实施充填开采技术建设绿色煤矿企业 ——陕西上河集团率先实施充填开采技术纪实

陕西上河实业集团有限责任公司起步于20世纪90年代后期，经过20多年艰苦创业和不懈努力，现已发展为涉及煤炭采掘、洗选煤及深加工、文化艺术、酒店住宿、休闲餐饮、房地产开发、公路桥梁建设、五金交电销售、农牧渔业种养殖等诸多领域的综合性集团公司。上河集团下设的上河煤矿位于榆林市榆阳区牛家梁镇常乐堡村上河自然村，在榆林城东北约15公里处，属个人独资企业，始建于1994年4月，1997年4月建成投产，2008年矿井核定生产能力为30万吨/年，2013年3月矿井最终核定生产能力为60万吨/年。矿区地处毛乌素沙漠南缘，井田面积2.977平方公里，现有地质储量1141.7万吨，可采储量479.7万吨，剩余服务年限约8年。煤矿现证照齐全，为正常生产矿井。

煤矿开采与环境保护、城市发展、水资源保护等问题一直在矛盾中纠结，困扰着企业的发展。如何在发展经济的同时保住青山绿水？榆林市上河煤矿率先实施充填开采技术，即向煤矿采空区输送沙石、粉煤灰、膏体等充填材料，并在充填体保护下进行采煤的一项技术，充填开采属绿色开采技术体系的重要组成部分，是提高回采率、减少环境破坏的最有效方式，不仅实现了对村庄、建筑、河流等“三下压煤”的开采，大大延长了矿井服务年限，而且提高了资源回收率，解决了固体废弃物的排放问题，杜绝了污染物外排，实现了绿色开采。 

 探路：实施充填开采

为了响应国家提倡煤矿应用推广充填式开采的号召，提高煤炭资源回收率，延长矿井服务年限，有效保护水源地不受破坏、地表不产生塌陷、杜绝煤矿开采后采空区大面积悬空所遗留的诸多安全隐患，榆林市上河煤矿在多次由榆阳区煤炭局组织前往内蒙古、河北、山东等地实地考察的基础上，于2016年7月决定引进胶体充填开采技术，进行充采试验，建设绿色煤矿企业。

2017年3月，上河煤矿经榆林市榆阳区政府同意，由榆阳区煤炭局指定为充填开采试点煤矿。2017年6月，上河煤矿委托西安科技大学、陕西西矿工程勘察设计有限公司、陕西世诚矿业有限公司编制了《榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采方案设计》。上河煤矿启动充填开采技术应用，在经历了数月的建设、调试期后，在3216工作面针对原材料的配比、机械设备及工艺的配套进行了一系列的试验，于同年8月底成功试充填了5个条带。同年9月，上河煤矿邀请相关专家对井下充填试验现场实际查看的基础上，对充填开采方案设计进行了评审。2018年1月，上河煤矿委托设计单位根据井下开采条件及试采过程中遇到的具体问题，针对条带开采参数、开采回填工艺、监测方案和运输、通风、排水等系统做出适当调整，编制了《榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采方案设计（变更及补充）》。

上河煤矿严格按照设计方案执行，地面建设充填站包括风积沙堆场、风积沙原料仓、水泥仓、粉煤灰仓、储水罐、厂房等；试验工作面采用EBZ200型悬臂式掘进机割煤，ZL18FB型轮胎式防爆装载机装煤，采用WC3型防爆胶轮车运煤。目前3216试验工作面已完成第一阶段14个条带及采空区充填、第二阶段的6个奇数号条带煤柱及其采空区域充填，正在进行第三阶段的奇数号煤柱置换工作，基本达到设计要求的验收进度。经过监测，充填体实测强度8.22MPA，大于设计要求的6.47MPA，满足要求，上河煤矿开展此项技术应用至今，在煤矿3216工作面取得了局部成果。通过不断地总结，做出如下结论：一是地面设备、设施工作稳定、正常，且充填量有保障；二是井下施工，工艺工序合理有效，不产生窝工及各种浪费；三是在充填体稳固且承压力满足置换强度的前提下，接顶情况良好，满足充后置换开采的条件；四是针对成本情况，目前综合成本在可接受范围内，并通过项目持续性开展，还有降低成本的空间；五是通过井上下监测设备、设施所反馈的数据来看，地表暂无大幅沉降，且有效保护了该矿所属范围的水资源、地面设施不受破坏；六是通过该技术的引入及项目的逐步完善，不仅为该矿增加了收益，且一劳永逸地解决了上河煤矿所面临的如采空区塌陷、地表破坏、排污等问题。

2018年6月，由榆阳区煤炭局牵头组织项目建设、设计、施工等单位及专家组成立了验收委员会，对上河煤矿充填开采项目进行了现场检查验收，验收结论为：同意榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采项目工程阶段性成果通过验收。验收专家组一致认为上河煤矿实施充填开采技术为全省首例，为陕西煤矿充填开采进行了积极探索，具有很强的实践推广意义。

 成效：源头解决地表沉降问题

推动煤炭产业向“生态环保型”转变，第一个层次，是尽量减少对生态环境的影响；第二个层次，是不影响生态环境；第三个层次，主动改善生态环境。上河集团率先实施充填开采，实现了榆林煤炭行业所期待的由被动治理向主动防治转变，是煤炭产业向“生态环保型”转变的生动典型。上河煤矿实施充填开采，可以延长矿井服务年限5年左右，对当地的经济、就业、税收与人民群众的生活稳定都起到良好的作用。总之，应用充填开采技术，在更加安全的前提下，提高了回采率，并有效保护了水源地不受破坏、地表不产生塌陷、杜绝了煤矿开采后采空区所遗留的诸多安全隐患，同时也相对地提高了煤矿的经济价值，也为地方带来了一定的社会效益。

声音：“上河实践”如何复制

上河集团在煤炭主管部门的积极引导和大力支持下，投入了大量的人力、财力、物力、时间，克服了各种困难，付出了艰辛努力，率先探索出了一条绿色开采的新路子，是来之不易的，形成了“上河实践”。对榆林这样一个产煤大市而言，在目前的情况下，“上河实践”应当如何复制？笔者认为，政府应当加强技术改造项目投入扶持力度。利用煤矿安全改造、煤炭产业升级等中央预算内资金支持煤矿实施充填开采，省级财政应制定配套扶持政策，同时执行充填开采煤炭资源税费优惠，减轻充填开采企业的成本负担。地方政府相关部门要积极支持煤矿企业开展充填开采工作，以便加快充填开采技术的推广。此外，从国家宏观层面，应考虑将以沙石、矸石、膏体等尾矿废渣为主要填充材料生产的煤矿副产品以及充填开采的煤炭产品列入资源综合利用目录，享受国家资源综合利用增值税政策优惠。

上河集团率先实施充填开采技术，为陕西煤矿企业绿色开采和可持续发展探索出一条新路子。“上河实践”值得其他煤矿企业借鉴和推广。目前，上河集团实施的充填开采技术已向榆阳区十家保水采煤矿井推广。

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