气化炉渣“变身”井下承重墙

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作者:姚毅 李佳琦
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图为潞安化工集团煤基清洁能源公司气化炉全景。崔 凯摄

讲述人:潞安化工集团常村煤矿墙材厂厂长 王菲

走进常村煤矿综采工作面,一排排规整坚固的承重墙体格外醒目。构筑这些巷道支护墙体的主要原料,正是煤化工气化炉生产过程中产生的气化炉渣。

传统井下开采,需预留大量煤炭煤柱支撑巷道,不仅造成优质资源浪费,留存煤柱还易风化变形,埋下安全隐患。同时,井下砌筑支撑墙体长期依赖外购河砂、石子等原材料,采购成本居高不下。与此同时,潞安化工煤基清洁能源公司每年产生气化炉渣80多万吨,既占地还存在环保隐患,还需投入高额费用进行堆存处置。

一边是井下支护耗材成本高、资源浪费伴生安全隐患,一边是工业固废产量大、处置成本高、环保压力大。于是我就有了新思路:能不能将两者统筹结合,以气化炉渣替代天然砂石,研发制作井下支护填充材料。

2018年起,我带领团队开展技术攻关,核心目标是实现“煤的闭环循环”:以煤炭为原料发展煤化工,产生的气化炉渣加工成井下支撑建材,实现固废就地消纳、闭环利用。

技术攻关远比预想艰难。气化炉渣成分复杂、活性不稳定,直接配比成型强度不达标。我们主动联合科研机构,将他们的外加剂和我们的废渣材料搭配调试。反复优化配比方案,前前后后做了上百次实验,终于摸索出了最佳配方。

依托自研工艺,我们成功配制出高性能矿用混凝土材料,气化炉渣处理后掺量占比70%以上,抗压强度最高达C60等级,完全满足井下严苛要求。2023年,首批标准化袋装材料在常村煤矿工作面成功应用,灌入柔模后快速凝固成型,彻底替代了河砂、石子等传统原料,真正打通了“从煤炭中来,再到煤炭中去”的循环发展路径。

如今,我们的产品除井下填充料,还开发出矿用砌块、地面快速硬化材料、装饰材料等品类,在集团多个矿井推广使用。

依托墙材厂的核心技术,相关产业规模不断壮大,仅集团内部矿用建材市场,每年就能“吃掉”近30万吨气化炉渣,创造产值近9200万元、利润1300多万元,同时为煤基清洁能源公司节约废渣处置费500多万元。