行業(yè)動(dòng)態(tài)
HENGCHI KUANGYE
12月9日，正值大雪時(shí)節(jié)，太原東山上雪花零落，不太冷的北風(fēng)還吹出了幾分清新。東山煤礦寬敞整潔的工業(yè)廣場(chǎng)上，設(shè)備庫(kù)坐落平穩(wěn)，綠化帶凌寒挺立，運(yùn)煤小車(chē)正有序運(yùn)行。但誰(shuí)也想不到，工業(yè)廣場(chǎng)下面的這塊土地，竟然全部是被煤矸石填充起來(lái)的。
這是太原東山煤礦的一項(xiàng)井下充填開(kāi)采技術(shù)的具體應(yīng)用。所謂充填開(kāi)采，就是隨著采煤工作面的推進(jìn)，向采空區(qū)送進(jìn)矸石等固體廢棄物做填充材料，并在充填保護(hù)下開(kāi)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(kāi)采了“三下”壓煤資源，走出了資源枯竭的窘境。
煤炭開(kāi)采必然導(dǎo)致生態(tài)破壞，為何采取充填開(kāi)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(kāi)采讓礦山延長(zhǎng)服務(wù)年限
一項(xiàng)調(diào)查顯示，我省國(guó)有煤礦每采1噸煤平均動(dòng)用煤炭?jī)?chǔ)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(jià)。因此，轉(zhuǎn)變煤炭開(kāi)采方式，已經(jīng)成為建設(shè)生態(tài)文明、推動(dòng)科學(xué)發(fā)展的當(dāng)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(kāi)采的老礦。近年來(lái)，隨著太原城市規(guī)劃的東擴(kuò)、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(wàn)噸，如將矸石排放在地面，不僅占用大量土地資源，還會(huì)污染市區(qū)環(huán)境。
“煤炭可開(kāi)采資源有3億噸，但這么多年僅采出6000多萬(wàn)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(wú)煤可采，面臨被關(guān)閉的命運(yùn)，5000名職工將無(wú)法生存。
2012年，東山煤礦在深入調(diào)研、多方考察、與專(zhuān)家學(xué)者研究比較后，在全省率先引進(jìn)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(gè)采區(qū)采用了矸石充填技術(shù)。這兩個(gè)采區(qū)年產(chǎn)煤20萬(wàn)噸，使用條帶式采掘工藝，即在待充填區(qū)域采用掘進(jìn)機(jī)依次掘進(jìn)小尺寸條帶，截面面積如巷道大小，隨掘隨支護(hù)，掘完后用固體廢棄物充滿采出空間。此外，這兩個(gè)采區(qū)還結(jié)合掘進(jìn)機(jī)性能和支護(hù)難易程度，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了5米的掘進(jìn)寬度和沿煤層傾向布置充填巷，可實(shí)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(wàn)噸，日置換出煤量約470噸、年置換出煤量13萬(wàn)余噸。
環(huán)保賬——
原來(lái)處理1噸矸石需90元費(fèi)用，現(xiàn)在降至50元，每年可節(jié)約地面排矸治理費(fèi)用900多萬(wàn)元
煤矸石等固體廢棄物井下充填是一項(xiàng)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(shí)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(kāi)采對(duì)地表及水資源的影響，達(dá)到綜合治理的目的。
東山煤礦年產(chǎn)矸石約15萬(wàn)噸，如將矸石排放在地面，不僅占用大量土地資源，還會(huì)污染環(huán)境。煤矸石長(zhǎng)期堆放過(guò)程中，逐漸被風(fēng)化形成細(xì)小顆粒及粉塵，在有風(fēng)的天氣下會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，造成空氣污染。此外，煤矸石還會(huì)在一定條件下發(fā)生自燃，存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。
王宏明為矸石處理問(wèn)題算了一筆賬：原來(lái)處理矸石時(shí)，建設(shè)一個(gè)使用期10年的矸石堆放場(chǎng)地需要90萬(wàn)元∕立方米；除此之外，每噸矸石還需支付90元的處理費(fèi)用?，F(xiàn)在采用充填式開(kāi)采后，矸石無(wú)需從井下拉到地面堆放，直接在井下進(jìn)行充填處理，每噸處理費(fèi)用降至50元。僅此一項(xiàng)，每年可節(jié)約地面排矸費(fèi)用、治理費(fèi)約900多萬(wàn)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(wèn)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(diǎn)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(kāi)采后，地面是否還有沉降塌陷呢？記者再次來(lái)到礦上的工業(yè)廣場(chǎng)去驗(yàn)證。在一棟建筑物的墻壁上，記者看到這里釘著一枚觀測(cè)釘。東山煤礦生態(tài)技術(shù)科科長(zhǎng)王飛介紹，若地面下沉，用一把特殊測(cè)量尺測(cè)量此釘?shù)降孛娴拇怪本嚯x即可。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，該建筑物橫向無(wú)明顯拉伸痕跡，且向下沉降僅0.7厘米，這個(gè)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)好于國(guó)家規(guī)定的安全距離。
效益賬——
開(kāi)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(rùn)超過(guò)1100萬(wàn)元
東山煤礦通過(guò)井下矸石充填系統(tǒng)工程，每年可充填矸石15萬(wàn)噸，回收建筑下壓煤13.1萬(wàn)噸。按噸煤400元計(jì)算，全年可實(shí)現(xiàn)凈利潤(rùn)125.1萬(wàn)元，再加上節(jié)約地面排矸費(fèi)、治理費(fèi)922.05萬(wàn)元，總利潤(rùn)達(dá)1047.15萬(wàn)元。
而今年12月1日起，煤礦采用充填開(kāi)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(jì)算，東山煤礦每噸減半需交17.5元，比過(guò)去的22元少了4.5元。該煤礦每年采用充填式開(kāi)采技術(shù)產(chǎn)出的煤炭為20萬(wàn)噸，那么還可少交90萬(wàn)元的資源稅費(fèi)，相當(dāng)于又賺了90萬(wàn)元利潤(rùn)。
目前，我省和東山煤礦一樣勇于探索科學(xué)綠色開(kāi)采的煤礦越來(lái)越多。晉煤集團(tuán)王臺(tái)鋪礦、汾西礦業(yè)新陽(yáng)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(jìn)行充填開(kāi)采，均獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
為什么東山煤礦只有2個(gè)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(guó)家和省里的政策都十分支持新技術(shù)應(yīng)用，但因?yàn)槌绦蚍彪s和審批驗(yàn)收難，導(dǎo)致目前總體進(jìn)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(gè)環(huán)節(jié)卡住了，有很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)會(huì)沒(méi)有任何音信。據(jù)了解，目前東山煤礦的2個(gè)采掘區(qū)也只是試開(kāi)采，需經(jīng)過(guò)相當(dāng)一段時(shí)間驗(yàn)收合格后，方可正式運(yùn)行。
令人欣喜的是，我省已開(kāi)始大規(guī)模推廣應(yīng)用煤礦充填開(kāi)采。今年11月中旬，全省煤礦充填開(kāi)采技術(shù)交流推進(jìn)會(huì)在太原舉行，并宣布國(guó)家能源充填采煤技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室山西工作站正式成立。繼山東、河北之后，我省成為全國(guó)實(shí)施煤礦充填開(kāi)采技術(shù)重點(diǎn)推廣基地。
煤礦充填開(kāi)采的經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，資源總有枯竭的一天，但人類(lèi)的智慧是無(wú)窮的。只有不斷創(chuàng)新，把科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，資源型企業(yè)才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
