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在龍煤七臺(tái)河礦業(yè)公司的版圖上，龍湖煤礦的地面工業(yè)廣場(chǎng)是一派繁忙景象。選煤廠的轟鳴、鐵路專(zhuān)用線的繁忙、辦公樓里進(jìn)出的人群，共同構(gòu)成了這座現(xiàn)代化礦井的地上脈搏。然而，一個(gè)鮮為人知的奇跡，正在這片繁華之下數(shù)百米的幽深地層中上演——巨大的采煤機(jī)正平穩(wěn)地割煤，它的正上方，就是那些重要的廠房、建筑，以及鐵路等重要的基礎(chǔ)設(shè)施。

在如此重要的地面建筑物和工程設(shè)施下采煤，這在過(guò)去是想都不敢想的，如今卻成了龍湖煤礦的日常。讓這一切成為可能的，正是他們歷經(jīng)六年磨礪掌握的核心技術(shù)——膏體充填開(kāi)采。這項(xiàng)技術(shù)革新，讓一座面臨資源瓶頸的老礦于絕境中覓得新生，走上了一條前所未有的綠色開(kāi)采之路。

當(dāng)“家底”只剩下“鍋底”

任何一場(chǎng)深刻的革命，往往都源于一場(chǎng)深刻的危機(jī)。對(duì)龍湖煤礦而言，這場(chǎng)危機(jī)來(lái)得真切而緊迫。

作為一座1998年就投產(chǎn)的主力礦井，隨著時(shí)間的推移，采深不斷加大，那些易于開(kāi)采的資源日漸枯竭，礦井生產(chǎn)系統(tǒng)愈發(fā)復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)效益被嚴(yán)重制約。

到2019年末，礦井剩余可采儲(chǔ)量?jī)H剩6970萬(wàn)噸，部分區(qū)域甚至只剩下了難啃的“鍋底煤”，“家底”正在變薄。

然而，與之形成鮮明對(duì)比的，是在礦區(qū)工業(yè)廣場(chǎng)、鐵路、河流和建筑物的下方，壓著足有974.6萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)焦煤?？删褪沁@些被稱(chēng)作“保護(hù)性煤柱”的優(yōu)質(zhì)煤炭資源，卻因傳統(tǒng)的放頂煤開(kāi)采法會(huì)導(dǎo)致地表沉陷，而成了絕對(duì)不能觸碰的“禁區(qū)”。

如何既保障地表不沉陷，又能把這塊沉睡的寶藏取回來(lái)？唯有科技創(chuàng)新！

2019年5月，時(shí)任龍煤七臺(tái)河礦業(yè)公司總經(jīng)理劉金奇親自率隊(duì)，奔赴千里之外的沈陽(yáng)西馬煤礦，實(shí)地考察一項(xiàng)全新的技術(shù)——膏體充填開(kāi)采。

這種被稱(chēng)作“矸石換煤”的技術(shù)，簡(jiǎn)單說(shuō)，就是把井下采空的區(qū)域用采出來(lái)的煤矸石、粉煤灰等固體廢棄物填回去，將其制成膏體重新填滿(mǎn)、撐住，替代“保護(hù)性煤柱”，解放“三下”（建筑下、道路下、水體下）煤炭資源。

考察歸來(lái)，信心與決心已經(jīng)寫(xiě)在了每個(gè)人的臉上。當(dāng)年5月15日，龍煤七臺(tái)河礦業(yè)公司召開(kāi)班子會(huì)議，決定在龍湖煤礦實(shí)施充填開(kāi)采項(xiàng)目。

一場(chǎng)旨在向科技要儲(chǔ)量、向綠色要未來(lái)的深刻革命，在龍湖煤礦正式拉開(kāi)序幕。

轉(zhuǎn)眼六年過(guò)去，龍煤七臺(tái)河礦業(yè)公司領(lǐng)導(dǎo)班子一屆接著一屆干，持續(xù)推進(jìn)龍湖煤礦充填開(kāi)采穩(wěn)步發(fā)展、創(chuàng)新升級(jí)，如今已經(jīng)成為獨(dú)具“七煤特色”的充填開(kāi)采“樣板”。

27種配方提煉出“凝固術(shù)”

在黑龍江這個(gè)高寒地區(qū)搞膏體充填，沒(méi)有先例可循，龍湖煤礦的探索者們，每一步都走在未知的“無(wú)人區(qū)”。

從2019年5月項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)起，建設(shè)者們便與時(shí)間賽跑。5個(gè)月后的10月末，長(zhǎng)達(dá)1100米的礦建主體工程便宣告結(jié)束。緊接著，機(jī)電、土建隊(duì)伍無(wú)縫銜接，到2020年1月，礦井上下的所有設(shè)備安裝調(diào)試到位。次年3月6日，項(xiàng)目正式投產(chǎn)。

這驚人的“七煤速度”，為后續(xù)的工藝探索贏得了寶貴的時(shí)間。

真正的硬仗，是在地面一間不起眼的實(shí)驗(yàn)室里打響的。膏體充填，成敗的關(guān)鍵在于材料配比。配比不對(duì)，稀了凝固不住，稠了堵塞管道，一切都是白搭。為了尋找到那個(gè)最適合龍湖煤礦地質(zhì)條件的“黃金配比”，龍湖煤礦充填技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)把實(shí)驗(yàn)室當(dāng)成了“攪拌站”。

