系列之四--绿色智能开采的“山能样板”

“‘万人嫌’变成了‘顶梁柱’，这堆积成山的煤矸石如今真的是‘咸鱼翻身’了！”6月20日，在山东能源新矿集团孙村煤矿的充填车间里，充填工韩洪祥监看着煤矸石通过钻孔管道输送到井下缓冲仓，与水泥、粉煤灰配比成的泥浆在井下充填采场“碰头”，作为充填物取代煤柱进行支撑，将优质的煤炭压覆资源置换出来。根据充填需要，今天他需要完成500吨煤矸石的输送任务。

煤矿开采产生的煤矸石堆积如山，不仅影响土地资源利用，还会对大气、土壤和水体造成破坏，是地表数量较大的固体废物源之一。

山东能源集团把绿色发展作为重要政治责任和社会责任，大力推进实施“绿煤战略”，针对传统采煤工艺带来的矸石排放、采煤塌陷等问题，创新实施“以矸换煤”等多样化充填开采技术，先后建立“煤矿充填开采国家工程实验室”“山东省充填开采工程技术研究中心”，引领煤炭产业绿色发展。

山东能源集团党委书记、董事长李位民介绍说，目前，山东能源集团已有18对矿井开展充填开采，累计完成充采产量930多万吨，充填矸石1050多万吨，减少塌陷地面积4.5万亩。

据了解，山东能源集团是全国率先实施矸石充填置换煤炭技术研究的企业。早在2007年，为了吃干榨净有限的资源，山东能源新矿集团把煤炭资源回收作为工作重点，组织科研力量对压覆煤炭资源的开采技术、工艺和方法进行攻关，率先在全国开展矸石充填置换煤炭技术研究。2012年，国家能源局在山东能源新矿集团召开全国煤矿充填开采现场会，向全国推广了山东能源集团的充填开采技术。2013年，山东能源新矿集团经国家发改委批准，建设成立“煤矿充填开采国家工程实验室”，是国内煤炭行业唯一一家国家级充填开采研发和工程化平台。

山东能源新矿集团充填开采研究中心副主任耿华峰介绍说，目前新矿集团已建成充填开采技术、材料、装备等9个研发平台，数值模拟、相似物理模拟、充填材料物化分析等6个实验室，以及裕兴煤矿、翟镇煤矿等6项试验验证工程和22个示范工程，坐稳了充填行业“排头兵”的位置。

近年来，随着煤矿自动化、信息化、智能化发展，山东能源集团用“智慧”为绿色开采赋能，全力推进煤矿充填开采智能化技术攻关，绿色智能充填开采走在了全国前列。

据悉，山东能源集团在康格公司建成了全国首套智能化充填系统，创造了膏石充填产能最大、原矸充填产能最大、输送距离最远、输送垂深最大、原矸充填处理固废能力最大“五项全国第一”。目前山东能源集团充填开采现已形成固体物充填、膏体似膏体充填和高水超高水充填三大技术工艺和装备体系，制定11项充填行业技术标准，获授专利120多项，“矸石膏体充填开采成套技术”被国家能源局推荐为“煤炭安全绿色开发和清洁高效利用先进技术”。

记者在山能淄矿康格公司许厂项目部井上充填站看到，集控员杜长友简单地敲击几下键盘，就一键完成了井下充填工作面保障阀、布料阀的自动切换，电脑屏幕上实时显示着矸石、胶结料等各类充填物料的输送量。

山能淄矿岱庄煤矿党委书记、康格公司董事长孙刚告诉记者，去年8月他们在许厂项目部建成了全国第一个智能化充填工作面，实现了充填全流程、全自动监测控制，尽管工作人员减少七成，充填效率却提升30%以上，目前该公司原矸充填年产能已达到100万吨，膏体充填年产能已达到60万吨。

据介绍，得益于智能充填开采技术，今年虽然受疫情影响，康格公司在充填市场的开拓上仍屡有收获，先后中标了淮南矿业谢桥煤矿环保充填开采工程EPC总承包项目、察哈素充填管路、山西兰花集团唐安煤矿充填开采技术服务等7个外部项目，市场份额蒸蒸日上。

据了解，随着绿色环保理念越来越深入人心，煤矿生产带来的矸石污染、地面塌陷等带来的环境问题日益引起各方重视，充填开采既解决了煤矿区建筑物下压煤开采问题，延长了矿井服务年限、提高了资源回收率，又有效避免了矸石等固体废弃物的排放处理问题，杜绝了污染物外排、实现了绿色开采，正成为未来矿业开采的发展方向。

位于内蒙鄂托克旗的裕兴煤矿，井田范围全部在地方政府视为“眼珠子”的生态园下，为保护生态园景观，当地一度要求裕兴煤矿停产退出。矿井生死存亡之际，充填技术成为“救命稻草”。该矿创新采用采掘一体机实现短壁开采，进而采用“缓倾斜煤层自充式胶结充填法”实现工作面无人化充填。此举解决了周边4家洗煤厂的排矸问题，有效化解了当地矸石的“围城之困”，而且解放生态园下压覆煤炭资源1000万吨，延长了矿井开采寿命10年。

目前，“裕兴模式”已在山东能源新矿集团省内外7对矿井“开花结果”，去年以来累计回收煤柱和“三下”压覆资源75.3万吨，因使用充填技术而获得的收益超过了8亿元。去年全国确定的大宗固废综合利用基地，其中一个就设在新矿集团。

“每每有客户生疑，我们就会带他去矿区附近的大务屯村以及村下压覆的岱庄煤矿8311充填工作面去看看，自实施充填开采技术以来，实现了地面“零塌陷”，村里的围墙连一条裂缝都没有。”山能淄矿康格公司总经理李秀山介绍。

绿水青山就是金山银山。山东能源集团绿色智能充填开采彻底破解了矸石外排问题，有效保障了建筑物下、铁路下和水体下“三下”煤矿资源的安全高效开采，为推动煤炭清洁高效利用走出了一条生态和效益双赢的发展新路径。据统计，通过实施绿色开采，山东能源集团实现了矸石不上井，减少了地面下沉，成功解放了煤炭资源，延长了矿井寿命，等于新增了上亿吨的大煤田。