闯出一条“叁下”压煤开采的新路子
——冀中能源峰峰集团推广实施覆岩离层注浆充填技术纪实
建筑物下、水体下和铁路下压煤开采问题一直是制约我国煤炭公司高效生产的重大技术难题。
面对这一难题，近年来，冀中能源峰峰集团引进应用了覆岩离层注浆充填技术，让难题变“课题”，演绎了一曲破解“叁下”压煤开采瓶颈的创新“变奏曲”。
传统技术陷“瓶颈”
峰峰集团已有140多年的煤炭开采历史，随着开采时间的增加，资源接续问题日益突出。可圈定储量减少、服务年限缩短、“叁下”压煤量大面广等，严重制约矿井的生产接续和长远发展。
近年来，该集团各矿都在进行“叁下”采煤，且“叁下”采煤量占总产量的比例呈逐年增加的趋势，从2005年的30%发展到目前的60%左右。建筑物压煤问题已然成为了制约集团公司各矿井持续高效稳产的关键因素。
拿梧桐庄矿的182211块段和大社矿井田内的大淑村块段来说，压覆煤炭资源多，同时开采影响民房数量也多。若采用传统的长壁垮落法开采，将对建筑造成严重破坏。而如果不对建筑物下的压覆煤炭进行开采，势必会造成资源浪费，并影响采区的正常接替。若采用搬迁方法开采，矿区迁村采煤难度大、费用高、工农关系复杂，因此积极探索一种适合峰峰集团实际、低损伤的绿色“叁下”压煤开采技术成为了公司实现高质量可持续发展的迫切需求。
也正基于此，多年来，峰峰集团经过反复实践，研究探索出了条带开采法、协调全采法和膏体充填法等，并成功应用于生产实践。但是，虽然“充填”是源头减损开采技术，但由于充填技术采煤效率低、投入大、技术成本高等，始终限制着其进一步推广。
聚力攻关闯新路
面对难题和困难，英勇顽强的峰煤人总是敢于打破路径依赖和思想依赖，勤于尝试，勇于变革。
为了解决“叁下”采煤遇到的难题，峰峰集团经过多方论证，联合中国矿业大学，积极引进了覆岩离层注浆充填技术，不但让村庄压煤的“老大难”不再难，而且有效缓解了生产接续压力，破解了制约公司发展的瓶颈。
2020年，该集团在大社矿921102、921203工作面和梧桐庄矿182211工作面试验覆岩离层注浆充填技术，即通过地面钻孔，向其下方封闭的离层腔体高压注浆粉煤灰充填，产生“压下托上”作用，将关键层下方碎胀岩体压实形成支撑体，阻止关键层破断，控制地表沉陷，减小和消除工作面回采对地表建筑物的影响，对其实现有效保护，释放其保护煤柱压覆的煤炭资源。
该集团集团组织相关技术人员与中国矿业大学专家、共同开展了相关的施工工艺研究并建立相应的工程系统，掌握了关键层判别、注浆层位的选择、注浆时机的把握、注浆压力、扩散范围的控制以及注浆材料选择等各个技术环节，对工程监测、项目管控、效果评价形成了一套系统的控制流程和方法，既满足了对建筑物保护的沉陷控制要求，同时也实现了村庄等不搬迁条件下煤炭资源的安全开采。
经济社会效益“双丰收”
实践是最好的答案。
作为峰峰集团首个覆岩隔离注浆充填工程，大社矿921102工作面于2020年4月至2021年8月回采，最大日产2200吨，最大月产4.8万吨，采出压覆煤炭资源53.1万吨，创效两个多亿；921203工作面最高日产1800吨，最高月产4.0万吨，工作面采出压覆煤炭资源16.07万吨。梧桐庄矿182211工作面释放煤量37万吨，创效7个多亿。
通过在梧桐庄矿和大社矿实施覆岩隔离注浆充填技术，有效保护了工作面的地面村庄，解放压煤资源，解决了采用其他“叁下”开采方法不能解决的“叁下”压煤开采问题，沉降控制效果良好，缓解了矿井的采掘接续紧张局面。同时能够减少耕地损失，实现资源开采和地方地方经济的协调发展，能取得巨大的社会效益。
峰峰集团覆岩隔离注浆充填“叁下”压煤开采成功，为破解“叁下”压煤开采难题带来了新突破。而且此项技术仅需在地面建设充填泵站、铺设注浆管路、施工地面钻孔即可，无需任何井下工程，是目前煤炭充填开采技术中充填成本低、开采效率高、水资源和建筑物保护效果较好的一种绿色采煤方法，实现了高效低成本充填采煤技术的重大进步。
目前，该集团正在梧桐庄矿182211狈和182605工作面继续实施覆岩隔离注浆充填试验。
（峰峰集团新闻中心 赵苗）