“那段時(shí)間，我們折騰得天翻地覆?！备笨偣こ處熒辰饚ьI(lǐng)團(tuán)隊(duì)將矸石、粉煤灰、水泥、爐渣和水，按照不同比例反復(fù)試驗(yàn)?？菰锏臄?shù)據(jù)日志上，密密麻麻記錄著他們的每一次嘗試：先后進(jìn)行27種不同配比，制作了312個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，逐一進(jìn)行塌落度、泌水率和抗壓強(qiáng)度測(cè)試。

經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)與數(shù)據(jù)分析，神奇的配比終于誕生了：水泥含量6%，粉煤灰含量22%，矸石含量52%，水含量20%。

用這個(gè)配比制成的膏體，流動(dòng)性、可泵性、凝固強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到和超過(guò)了設(shè)計(jì)要求。

“三管齊下”破解膏體堵管難題

然而，在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)成功的配方，在落地實(shí)施中卻遇到了各種狀況。

第一個(gè)瓶頸是堵管現(xiàn)象。充填泵站壓力突然飆升是所有操作工最不愿聽(tīng)到的警報(bào)，這意味著輸送膏體的管路堵了。如何消除堵管現(xiàn)象？

經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，龍湖煤礦充填團(tuán)隊(duì)開(kāi)出了三劑“藥方”：一是在原有配比基礎(chǔ)上，大膽地將粉煤灰比例增加到30%，提高了膏體的流動(dòng)性和可泵性；二是在充填泵站加裝電接點(diǎn)壓力報(bào)警裝置，實(shí)現(xiàn)堵管前兆的精準(zhǔn)預(yù)警；三是在地面投料皮帶上安裝紅外線斷電儀，一旦沒(méi)有粉煤灰，皮帶自動(dòng)停止，從源頭上避免了因配比失調(diào)造成的堵管。

“三管齊下”，堵管難題迎刃而解。

第二個(gè)難題是粉塵污染。最初使用干粉煤灰投料，井下巷道粉塵飛揚(yáng)，工人的作業(yè)環(huán)境極差。經(jīng)過(guò)多次井下技術(shù)改造，效果始終不理想。

“為什么不從源頭治理？”在一次實(shí)地調(diào)研中，公司領(lǐng)導(dǎo)提出改變治理方向。

充填團(tuán)隊(duì)果斷取消了地面粉煤灰罐，嘗試“濕式粉煤灰投料”，困擾已久的粉塵污染問(wèn)題竟一舉化解。

第三個(gè)挑戰(zhàn)是作業(yè)效率不高。原設(shè)計(jì)充填泵為“一用一備”，不能充分發(fā)揮充填效率，制約了采煤產(chǎn)量。充填團(tuán)隊(duì)在原有系統(tǒng)旁增設(shè)了一條充填管路，實(shí)現(xiàn)了兩臺(tái)充填泵同時(shí)運(yùn)行，充填效率直接翻倍。

“智”造支架，撐起安全高效工作面

如果說(shuō)此前的創(chuàng)新都是“小步快跑”，那么將充填工藝與綜采液壓支架相結(jié)合，則是龍湖煤礦邁向采煤工藝現(xiàn)代化的一次沖刺。

最初，充填工作面采用的是傳統(tǒng)的“五排五柱”單體液壓支柱支護(hù)，工人每采三刀煤，就要人工圍一次擋漿池，勞動(dòng)強(qiáng)度大、安全風(fēng)險(xiǎn)高、生產(chǎn)效率低，而且沒(méi)有可替代的設(shè)備。

這時(shí)，身為填充團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)隊(duì)、副總工程師沙金決定由團(tuán)隊(duì)自己動(dòng)手改裝支架。

2023年5月，第一套由舊支架改裝而成的充填綜采支架ZDL3200在68左三片投用。然而，初次嘗試擋漿效果并不好。

很快，第二套經(jīng)過(guò)改進(jìn)的ZY3400型支架在68左四片上崗，這一次，不僅擋漿效果好，圍池效率也提高了。

緊接著，第三套更先進(jìn)的ZY4000型支架也改裝完畢……工人們驚喜地發(fā)現(xiàn)，繁重的體力活被這些“鐵疙瘩”替代了，不僅實(shí)現(xiàn)了減人增效，工作面也更安全了。到2025年8月，采用改裝支架的工作面，月產(chǎn)量已穩(wěn)定在1.5萬(wàn)噸。

在一次次技術(shù)革新中，龍湖煤礦的充填技術(shù)和工藝不斷迭代升級(jí)，愈加成熟穩(wěn)定。

沙金口中的一組數(shù)據(jù)足以證明這一切：從2020年到2025年8月，龍湖煤礦充填開(kāi)采累計(jì)填進(jìn)煤矸石、粉煤灰81.31萬(wàn)噸，換回優(yōu)質(zhì)原煤98.9萬(wàn)噸，累計(jì)實(shí)現(xiàn)盈利超過(guò)3.2億元?！岸涮铋_(kāi)采噸煤成本則在傳統(tǒng)采煤工藝的基礎(chǔ)上只增加了100元，一年出煤20余萬(wàn)噸，相當(dāng)于再造一個(gè)小型礦井，大大延長(zhǎng)了龍湖煤礦服務(wù)年限。”

此項(xiàng)技術(shù)革新，不僅為龍湖煤礦換回了真金白銀，更重要的是，還將廢棄的煤矸石和粉煤灰變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了綠色開(kāi)采，確保了地表建筑安然無(wú)恙。

龍湖煤礦綠色充填開(kāi)采技術(shù)的成功，不僅填補(bǔ)了高寒地區(qū)煤礦膏體充填的空白，也為全省同等條件煤礦的未來(lái)發(fā)展提供了一個(gè)充滿(mǎn)智慧與勇氣的“樣板”。