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乌海能源积极探索连采连充绿色开采新工艺—— 矸石换“乌金” 矿山绿意浓 2025年05月12日 

■ 本报通讯员 付兰伟

在乌海能源利民公司百米地层深处I010902连采连充工作面现场,一侧是一台小型综掘机在轰鸣声中向前掘进;另外一侧,粉碎后的矸石和由水泥、粉煤灰、辅料剂等组成的浆液从连通地面的两条输送管道出口流出,自然混合后,在强大的重力冲击下沿倾斜支巷对完成掘进工作的巷道实现自充式胶结充填,连采连充作业有序推进。

近年来,乌海能源积极探索连采连充绿色开采新工艺。解放压覆资源、延长矿井服务年限、解决矸石固废和矿井废水处置环保难题,蹚出一条绿色转型高质量发展的新路径。

让绿色开采变为现实

乌海能源是一个有着67年开采历史的老煤炭企业。多年的煤炭开采,为国家经济建设和地区的工业发展作出不可磨灭的贡献,也不可避免地形成了一些煤矿的标志性建筑——矸石渣堆。

近年来,乌海能源积极履行央企责任,大力开展绿色矿山建设,对矿区的矸石渣堆和排土场进行集中整治。通过整形、削坡、覆土、喷播等措施,治理面积达735万平方米,种植沙棘、沙打旺等适合西北地区生长的耐旱植物,植被覆盖率由之前的不足20%上升至90%以上。但随着煤炭持续开采,每年新增大量矸石的处置依然是困扰企业发展的环保难题。

“不仅如此,作为能源企业,经过多年开采,煤炭资源紧缺也已成为制约企业长远健康发展的瓶颈问题。”乌海能源生产技术部采掘主管张帅介绍说,公司存在大量建筑物下、水体下、铁路下受压覆影响的不可采资源和边角难以开采资源,形成呆滞煤炭资源,造成资源浪费,影响企业的经济效益。同时,矿井水外排也为企业带来很大的环保压力。

为解决井下压覆和边角地段资源浪费和矸石地面堆放影响环境等问题,乌海能源积极践行绿色、清洁、环保开采理念,向内挖潜、积极探索、勇于实践,加快推进“一井一面两掘进一充填一留巷”生产布局,为“无废企业”建设探索了一条新路径。

用矸石换滚滚“乌金”

“连采连充工艺是一种绿色安全高效的采煤方法,以充促采,工作面全部采用以矸石为主要原料的混凝土充填,有效避免地表变形。”谈起连采连充绿色开采工艺的优势,张帅如数家珍。该工艺以良好的高适应性、高回采率、高灵活性和无顶板垮落、无地表塌陷、无水系破坏、无采空区火灾风险等特点,实现以矸石充填替代煤柱发挥支撑作用,有效防止顶板和冲击地压事故发生,为矿井安全生产作出积极贡献。

黄白茨矿业公司011207工作面是乌海能源连采连充首采工作面。根据煤层顶板、底板及煤层厚度、倾角等地质条件,该公司在综合考虑长壁布置、短壁开采、充填开采技术基础上,创新采用“近水平煤层自充式胶结”充填法,实现工作面无人化充填,采充平行作业。该工艺可以在任意区域灵活布置回采工作面,完全将断层、保护煤柱附近难以开采的煤炭资源进行有效回收。所需工程量少,投入设备、人员少,倒移快捷,实现无煤柱开采,回采率高达100%,与传统采煤工艺相比回采率提高10%,实现保水开采,有效消除井下瓦斯、火灾等隐患,彻底解决矸石外排困扰。

“我们采取双巷连续作业方式,将支巷宽度按照5米的断面进行划分,先采奇数巷1、3、5等区段,采后及时充填,待充填体强度达标后,再以相同方式开采、充填偶数巷2、4、6等区段,实现了全采全充。”黄白茨矿业公司综采队副队长王龙介绍说,连采工艺是采用综掘机双巷连续作业的方式,锚杆钻车交替支护,实现掘、支、运平行作业,工作面沿平行于切眼方向划分成若干支巷,先采奇数巷,同时回填已开采的上一条支巷,奇数巷采完后以相同方式开采、充填偶数巷。连充工艺则是利用重力作用,将破碎后的矸石和水泥浆运送到支巷口,在支巷口利用煤层倾角自流充填。以矸换煤的同时,实现零煤柱开采,提高煤炭资源回采率。

截至2024年年底,乌海能源连采连充工艺累计置换生产原煤达86.68万吨,共计回填矸石81.84万吨,节约矸石处理费用约1636.8万元,实现固废利用与环境保护的双赢。预计生产周期内可减少矸石外排量7380万吨,为集团公司乃至煤炭行业释放“三下”压覆资源、改善矿区生态环境、实现清洁低碳发展作出了有益探索。

“无废城市”与“无废集团”

2018年,国务院办公厅发布《“无废城市”建设试点工作方案》,“无废城市”理念在全国范围内得到广泛推广。

“无废城市”的不断推广,催生了“无废集团”这一新型企业可持续发展模式。“无废集团”并非指不产生固体废物,也不意味着固体废物能完全资源化利用,而是一种先进的企业管理理念,旨在以固体废物的减量化、资源化和无害化为核心目标,通过源头减量、清洁生产、循环利用和规范化处置,最大限度地减少废物对环境的影响,提升资源利用效率。

“十四五”以来,“无废集团”成为推动绿色转型、发展循环经济的重要抓手,围绕着固体废物的减量化、资源化和无害化,国家相继出台了多项政策和法规,为“无废集团”建设指明方向,并提供了支持和保障。近期中央经济工作会议和国务院政府工作报告均明确提出将“制定固体废物综合治理行动计划”,今年我国固废治理工作将迈入系统化、科学化、规范化的高质量发展新阶段。

截至目前,中央企业中已有中国石化、国家能源集团、中国宝武和中国中化四家开展试点建设,地方企业也积极响应,但整体建设仍处于探索阶段。

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