3個(gè)月多地對標學(xué)習、20余次專(zhuān)家論證、近百次細節探討、3000多份論證材料，2017年9月，充填開(kāi)采方案初步設計出爐；2018年3月項目開(kāi)始施工建設；2019年被確定為我省10個(gè)綠色開(kāi)采試點(diǎn)項目之一；2020年進(jìn)入聯(lián)合試運轉以來(lái)，充填效率大大提升，并將最終實(shí)現充填采煤量100萬(wàn)噸/年……

作為山西省唯一進(jìn)行“煤矸石返井試點(diǎn)和充填開(kāi)采試點(diǎn)”煤礦，高河能源公司先行先試，建成百萬(wàn)噸級膏體充填開(kāi)采項目。這是集團積極踐行省委提出的“三高一型”目標、堅持“創(chuàng )新為上”、聚焦“六新”突破、深入實(shí)施創(chuàng )新驅動(dòng)的生動(dòng)實(shí)踐。

抓創(chuàng )新 綠色項目落地生根

高河能源井田內村莊密集，太焦鐵路和鐵路專(zhuān)用線(xiàn)橫穿，“三下”壓煤總量多達3億多噸，占地質(zhì)儲量的60%左右，怎樣把這些資源最大限度釋放出來(lái)呢？

采用傳統的垮落法開(kāi)采每年會(huì )外排大量的矸石，造成矸石占地污染，增加環(huán)保壓力和原煤成本，怎么解決？

“這些問(wèn)題，不能到十分棘手的時(shí)候才去想解決辦法，我們應該未雨綢繆，先行先試，做一些新技術(shù)儲備?！备吆幽茉瓷a(chǎn)副總張永平說(shuō)。何謂膏體充填開(kāi)采？就是把采礦產(chǎn)生的廢棄物，如煤矸石等，加上粉煤灰、劣質(zhì)土、城市固體垃圾等，在地面加工成類(lèi)似牙膏狀高濃度漿體，并利用大型充填泵通過(guò)管道輸送到井下采空區的新型采礦法。膏體充填開(kāi)采也被稱(chēng)為“置換開(kāi)采”，把廢棄物制成膏體“完璧歸趙”到采空區，同時(shí)置換出原來(lái)采不出來(lái)的礦產(chǎn)資源。

高河能源膏體充填開(kāi)采項目早在2014年就有了意向?！懊鎸σ粋€(gè)全新的技術(shù)，成不成熟？投入與收益怎樣？適不適合高河能源的實(shí)際？這些問(wèn)題都是必須考慮的，所以經(jīng)過(guò)多番論證，直到2017年才正式啟動(dòng)?！睆堄榔秸f(shuō)。

高河能源膏體充填開(kāi)采項目由地面充填系統、管道輸送系統和井下充填工作面三部分構成，平均煤厚6.7米，充填采煤量100萬(wàn)噸/年以上。目前，充填工藝還在不斷改進(jìn)、生產(chǎn)工序還在不斷優(yōu)化、崗位人員還在不斷熟練，屆時(shí)充填效率還將有更大的提升，最終實(shí)現充填采煤量100萬(wàn)噸/年。

日前，中煤協(xié)對“采空區高效充填”“矸石基固廢返井”兩個(gè)項目進(jìn)行了科技成果鑒定。專(zhuān)家組一致認為：經(jīng)濟和社會(huì )效益顯著(zhù)，項目成果整體達到國際領(lǐng)先水平。

咬緊牙 克服巨大技術(shù)挑戰

高河能源膏體充填開(kāi)采項目一路走來(lái)，可謂是歷經(jīng)風(fēng)雨、砥礪前行。該項目設計產(chǎn)能是目前國內最大的，這跨越式的創(chuàng )新，帶來(lái)巨大的技術(shù)挑戰。

“第一次充填的時(shí)候，我們遭遇了失敗，充填物三分之一都漏完了，這時(shí)候我們意識到，這個(gè)技術(shù)遠沒(méi)有想的那么簡(jiǎn)單，于是我們沉下心來(lái)，緊盯各項數據變化，不斷改進(jìn)工藝，加強精細化管理，經(jīng)過(guò)了十多天的加班加點(diǎn)、不眠不休，才充填成功?！本C采預備隊副隊長(cháng)孟海燕對記者說(shuō)。

