闖出一條“三下”壓煤開采的新路子

——冀中能源峰峰集團推廣實施覆巖離層注漿充填技術紀實

建筑物下、水體下和鐵路下壓煤開采問題一直是制約我國煤炭企業高效生產的重大技術難題。

面對這一難題，近年來，冀中能源峰峰集團引進應用了覆巖離層注漿充填技術，讓難題變“課題”，演繹了一曲破解“三下”壓煤開采瓶頸的創新“變奏曲”。

傳統技術陷“瓶頸”

峰峰集團已有140多年的煤炭開采歷史，隨著開采時間的增加，資源接續問題日益突出。可圈定儲量減少、服務年限縮短、“三下”壓煤量大面廣等，嚴重制約礦井的生產接續和長遠發展。

近年來，該集團各礦都在進行“三下”采煤，且“三下”采煤量占總產量的比例呈逐年增加的趨勢，從2005年的30%發展到目前的60%左右。建筑物壓煤問題已然成為了制約集團公司各礦井持續高效穩產的關鍵因素。

拿梧桐莊礦的182211塊段和大社礦井田內的大淑村塊段來說，壓覆煤炭資源多，同時開采影響民房數量也多。若采用傳統的長壁垮落法開采，將對建筑造成嚴重破壞。而如果不對建筑物下的壓覆煤炭進行開采，勢必會造成資源浪費，并影響采區的正常接替。若采用搬遷方法開采，礦區遷村采煤難度大、費用高、工農關系復雜，因此積極探索一種適合峰峰集團實際、低損傷的綠色“三下”壓煤開采技術成為了企業實現高質量可持續發展的迫切需求。

也正基于此，多年來，峰峰集團經過反復實踐，研究探索出了條帶開采法、協調全采法和膏體充填法等，并成功應用于生產實踐。但是，雖然“充填”是源頭減損開采技術，但由于充填技術采煤效率低、投入大、技術成本高等，始終限制著其進一步推廣。

聚力攻關闖新路

面對難題和困難，英勇頑強的峰煤人總是敢于打破路徑依賴和思想依賴，勤于嘗試，勇于變革。

為了解決“三下”采煤遇到的難題，峰峰集團經過多方論證，聯合中國礦業大學，積極引進了覆巖離層注漿充填技術，不但讓村莊壓煤的“老大難”不再難，而且有效緩解了生產接續壓力，破解了制約企業發展的瓶頸。

2020年，該集團在大社礦921102、921203工作面和梧桐莊礦182211工作面試驗覆巖離層注漿充填技術，即通過地面鉆孔，向其下方封閉的離層腔體高壓注漿粉煤灰充填，產生“壓下托上”作用，將關鍵層下方碎脹巖體壓實形成支撐體，阻止關鍵層破斷，控制地表沉陷，減小和消除工作面回采對地表建筑物的影響，對其實現有效保護，釋放其保護煤柱壓覆的煤炭資源。

該集團集團組織相關技術人員與中國礦業大學專家、共同開展了相關的施工工藝研究并建立相應的工程系統，掌握了關鍵層判別、注漿層位的選擇、注漿時機的把握、注漿壓力、擴散范圍的控制以及注漿材料選擇等各個技術環節，對工程監測、項目管控、效果評價形成了一套系統的控制流程和方法，既滿足了對建筑物保護的沉陷控制要求，同時也實現了村莊等不搬遷條件下煤炭資源的安全開采。

經濟社會效益“雙豐收”

實踐是最好的答案。

作為峰峰集團首個覆巖隔離注漿充填工程，大社礦921102工作面于2020年4月至2021年8月回采，最大日產2200噸，最大月產4.8萬噸，采出壓覆煤炭資源53.1萬噸，創效兩個多億；921203工作面最高日產1800噸，最高月產4.0萬噸，工作面采出壓覆煤炭資源16.07萬噸。梧桐莊礦182211工作面釋放煤量37萬噸，創效7個多億。

通過在梧桐莊礦和大社礦實施覆巖隔離注漿充填技術，有效保護了工作面的地面村莊，解放壓煤資源，解決了采用其他“三下”開采方法不能解決的“三下”壓煤開采問題，沉降控制效果良好，緩解了礦井的采掘接續緊張局面。同時能夠減少耕地損失，實現資源開采和地方地方經濟的協調發展，能取得巨大的社會效益。

峰峰集團覆巖隔離注漿充填“三下”壓煤開采成功，為破解“三下”壓煤開采難題帶來了新突破。而且此項技術僅需在地面建設充填泵站、鋪設注漿管路、施工地面鉆孔即可，無需任何井下工程，是目前煤炭充填開采技術中充填成本低、開采效率高、水資源和建筑物保護效果較好的一種綠色采煤方法，實現了高效低成本充填采煤技術的重大進步。

目前，該集團正在梧桐莊礦182211N和182605工作面繼續實施覆巖隔離注漿充填試驗。

（峰峰集團新聞中心  趙苗）