冀中能源：充填出的绿色

    组建3年就跻身世界500强行列的冀中能源集团曾以发展快、扩张快闻名。如今，该集团备受关注的则是绿色开采生态矿山建设。2011年，该集团推广的绿色开采生态矿山建设项目，获中国煤炭工业科技进步特等奖。

    冀中能源的绿色开采之所以备受关注，除了其技术、经济价值外，还有一个关键因素，那就是原创性。其绿色开采，从技术突破、生产衔接、装备研发、工艺设计，再到辅助环节，绝大部分技术、装备都是自主研发的，具有独立知识产权。

    在这一系列原创绿色作品中，充填开采无疑是招牌之作。

    被逼出来的巷道充填

    冀中股份邢东矿从建矿开始就面临环境保护难题。该矿地处邢台市郊，周围全是村庄，地面建筑多，还临近高速公路、环城公路。从城市建设角度看，根本不具备建矸石山的条件。

    这是关系到矿井能否建设的关键问题。压力之下，该矿提出，干脆不让矸石升井，直接充填，从根本上解决无法建矸石山的问题。

    经过艰苦攻关，2003年，邢东矿试验成功井下巷道矸石充填技术，研制了专门用于巷道矸石充填的抛矸机，每年实现充填巷道近6000米，充填矸石近9万立方米。

    采用了这项国内首创的采煤技术工艺后，邢东矿实现了“矸石不升井、地面不建矸石山”。同时，该矿成为全国第一座没有矸石山的绿色矿井。该技术荣获国家科技进步二等奖。

    井下巷道矸石充填技术让冀中能源充满信心，由此拉开了该集团原创各种充填开采方式的序幕。

    革命意义的采面充填

    被逼出来的井下巷道矸石充填技术，与冀中能源后来原创的多种充填技术工艺相比，只能算是小试牛刀。

    真正具有革命性意义的，是邢台矿的综合机械化固体充填采煤技术。因为这不但是在工作面大面积开采后的充填，并且是地面矸石回填，更难得的是，实现了综合机械化开采和采煤充填同时进行。

    邢台矿已开采40多年，截至2008年底，该矿剩余可采储量仅为2327.9 万吨，且大多位于条件复杂、开采成本高的地段。而邢台矿区范围内的村庄及工业广场建筑物、断层、冲积层下的压煤量高达5823万吨，约为剩余可采储量的2.5倍。

    面对“三下”压煤这个在世界范围内都算棘手的难题，2007年9月，邢台矿正式把综合机械化固体充填采煤技术作为一项课题研究。国内外没有成功经验可循，完全需要自己原创。

    2008年12月17日，邢台矿开始在7606工作面进行综合机械化矸石粉煤灰充填试采。该工作面的地面上方是邢台矿机修厂的电气车间、矿区专用铁路线和地面注浆站。5个月的试采获得成功，工作面月产最高达到5.3万吨，每年可消灭矸石及粉煤灰40多万吨。采后的监测数据表明，7606工作面地面上方的所有建筑物、铁路均没有受到影响。由此，这项建筑物下综合机械化固体充填采煤技术，以固体充填充实率达到98%而获得成功。

    该项技术的成功，使邢台矿村庄下、建筑物下的煤炭全部被解放，即使保守估计也可增加2000万吨储量。按现有年产量，至少可延长矿井开采年限10年。同时，邢台矿被5个村庄压煤1210万吨，需要迁村费用数亿元，而固体充填开采让这笔费用完全节省了。

    邢台矿攻克的这项技术，为解决“三下”开采难题提供了一个新解，因而获得了中国煤炭工业科技进步一等奖。业界称之为“煤炭开采方式的一次革命”。

    目前，冀中能源又对充填装备进行升级改造，其下一个目标是建设百万吨级综合机械化充填工作面。

    衍生出的充填

    不同的矿井有不同的地质条件，不同的开采方式意味着一种充填方式不可能适用于所有矿井。地质条件不同的矿井必须采用不同的充填材料，原创不同的充填技术。

    在矸石巷道充填技术和固体矸石粉煤灰工作面充填技术研发成功后，冀中能源又成功开发出了矸石膏体充填技术、矸石似膏体充填技术和超高水材料充填技术等一系列适应不同地质条件、满足不同材料需求的成套充填开采关键技术，使整个集团实现了充填采煤规模化。

    今年4月下旬，设计充填能力每小时320立方米的邯矿集团陶一矿超高水材料地面充填泵站系统研发成功并通过验收。今年5月，该系统在陶一矿进入规模化生产阶段。

    按照规划，今后该矿综采工作面将全部采用充填开采工艺，此举可解放该矿“三下”压煤500多万吨。此前，陶一矿已利用此技术成功充填开采6个工作面，累计采出建筑物下压煤50多万吨。

    目前，固体矸石充填开采技术和超高水材料充填开采技术已在冀中能源邢台矿等十几处矿井和山东、山西、河南、安徽等多个省份的矿井进行推广应用。

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