這是一個(gè)備受矚目的項(xiàng)目。它的進(jìn)展與突破關(guān)乎十一礦乃至中國(guó)平煤神馬集團(tuán)解決“三下”壓煤?jiǎn)栴}、釋放優(yōu)質(zhì)煤炭產(chǎn)能、實(shí)現(xiàn)安全綠色可持續(xù)發(fā)展；

這是一次先行先試的示范。將充填開采技術(shù)應(yīng)用于6米厚煤層，在全國(guó)尚屬首例，對(duì)于國(guó)內(nèi)煤炭行業(yè)加快推進(jìn)開采方式變革具有示范引領(lǐng)意義；

這是一條注定艱難的荊途。沒有任何現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可供借鑒，面對(duì)大埋深、大采高、復(fù)合頂板等諸多困難，只能在試驗(yàn)中總結(jié)、在施工中優(yōu)化、在摸索中前行。

從采面支架選型到設(shè)備安裝應(yīng)用，從充填管路自主研制到地面大型拌漿站及井下二級(jí)充填站建成，從主體工程完工到充填持續(xù)推進(jìn)……

截至2023年12月底，中國(guó)平煤神馬集團(tuán)十一礦已完成40輪充填，累計(jì)充填膏體11.15萬立方米，消化矸石12.25萬噸，生產(chǎn)商品煤24.63萬噸。特別是2023年12月份，該礦充填5輪、割煤6輪，推進(jìn)19.3米，產(chǎn)煤5萬噸以上，創(chuàng)去年以來最好成績(jī)，走在了全國(guó)膏體充填綠色開采領(lǐng)域前列。

1月6日，中國(guó)平煤神馬集團(tuán)集團(tuán)在十一礦舉行會(huì)議，為該項(xiàng)目取得重大突破祝捷。集團(tuán)主要領(lǐng)導(dǎo)為項(xiàng)目課題組頒發(fā)50萬元激勵(lì)獎(jiǎng)金和祝捷錦旗，對(duì)該礦樹立重大創(chuàng)新項(xiàng)目銳意進(jìn)取、勇于突破的標(biāo)桿，有力帶動(dòng)集團(tuán)煤炭板塊核心競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)增強(qiáng)給予充分肯定。

“項(xiàng)目能取得重大突破殊為不易。實(shí)施過程中無論遇到什么樣的難題，我們完成任務(wù)的決心從未動(dòng)搖，再硬的骨頭也要把它啃下來。”該礦副礦長(zhǎng)(主持工作)趙磊說。

迎難

如何解放“三下”優(yōu)質(zhì)煤炭資源，提高資源利用率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，是中國(guó)平煤神馬集團(tuán)十一礦可持續(xù)發(fā)展面臨的“卡脖子”難題。該礦井田范圍內(nèi)“三下”壓煤可采儲(chǔ)量1.3億噸，其中己組煤9380萬噸，己四采區(qū)優(yōu)質(zhì)己組煉焦煤約690萬噸。

有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，目前，我國(guó)生產(chǎn)礦井“三下”壓煤工業(yè)儲(chǔ)量約133億噸，集團(tuán)所屬20對(duì)生產(chǎn)礦井“三下”壓煤約18億噸。

作為破解“三下”壓煤開采難題的重要手段，充填開采是隨著采煤工作面的推進(jìn)，向采空區(qū)送入煤矸石、粉煤灰等充填材料形成充填體，并在充填體保護(hù)下進(jìn)行采煤的技術(shù)。

這種開采方式可以減少井下瓦斯積聚，減小煤層頂板下沉量，同時(shí)能有效解決傳統(tǒng)垮落式開采造成的煤矸石堆存占用土地，以及易引發(fā)地表水和地下水資源破壞、地面沉陷等問題。

早在2013年，國(guó)家四部委就制定印發(fā)了《煤礦充填開采工作指導(dǎo)意見》，鼓勵(lì)煤炭企業(yè)探索應(yīng)用充填開采技術(shù)。此外，財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局也出臺(tái)文件，自2014年12月1日至2023年8月31日，對(duì)充填開采置換出來的煤炭，資源稅減征50%，并于去年8月發(fā)文將此減稅政策延續(xù)至2027年12月31日。

雖有政策加持，但由于充填開采工序多、消耗大，推進(jìn)速度過快還可能影響充填效果，不少煤炭企業(yè)望而卻步。

對(duì)于下大力氣探索充填開采技術(shù)，十一礦的決心異常堅(jiān)定。“加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)、堅(jiān)持綠色低碳發(fā)展是國(guó)有企業(yè)應(yīng)當(dāng)履行的政治責(zé)任和社會(huì)責(zé)任，無論是從落實(shí)國(guó)家戰(zhàn)略、助推行業(yè)生產(chǎn)方式變革，還是從破解自身可持續(xù)發(fā)展難題、為集團(tuán)煤礦未來發(fā)展積累寶貴經(jīng)驗(yàn)而言，我們都必須扛牢責(zé)任使命，全力以赴把這個(gè)項(xiàng)目實(shí)施好。”該礦黨委書記余貴軍說。