 但是，成功充填幾次后，突然發(fā)生了局部堵管。一次、兩次，到底為什么？摸著(zhù)石頭過(guò)河的技術(shù)人員發(fā)了愁。

“第一次管路堵了以后，我們進(jìn)行了疏通，將原本一次就可以的充填分成了五次進(jìn)行，小心翼翼生怕再次出問(wèn)題。讓人心灰意冷的是管路又堵了第二次?！睆堄榔秸f(shuō)，“開(kāi)始我們以為堵管是偶然事件，主要精力放在地面和井下兩頭，卻唯獨沒(méi)想到管道會(huì )出問(wèn)題?！?/p>

到底行不行？能不能干？堵管問(wèn)題一再出現引發(fā)了一片質(zhì)疑聲。

“關(guān)鍵時(shí)刻，要一鼓作氣，堅持到底，要想辦法、動(dòng)腦筋、善作為?！备吆幽茉纯偛庙n玉明在現場(chǎng)辦公時(shí)的講話(huà)溫暖人心、鼓舞士氣，堅定了大家戰勝困難的信心與決心。

高河能源項目充填條件與別的地方不同，埋深大、管徑粗、充填能力大，這種條件下很難控制充填穩定性，導致堵管事故多次發(fā)生。技術(shù)人員通過(guò)現場(chǎng)實(shí)踐，分析了幾十萬(wàn)個(gè)數據，經(jīng)過(guò)艱苦的5個(gè)月，才摸索出了解決問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)。

 技術(shù)難題剛剛解決，提效率隨即就被提上了議事日程。為了提升充填效率，高河能源建立了以“割煤—隔離—充填”為主線(xiàn)，將聯(lián)網(wǎng)、修巷、檢修等工序穿插到主線(xiàn)作業(yè)全過(guò)程的高效作業(yè)模式。

謀未來(lái) “三零”實(shí)現綠色發(fā)展

解決充填材料要“細”，輸送功率要“大”，管路輸送要“暢”，現場(chǎng)支護要“硬”，凝固速度要“穩”，在解決五個(gè)最為棘手技術(shù)難題的過(guò)程中，高河能源探索出了六方面的核心技術(shù)，形成了“三精兩高一智能”的充填模式。例如，攻關(guān)研發(fā)高細破碎機，使矸石加工破碎“精細化”，破碎后的矸石粒度小于15毫米。

布置管路監測系統，預防事故“精準化”。通過(guò)管路監測系統，在線(xiàn)監測并分析各段管路壓力，精準判斷堵管位置，自動(dòng)控制泄漿閥開(kāi)啟。

研制隔離充填液壓支架，推進(jìn)隔離凝固“高效化”。井下充填工作面采用高效隔離充填液壓支架，添加速凝劑，取消了傳統的隔離班和凝固班，實(shí)現了“采煤—充填”高效推進(jìn)。

應用膏體充填智能控制系統，實(shí)現充填采煤“智能化”。智能控制系統對地面各車(chē)間、管路及充填工作面全程監測和控制，實(shí)現了“有人巡視，無(wú)人操作”。

實(shí)現“三零”，迎來(lái)“脫胎換骨”。高河能源年產(chǎn)矸石130萬(wàn)噸—165萬(wàn)噸，充填開(kāi)采將廢棄矸石資源化利用，按照100萬(wàn)噸/年充填采煤量，可消耗矸石約110萬(wàn)噸，后續還可以繼續提升，很快就能實(shí)現 “矸石零排放”；在采空區形成充填體支護上覆巖層，有效保護了巖層“關(guān)鍵層”，實(shí)現了“地面零沉降”；將巖層破壞限制在可控范圍之內，對含水層和地表水形成有效保護，確保了 “水體零破壞”。

據了解，未來(lái)在技術(shù)層面還可以解決不搬遷村莊采煤的難題，延長(cháng)礦井服務(wù)年限，達產(chǎn)達效后，資源回收率將提升38.6%。高河能源將繼續把創(chuàng )新作為重中之重，瞄準制約高質(zhì)量轉型發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，不斷提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。

（文/圖 韓健 連雅男）

責任編輯：李世臣