“矸石换煤”：煤海深处的“绿色脉动”

（来源：黑龙江日报）

转自：黑龙江日报

□本报记者 崔立东

在龙煤七台河矿业公司的版图上，龙湖煤矿的地面工业广场是一派繁忙景象。选煤厂的轰鸣、铁路专用线的繁忙、办公楼里进出的人群，共同构成了这座现代化矿井的地上脉搏。然而，一个鲜为人知的奇迹，正在这片繁华之下数百米的幽深地层中上演——巨大的采煤机正平稳地割煤，它的正上方，就是那些重要的厂房、建筑，以及铁路等重要的基础设施。

在如此重要的地面建筑物和工程设施下采煤，这在过去是想都不敢想的，如今却成了龙湖煤矿的日常。让这一切成为可能的，正是他们历经六年磨砺掌握的核心技术——膏体充填开采。这项技术革新，让一座面临资源瓶颈的老矿于绝境中觅得新生，走上了一条前所未有的绿色开采之路。

当“家底”只剩下“锅底”

任何一场深刻的革命，往往都源于一场深刻的危机。对龙湖煤矿而言，这场危机来得真切而紧迫。

作为一座1998年就投产的主力矿井，随着时间的推移，采深不断加大，那些易于开采的资源日渐枯竭，矿井生产系统愈发复杂，经济效益被严重制约。

到2019年末，矿井剩余可采储量仅剩6970万吨，部分区域甚至只剩下了难啃的“锅底煤”，“家底”正在变薄。

然而，与之形成鲜明对比的，是在矿区工业广场、铁路、河流和建筑物的下方，压着足有974.6万吨优质焦煤。可就是这些被称作“保护性煤柱”的优质煤炭资源，却因传统的放顶煤开采法会导致地表沉陷，而成了绝对不能触碰的“禁区”。

如何既保障地表不沉陷，又能把这块沉睡的宝藏取回来？唯有科技创新！

2019年5月，时任龙煤七台河矿业公司总经理刘金奇亲自率队，奔赴千里之外的沈阳西马煤矿，实地考察一项全新的技术——膏体充填开采。

这种被称作“矸石换煤”的技术，简单说，就是把井下采空的区域用采出来的煤矸石、粉煤灰等固体废弃物填回去，将其制成膏体重新填满、撑住，替代“保护性煤柱”，解放“三下”（建筑下、道路下、水体下）煤炭资源。

考察归来，信心与决心已经写在了每个人的脸上。当年5月15日，龙煤七台河矿业公司召开班子会议，决定在龙湖煤矿实施充填开采项目。

一场旨在向科技要储量、向绿色要未来的深刻革命，在龙湖煤矿正式拉开序幕。

转眼六年过去，龙煤七台河矿业公司领导班子一届接着一届干，持续推进龙湖煤矿充填开采稳步发展、创新升级，如今已经成为独具“七煤特色”的充填开采“样板”。

27种配方提炼出“凝固术”

在黑龙江这个高寒地区搞膏体充填，没有先例可循，龙湖煤矿的探索者们，每一步都走在未知的“无人区”。

从2019年5月项目立项时起，建设者们便与时间赛跑。5个月后的10月末，长达1100米的矿建主体工程便宣告结束。紧接着，机电、土建队伍无缝衔接，到2020年1月，矿井上下的所有设备安装调试到位。次年3月6日，项目正式投产。

这惊人的“七煤速度”，为后续的工艺探索赢得了宝贵的时间。

真正的硬仗，是在地面一间不起眼的实验室里打响的。膏体充填，成败的关键在于材料配比。配比不对，稀了凝固不住，稠了堵塞管道，一切都是白搭。为了寻找到那个最适合龙湖煤矿地质条件的“黄金配比”，龙湖煤矿充填技术攻关团队把实验室当成了“搅拌站”。

