从项目工程论证到立项建设，从正式充填到实现规模化置换开采，山东能源淄矿集团埠村煤矿仅用两年多时间，就突破了高水充填置换开采技术，真正走上了绿色开采之路。目前，该矿高水充填置换煤量已达51626吨。
多方探索确定立项
该矿井下突水系数大于每米0.1兆帕，受水威胁严重。矿井近6000万吨保有储量占85%的9.10煤层受徐奥会承压水威胁，只能实施留煤柱条带开采，浪费了大量煤炭资源。为成功开采出这部分煤炭，延长矿井开采寿命，该矿先后到山东淄博、临沂，河北等多地考察充填工艺，最终确定走高水充填技术公关之路。
他们对所立项确定自主研发和联合研发的基础上，从2010年元月份开始，以“选点试验，积累经验，以点带面”的攻关思路，选定具备试验条件的西区911采区作为充填复采技术突破口，并从3月份全面启动项目工程建设。整个项目工程分地面充填站、井下输浆管路、充填设施及回水系统三部分。3个初浆罐、1个辅料管和粉煤灰库、主控室构成了高水充填地面制浆系统。
“经过探索证明，高水充填技术含水比例较高，为浆状流体，水分占到65%以上，其他成分是本矿电厂的废弃粉煤灰及少量添加剂，充填物6小时后凝固成固体，逐渐承压并达到设计抗压值。膨胀反应又不可逆，固后不怕水泡，成分经济。”埠村煤矿矿长郭恒斌表示，之所以立项高水充填技术，还由于“易输送、任意成型、易接顶”特点，是通过消耗大量粉煤灰来提高矿井煤炭资源回收率，具有建设生态化绿色矿井的优势。
依靠创新实施高水充填
高水充填技术对该矿属于初探，矿管理层高度重视和谨慎实施。在2010年4月份进行联合试运转后，5月份进行了两次试充填。同时，建立了试验充填体，试验结果为充填物6小时后凝固成固体，7天后可达到设计抗压值1.5兆帕承压要求，又经过对充填条带两次28天强度试验，承压达到了2.98兆帕。在完全证明充填效果和相关方面专家通过后，该矿于正式实施充填。
在充填过程中，该矿不断引以创新，提高充填效率。改进充填阀门安装技术，实现了同时充填3个条带。创新粉煤灰库空气压缩机吹落煤灰和稳定料浆流速的“稳定流速装置”，实现了料浆流速快，管路无堵塞，充填工效高的目标，单班平均充填效率由起初的300余立方增加到了近500立方，每日充填时间由8小时最高达到了24小时。目前，该矿已成功完成了20余项高水充填项目工程技术改造。
为推进“全过程充填节约”，埠村煤矿大力开展了工艺创新。目前，已经凸显效果的技术有新型挡浆板、充填墙体伸缩节支护、回水系统的节约改造等节约工艺，可使单个充填条带节约50000余元的材料、人工费用。更见效的是，他们通过技术攻关，掌握了自行制作辅料技术，比从市场进购年节约费用近百万元。同时，积极创新技术实现了连续充填、边充边采、多面交替充采，降本增效可观。
科学管理实现规模复采
高水充填的真正目标是将受水威胁的采煤工作面各个条带煤柱置换出来，使煤炭资源“颗粒归仓”。该矿在完成9111面14个条带采空区的充填后，于今年4月5日正式启动复采计划。
本着规模开采、效益开采和安全开采的目的，该矿充分利用技术工艺、“集约化管理”和“大工区”模式。在对条带进行复采前，首先安排掘进队掘出两条复采条带的切眼，准备一队、通风一队、运搬一队负责复采面全部过程的溜子、皮带、通风设施、提升运输设施安装工作，采煤队承担条带复采、垒砌挡浆墙。
为确保掘进条带切眼、复采、二次充填互不影响和顶底板安全，该矿采取了“跳采”方式，保证了采煤队安全有序复采。同时，加大了复采期间的安全盯靠，带班稽查，技术指导力度，保证了安全生产和工程质量稳定。
据了解，高水充填置换复采技术有效防止了煤层上覆岩层的下沉及底板突水，实现了村庄不搬迁和承压水上安全无污染绿色开采，此项技术对该矿下一步转型发展将产生良好的经济、社会和生态效益。目前，该矿在东区建设的占地面积5700平方米的高水充填全部设备也已安装完成，将于今年年底投入运行。
“采用高水充填置换开采后，按照原工作面采留比，对原条带煤柱进行回采，可提高资源回收率40%，多采出煤炭1500万吨，延长矿井服务年限15年。”郭恒斌说。（刘连聪）
