行業(yè)動態(tài)
HENGCHI KUANGYE
12月9日，正值大雪時節(jié)，太原東山上雪花零落，不太冷的北風還吹出了幾分清新。東山煤礦寬敞整潔的工業(yè)廣場上，設(shè)備庫坐落平穩(wěn)，綠化帶凌寒挺立，運煤小車正有序運行。但誰也想不到，工業(yè)廣場下面的這塊土地，竟然全部是被煤矸石填充起來的。
這是太原東山煤礦的一項井下充填開采技術(shù)的具體應(yīng)用。所謂充填開采，就是隨著采煤工作面的推進，向采空區(qū)送進矸石等固體廢棄物做填充材料，并在充填保護下開采“三下”（建筑物、鐵路、水體下）壓煤。目前，東山煤礦不但變害為利處理了煤矸石，還開采了“三下”壓煤資源，走出了資源枯竭的窘境。
煤炭開采必然導(dǎo)致生態(tài)破壞，為何采取充填開采好處這么多？東山煤礦為此列出了“三本賬”。
資源賬——
一邊是資源枯竭，一邊是“三下”壓煤漸增，充填開采讓礦山延長服務(wù)年限
一項調(diào)查顯示，我省國有煤礦每采1噸煤平均動用煤炭儲量2.5噸，損耗水資源2.48噸，每生產(chǎn)1噸煤除了直接成本，還需付出70多元的隱性代價。因此，轉(zhuǎn)變煤炭開采方式，已經(jīng)成為建設(shè)生態(tài)文明、推動科學發(fā)展的當務(wù)之急。
東山煤礦位于太原市區(qū)東部，是一座始于1929年開采的老礦。近年來，隨著太原城市規(guī)劃的東擴、采區(qū)地表建筑物的增加，該礦“三下壓煤”日漸增多，可采資源日漸減少，生存難以為繼。此外，該礦年產(chǎn)矸石約15萬噸，如將矸石排放在地面，不僅占用大量土地資源，還會污染市區(qū)環(huán)境。
“煤炭可開采資源有3億噸，但這么多年僅采出6000多萬噸。剩余的約2.4億噸煤炭里，就有2億噸是‘三下壓煤’。”太原東山煤礦總工程師王宏明憂心忡忡：若不采取措施，這座老礦將無煤可采，面臨被關(guān)閉的命運，5000名職工將無法生存。
2012年，東山煤礦在深入調(diào)研、多方考察、與專家學者研究比較后，在全省率先引進了行業(yè)前沿科技的“煤矸石等固體廢棄物井下充填技術(shù)”。即，在不搬遷建筑物的前提下，采用煤矸石等固體廢棄物充填回采建筑物下壓煤，不僅能安全采出呆滯煤柱資源，還能處理大量煤矸石等固體廢棄物，減少固體廢棄物排放。
目前，東山煤礦已有2個采區(qū)采用了矸石充填技術(shù)。這兩個采區(qū)年產(chǎn)煤20萬噸，使用條帶式采掘工藝，即在待充填區(qū)域采用掘進機依次掘進小尺寸條帶，截面面積如巷道大小，隨掘隨支護，掘完后用固體廢棄物充滿采出空間。此外，這兩個采區(qū)還結(jié)合掘進機性能和支護難易程度，專門設(shè)計了5米的掘進寬度和沿煤層傾向布置充填巷，可實現(xiàn)較高的充填率。
目前，該礦日處理矸石500噸、年處理矸石15萬噸，日置換出煤量約470噸、年置換出煤量13萬余噸。
環(huán)保賬——
原來處理1噸矸石需90元費用，現(xiàn)在降至50元，每年可節(jié)約地面排矸治理費用900多萬元
煤矸石等固體廢棄物井下充填是一項矸石處理利用新技術(shù)，利用該技術(shù)可以把煤礦生產(chǎn)中所產(chǎn)生的矸石全部填入井下，實現(xiàn)矸石不上井、地面不建矸石山，并利用矸石置換煤炭資源，減小煤炭開采對地表及水資源的影響，達到綜合治理的目的。
東山煤礦年產(chǎn)矸石約15萬噸，如將矸石排放在地面，不僅占用大量土地資源，還會污染環(huán)境。煤矸石長期堆放過程中，逐漸被風化形成細小顆粒及粉塵，在有風的天氣下會產(chǎn)生揚塵，造成空氣污染。此外，煤矸石還會在一定條件下發(fā)生自燃，存在潛在風險。
