固体废物产出量不断增加的需求。工业固体废物资源再利用已成为当地实现可持续发展中不可忽视的重要因素。该项目的实施,符合国家及地方对可持续发展的总体要求。在“十四五”末基本能实现该目标。2024年煤矸石和煤泥全部达到100%综合利用。
(二)具体综合利用途径
1、弘建煤矿煤泥烘干项目可行方案
为了实现大宗固体废物综合利用产业链工作目标,结合我矿实际依据我厂现有资源,利用我矿配套洗精煤所产生的煤泥进行烘干利用,根据现场实际测量,结合厂家的设备大小情况,特制订如下方案。
(1)煤泥参数
单套设备年处理煤泥20万吨/年。
根据采样化验,入料水分约30%左右,烘干系统入料后,出料水分控制在15%至10%以内。干燥滚筒筒体内壁设防沾粘装置,保证筒体内壁不出现沾粘现象。所有设备实现集中控制和集中监控。
(2)干燥设备工艺流程
①滚筒干燥机
本方案选择一套直径4.0米,长度36米的筒体,在筒体内部上做特殊设计,不仅提高热效率,而且有效避免物料在干燥机内的沾粘和过干燥现象,其结构特点是沿轴向分六个区间,第一区间为大倾角导料板,可以使物料进入强化干燥段的速度加快。第二区间及第三区间为活动篦条式翼板和活动链条装置可以防止物料的沾粘,第四区间为带清扫装置的带孔圆弧型扬料板,第五区间为弧形扬料板,第六区间为无扬料板区,以控制粉尘飞扬。
②热源部分
热源采用回转窑窑头温度进行成充分利用,由保温管道传送,热风阀进行风量控制,该点的取热温度约为400度左右,其特点是运行平稳可靠,热效率高,节能环保。
③除尘装置
除尘系统采用两道除尘系统,第一除尘分别采用旋风除尘器,主要回收较为粗些的颗粒成品,第二道除尘作用是废气的净化,采用喷淋除尘器。使排放的气体肉眼看不到黑色的物质,可以达到国家环保要求。
④干燥工艺计算及主要技术指标
处理能力 600T/天
入料水分 30%
人员配备 每班3-5人
主机斜度 3度
主机转速 2.5-5.5/圈
该项目计划投资850万元,由弘建煤矿设施,自筹资金,生产工艺先进,下游电厂可利用固废(烘干煤泥约20万吨),最终可综合利用烘干煤泥约100%。
2、弘建煤矿免烧砖方案
(1)原料
生产免烧砖的主要原料是煤矸石,其用量达60%(包括骨料)以上,其他辅料为石灰,水泥,石膏,添加剂等。
(2)成型机理
煤矸石工业废渣含有较高的氧化硅,氧化铝,氧化铁,经原料混合轮辗后,充分水化形成硅,铝型玻璃体,这种玻璃体与水化后的氧化钙化合,产生化学反应,化学反应中的水化硅(铝)酸钙是一种胶状玻璃体,这种胶状玻璃体并不稳定,但在添加剂作用下,随时间的延续反应,逐渐凝固,形成一种高强度的网络结构,加之原料合理调配及养护,从而形成了自养砖的强度。
(3)生产工艺
免烧砖的生产工艺简单,流程如下:上料机→搅拌机→皮带输送机→压砖机→砖坯→养护→成品→出厂
(4)材料配比
生产免烧砖的主要原料是煤矸石,其用量达60%(包括骨料)以上。
为了实现大宗固体废物综合利用产业链工作目标,结合我矿实际,弘建煤矿1万块/日矸石免烧砖生产线符合大宗固体废物综合利用的要求。
该项目计划投资535万元,由弘建煤矿设施,自筹资金。生产工艺先进,产品主要用于井下砌墙,密闭,支护等。年综合利用煤矸石约5万吨,占比35%。
3、弘建煤矿煤矸石井下充填项目
由于煤炭开采不仅造成土地破坏,而且还导致一系列严重的社会问题和生态环境问题,煤矸石等固体废物带来了很多危害,因此将煤矸石充填至采空区,减轻开采引起起的塌陷,同时进行土地复垦。
(1)利用无轨胶轮运输车运送至井下巷道,进行铺路,打垫层。(2)巷道式充填方法是像一般采面一样布置巷道,在回采区域内间隔掘进巷道,巷道掘通后,首先通过地面矸石井投料,运矸皮带运输、抛矸机抛矸充填并捣实,然后再注浆胶结,凝固稳定后再沿着充填体掘进巷道、充矸、注浆胶结,最终实现整块资源的全部回收。(3)充填工艺主要包括连采掘巷、地面矸石投料、井下运矸、支巷充矸和注浆等,充填工艺简单,能够实现采煤、充矸注浆主要工序平行作业,生产能力较大。采用这种方式,可以实现洗选矸石处理、煤柱资源的全部回收、保护地面生态环境等多个目标的统一,是一种经济、环保的边角煤柱资源回收方式。
该项目计划概算投资1800万元,由弘建煤矿设施,自筹资金,最终建成并运行正常后,可将弘建煤矿剩余煤矸石65%全部综合利用。
三、保障措施
(一)成立工业固废综合利用领导小组
弘建煤矿成立工业固体废物综合利用领导小组:
组 长:苏云(董事长、法人、实际控制人)
副组长:秦喜军(总经理)
成 员:陈佃起 苏兴旺 杨忠林 肖圣烈 高当兵 严团小 贾林 赵波
项目具体负责人:苏兴旺 杨忠林。
(二)保障整体方案推进的进度安排
1、弘建煤矿煤泥烘干项目可行方案
该项目已经委托陕西泽希环保科技有限公司编制环评报告,设备正在订购中。计划2023年3月进行招投标工作开始建设,工期6个月左右完成,2023年10月完成建设,2023年年底完成建设并投入使用。
2、弘建煤矿免烧砖方案
该项目考察了周边免烧砖场,前景非常好,符合政策要求。2022年9月组织相关人员现场选址,计划与建设安装公司进行招投标工作。计划2023年3月与陕西金创铭设备有限公司签订建设合同,建设工期6个月,2023年9月初步完成基础规模建设,2023年10月完成调试、试运行工作,2023年年底完成全部建设并投入使用。
3、弘建煤矿煤矸石井下充填项目
该项目进度计划共分为以下四个阶段,分别为2022年施工准备阶段,通过前期考察、论证、评估一致认为煤矸石井下充填项目切实可行。2023年2月该项目委托煤炭工业石家庄设计研究院有限公司设计阶段。2023年9月该项目建设阶段。2024年6月验收试验阶段,通过调试、试运行工作,项目正式运行。目前项目处于施工准备和设计阶段。按照最近安排计划2024年9月投入生产。