在中國(guó)平煤神馬集團(tuán)集團(tuán)的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)和大力支持下，2021年8月，經(jīng)過多次現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)、專題研討，結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造、賦存條件全面論證，該礦制定了矸石充填置換煤炭資源開采方案，準(zhǔn)備在己16、17-24100采面實(shí)施6米大采高綜采架后膏體充填開采。

此后，該項(xiàng)目被列入集團(tuán)重大科研項(xiàng)目和重點(diǎn)攻關(guān)課題。中國(guó)平煤神馬集團(tuán)集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)多次現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研指導(dǎo)，集團(tuán)相關(guān)部門積極幫助協(xié)調(diào)解決項(xiàng)目遇到的問題，為項(xiàng)目順利實(shí)施提供了強(qiáng)有力支持。

起速

起步就是沖刺。為保證項(xiàng)目進(jìn)度，十一礦成立充填開采項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)小組，下設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室，負(fù)責(zé)推進(jìn)項(xiàng)目日常工作；成立工程技術(shù)工作組、項(xiàng)目推進(jìn)工作組、對(duì)外聯(lián)絡(luò)協(xié)調(diào)工作組，合理分工，明確責(zé)任，加強(qiáng)協(xié)同配合；每天早、晚兩次召開專題會(huì)議，并建立項(xiàng)目微信群，各施工環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)人每天匯報(bào)工作進(jìn)度，及時(shí)協(xié)調(diào)解決項(xiàng)目推進(jìn)中遇到的問題。

在有力的組織保障下，干部職工抓項(xiàng)目、搶進(jìn)度的干勁被充分激發(fā)。

2022年1月18日，第一架充填支架到礦，綜機(jī)工廠需要在不到1個(gè)月時(shí)間內(nèi)完成設(shè)備地面聯(lián)合試車、建立培訓(xùn)實(shí)操基地等任務(wù)。工期緊、任務(wù)重，該廠92名干部職工放棄春節(jié)等節(jié)假日休息時(shí)間，全力以赴搶時(shí)間、趕進(jìn)度，最終如期完成工作任務(wù)。

從2022年2月9日第一架設(shè)備入井，到當(dāng)年5月17日最后一架設(shè)備在下井口平安出罐，該礦機(jī)安隊(duì)克服設(shè)備超長(zhǎng)、吊裝角度大等難題，探索出罐內(nèi)龍門架多點(diǎn)固定等技術(shù)，將新型采煤支架的入井工效由1架9個(gè)小時(shí)提升到1架不足2個(gè)小時(shí)，創(chuàng)出全國(guó)同類型礦井大型采煤支架入井工效新紀(jì)錄。

充填系統(tǒng)施工時(shí)正值夏季，為縮短工期，充填班班長(zhǎng)張冰冰緊盯地面一級(jí)充填站2號(hào)斜廊皮帶安裝等重點(diǎn)任務(wù)。他每天第一個(gè)到現(xiàn)場(chǎng)、最后一個(gè)離開，與技術(shù)人員一起研究皮帶安裝方案，頂著烈日帶領(lǐng)工友一起鋪設(shè)空中皮帶棧橋，胳膊被曬得滾燙的金屬部件燙傷也毫無怨言。最終，他們順利完成了施工任務(wù)。

從采面支架選型、充填管路制作到設(shè)備安裝應(yīng)用，從地面大型拌漿站、井下二級(jí)充填站到相關(guān)配套設(shè)施……在該礦干部職工共同努力下，8個(gè)月就完成項(xiàng)目主體工程建設(shè)。一個(gè)占地7000多平方米，包含皮帶走廊、變電站、破碎篩分車間、物料儲(chǔ)存罐等在內(nèi)的地面充填站拔地而起；7600米長(zhǎng)的充填管路猶如一條巨龍，沿明斜井、己四軌道下山、二級(jí)充填站延伸至己16、17-24100工作面。

值得一提的是，該項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)煤礦充填開采領(lǐng)域創(chuàng)下采高最高、管路最長(zhǎng)、管徑最大、埋深最深、采長(zhǎng)最長(zhǎng)、地質(zhì)條件最復(fù)雜等6項(xiàng)紀(jì)錄。

攻堅(jiān)

作為領(lǐng)行業(yè)之先的重大創(chuàng)新項(xiàng)目，推進(jìn)過程注定不會(huì)一帆風(fēng)順，但在項(xiàng)目建設(shè)中遇到的困難之大之多，還是超出了該礦干部職工的想象。

采面頂板破碎，沒等充填架后頂板已垮落；第一次充填，充填物漏了三分之一；各環(huán)節(jié)銜接不暢，時(shí)常發(fā)生局部堵塞……問題出在哪里？到底能不能干成？一系列問題的出現(xiàn)，引起了一些來自外界的質(zhì)疑。

這對(duì)項(xiàng)目所有參與者來說，既是壓力也是動(dòng)力。他們回應(yīng)質(zhì)疑的方式就是實(shí)干，把問題摸得再透一些、把根源找得再準(zhǔn)一些、把方案定得再完善一些、把措施執(zhí)行得再到位一些，用攻堅(jiān)克難、堅(jiān)持不懈的“充填精神”破除前進(jìn)道路上的重重障礙。