王宏明為矸石處理問題算了一筆賬：原來處理矸石時，建設(shè)一個使用期10年的矸石堆放場地需要90萬元∕立方米；除此之外，每噸矸石還需支付90元的處理費用?，F(xiàn)在采用充填式開采后，矸石無需從井下拉到地面堆放，直接在井下進行充填處理，每噸處理費用降至50元。僅此一項，每年可節(jié)約地面排矸費用、治理費約900多萬元。
矸石井下充填作為地下結(jié)構(gòu)支撐體，還可有效解決或降低地面沉降和塌陷問題。記者在東山煤礦了解到，該礦所采用的條帶式采掘工藝最大的特點就是，在各條帶之間留設(shè)煤柱，煤柱和矸石充填體相互作用，共同支撐上覆巖層，減小下沉和變形量。
使用充填開采后，地面是否還有沉降塌陷呢？記者再次來到礦上的工業(yè)廣場去驗證。在一棟建筑物的墻壁上，記者看到這里釘著一枚觀測釘。東山煤礦生態(tài)技術(shù)科科長王飛介紹，若地面下沉，用一把特殊測量尺測量此釘?shù)降孛娴拇怪本嚯x即可。經(jīng)現(xiàn)場測量，該建筑物橫向無明顯拉伸痕跡，且向下沉降僅0.7厘米，這個數(shù)據(jù)遠好于國家規(guī)定的安全距離。
效益賬——
開采三下壓煤、矸石直接回填、享受資源稅減半政策，一年由此產(chǎn)生的利潤超過1100萬元
東山煤礦通過井下矸石充填系統(tǒng)工程，每年可充填矸石15萬噸，回收建筑下壓煤13.1萬噸。按噸煤400元計算，全年可實現(xiàn)凈利潤125.1萬元，再加上節(jié)約地面排矸費、治理費922.05萬元，總利潤達1047.15萬元。
而今年12月1日起，煤礦采用充填開采將享受資源稅減半的優(yōu)惠政策。按照今年煤市行情，以最高10%計算，東山煤礦每噸減半需交17.5元，比過去的22元少了4.5元。該煤礦每年采用充填式開采技術(shù)產(chǎn)出的煤炭為20萬噸，那么還可少交90萬元的資源稅費，相當于又賺了90萬元利潤。
目前，我省和東山煤礦一樣勇于探索科學綠色開采的煤礦越來越多。晉煤集團王臺鋪礦、汾西礦業(yè)新陽礦、東坪煤業(yè)、柳林大莊煤礦等，紛紛嘗試采用黃土、膏體、超高水等材料進行充填開采，均獲得了較好的經(jīng)濟效益和社會效益。
為什么東山煤礦只有2個采區(qū)采用充填采煤技術(shù)，為什么不在所有采掘區(qū)中全部采用呢？
“雖然國家和省里的政策都十分支持新技術(shù)應(yīng)用，但因為程序繁雜和審批驗收難，導(dǎo)致目前總體進展緩慢。”東山煤礦道出了同行心中的一些難言之隱：如果一個環(huán)節(jié)卡住了，有很長時間內(nèi)會沒有任何音信。據(jù)了解，目前東山煤礦的2個采掘區(qū)也只是試開采，需經(jīng)過相當一段時間驗收合格后，方可正式運行。
令人欣喜的是，我省已開始大規(guī)模推廣應(yīng)用煤礦充填開采。今年11月中旬，全省煤礦充填開采技術(shù)交流推進會在太原舉行，并宣布國家能源充填采煤技術(shù)重點實驗室山西工作站正式成立。繼山東、河北之后，我省成為全國實施煤礦充填開采技術(shù)重點推廣基地。
煤礦充填開采的經(jīng)驗說明，資源總有枯竭的一天，但人類的智慧是無窮的。只有不斷創(chuàng)新，把科學技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，資源型企業(yè)才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