“那段时间，我们折腾得天翻地覆。”副总工程师沙金带领团队将矸石、粉煤灰、水泥、炉渣和水，按照不同比例反复试验。枯燥的数据日志上，密密麻麻记录着他们的每一次尝试：先后进行27种不同配比，制作了312个实验模块，逐一进行塌落度、泌水率和抗压强度测试。

经过反复试验与数据分析，神奇的配比终于诞生了：水泥含量6%，粉煤灰含量22%，矸石含量52%，水含量20%。

用这个配比制成的膏体，流动性、可泵性、凝固强度等各项指标均达到和超过了设计要求。

“三管齐下”破解膏体堵管难题

然而，在实验室试验成功的配方，在落地实施中却遇到了各种状况。

第一个瓶颈是堵管。充填泵站压力突然飙升是所有操作工最不愿听到的警报，这意味着输送膏体的管路堵了。如何消除堵管现象？

经过反复实验，龙湖煤矿充填团队开出了三剂“药方”：一是在原有配比基础上，大胆地将粉煤灰比例增加到30%，提高了膏体的流动性和可泵性；二是在充填泵站加装电接点压力报警装置，实现堵管前兆的精准预警；三是在地面投料皮带上安装红外线断电仪，一旦没有粉煤灰，皮带自动停止，从源头上避免了因配比失调造成的堵管。

“三管齐下”，堵管难题迎刃而解。

第二个难题是粉尘污染。最初使用干粉煤灰投料，井下巷道粉尘飞扬，工人的作业环境极差。经过多次井下技术改造，效果始终不理想。

“为什么不从源头治理？”在一次实地调研中，公司领导提出改变治理方向。

充填团队果断取消了地面粉煤灰罐，尝试“湿式粉煤灰投料”，困扰已久的粉尘污染问题竟一举化解。

第三个挑战是作业效率不高。原设计充填泵为“一用一备”，不能充分发挥充填效率，制约了采煤产量。充填团队在原有系统旁增设了一条充填管路，实现了两台充填泵同时运行，充填效率直接翻倍。

“智”造支架，撑起安全高效工作面

如果说此前的创新都是“小步快跑”，那么将充填工艺与综采液压支架相结合，则是龙湖煤矿迈向采煤工艺现代化的一次冲刺。

最初，充填工作面采用的是传统的“五排五柱”单体液压支柱支护，工人每采三刀煤，就要人工围一次挡浆池，劳动强度大、安全风险高、生产效率低，而且没有可替代的设备。

这时，身为填充团队的领队、副总工程师沙金决定由团队自己动手改装支架。

2023年5月，第一套由旧支架改装而成的充填综采支架ZDL3200在68左三片投用。然而，初次尝试挡浆效果并不好。

很快，第二套经过改进的ZY3400型支架在68左四片上岗，这一次，不仅挡浆效果好，围池效率也提高了。

紧接着，第三套更先进的ZY4000型支架也改装完毕……工人们惊喜地发现，繁重的体力活被这些“铁疙瘩”替代了，不仅实现了减人增效，工作面也更安全了。到2025年8月，采用改装支架的工作面，月产量已稳定在1.5万吨。

在一次次技术革新中，龙湖煤矿的充填技术和工艺不断迭代升级，愈加成熟稳定。

沙金口中的一组数据足以证明这一切：从2020年到2025年8月，龙湖煤矿充填开采累计填进煤矸石、粉煤灰81.31万吨，换回优质原煤98.9万吨，累计实现盈利超过3.2亿元。“而充填开采吨煤成本则在传统采煤工艺的基础上只增加了100元，一年出煤20余万吨，相当于再造一个小型矿井，大大延长了龙湖煤矿服务年限。”

此项技术革新，不仅为龙湖煤矿换回了真金白银，更重要的是，还将废弃的煤矸石和粉煤灰变废为宝，实现了绿色开采，确保了地表建筑安然无恙。

龙湖煤矿绿色充填开采技术的成功，不仅填补了高寒地区煤矿膏体充填的空白，也为全省同等条件煤矿的未来发展提供了一个充满智慧与勇气的“样板”。