封堵之困，是充填中遇到的棘手難題。充填開采效果主要取決于采面封堵和添加劑配比，采面封堵效果好，就可以避免跑漿漏漿問題。

要想破題，首先要根據(jù)復(fù)合頂板隨采隨落的特性，保證頂板的留設(shè)。為此，該礦召開頂板支護(hù)專題會(huì)議，確定采用超前支護(hù)的方式進(jìn)行頂板管理。負(fù)責(zé)施工的綜采一隊(duì)加緊研究施工方案、優(yōu)化勞動(dòng)組織，全力以赴保證工作進(jìn)度。

為解決支架工不會(huì)使用錨索鉆機(jī)的問題，該礦采煤戰(zhàn)線協(xié)調(diào)相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，使施工效率由原來的單班施工5根錨索提升至目前的35根。合力攻堅(jiān)之下，超前支護(hù)成功實(shí)施，有效控制了頂板下沉、垮落等情況，為支架后部待充填區(qū)域頂板的留設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

第九輪封堵時(shí)，綜采一隊(duì)使用雙層木板墻配合單體柱作支撐進(jìn)行架后封堵，每隔30架至40架支架設(shè)置一個(gè)單獨(dú)充填單元，每個(gè)充填單元內(nèi)設(shè)置2道至4道緩沖墻，有效控制了膏體流動(dòng)。其間，該隊(duì)職工通過肩扛手抬的方式，將1.6萬個(gè)煤袋、68根單體柱、52根圓木點(diǎn)柱及不同規(guī)格的近300塊木板等封堵材料運(yùn)至架后待充填區(qū)域。

“沒有一個(gè)人喊苦叫累，大家都憋著一股勁，全力以赴提升封堵效果。”該隊(duì)黨支部書記朱永樂說。

去年12月，十一礦新一屆領(lǐng)導(dǎo)班子發(fā)揮集體智慧，緊扣充填工序銜接時(shí)間，優(yōu)化隔離封堵工藝，通過用架后三腳架代替木板釘接操作平臺(tái)、支架尾梁壓實(shí)封堵布代替單體柱加封堵板支撐、優(yōu)化隔離墻施工工藝等措施，使單次封堵時(shí)間由15天優(yōu)化至2天。

堵管之困是另一道難題。由于項(xiàng)目輸送管路長(zhǎng)，矸石膏體配比稍有偏差，就會(huì)發(fā)生膏體未輸送到二級(jí)充填站，在管路內(nèi)沉積凝固的現(xiàn)象，造成管路堵塞。

“我們?cè)囼?yàn)的膏體只有0.001立方米，每次充填等于是1000倍以上的放大，配比還需要考慮充填工作面的溫度、濕度以及攪拌時(shí)的膏體混合度，難度很大。”機(jī)安隊(duì)充填班職工丁文雅說。

為破解難題，該礦先后進(jìn)行了926次配比試驗(yàn)，尋找最具性價(jià)比的配比材料，同時(shí)不斷優(yōu)化配方，縮短膏體初凝時(shí)間，從原來的5天縮短至16個(gè)小時(shí)，有效減少了堵管風(fēng)險(xiǎn)。

前路

盡管項(xiàng)目已經(jīng)取得重大突破，但十一礦干部職工攻堅(jiān)的腳步并未停止，對(duì)充填開采提效的探索還在繼續(xù)。

“提高充填循環(huán)效率、降低充填成本是我們攻關(guān)的重點(diǎn)。要想在這方面取得更大突破，就需要持續(xù)優(yōu)化充填材料配比。”充填班技術(shù)負(fù)責(zé)人仝凱亮說，“只有不斷探索，才能找到最佳配比方案。”

去年12月中旬，該礦連續(xù)兩次召開推進(jìn)會(huì)，圍繞充填開采項(xiàng)目提效方案的可行性與項(xiàng)目合作方有關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行討論。

近期，該礦領(lǐng)導(dǎo)班子成員通過深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，系統(tǒng)梳理了項(xiàng)目存在的封堵隔離工序多、時(shí)間長(zhǎng)，地面矸石破碎系統(tǒng)能力不足等問題，并制定了針對(duì)性解決方案。下一步，該礦將繼續(xù)創(chuàng)新封堵隔離技術(shù)，提高超前支護(hù)和矸石破碎效率，努力實(shí)現(xiàn)連續(xù)高效充填。

“從立項(xiàng)啟動(dòng)到現(xiàn)在，我們?cè)谝宦钒l(fā)現(xiàn)問題、解決問題中，取得了許多技術(shù)上的突破，積累了不少寶貴經(jīng)驗(yàn)，也錘煉了干部職工能力作風(fēng)。下一步，我們要積極推進(jìn)充填開采增效提質(zhì)，加快固廢投料井建設(shè)，嘗試膏體＋矸石協(xié)同充填，力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)月產(chǎn)8萬噸的目標(biāo)。”趙磊說。