煤炭資源枯竭，廣場建筑物、河流水庫和鐵路公路“三下”壓煤如何開采目前在黑龍江地區還沒有先例。4月5日，龍煤集團七臺河礦業公司在龍湖煤礦向陽工區(向陽煤礦在龍湖煤礦布置的一個工區)召開了采后充填采煤工藝現場會，標志著該公司采后充填開采“三下”壓煤獲得成功。該工藝每月可將1800多噸煤矸石和發電爐渣充填至采空區，解決了資源浪費和廢棄物環境污染問題。

資源枯竭求新路

作為全國三大主焦煤生產基地之一的七臺河礦業公司，在61年的發展歷程中，井下賦存的煤炭可采儲量逐年銳減，煤炭資源面臨枯竭。據了解，該公司“三下”壓煤8000多萬噸，這些煤炭資源因技術問題尚未被開采。

為解決這一難題，2019年5月初，該公司組織人員先后到山東能源岱莊煤礦、華恒煤礦和沈陽焦煤西馬煤礦實地考察學習礦井采后充填采煤工藝，隨后召開班子會議，決定在龍湖煤礦首試該工藝。

據悉，龍湖煤礦“三下”壓煤可采儲量達974.6萬噸，實施該工藝的首采工作面位于龍湖煤礦一采下山區68號煤層右三片。為了充分利用好人力資源，該公司將停產整頓的向陽煤礦的技術人員調配到龍湖煤礦，負責實施該工藝。

為掌握合理的充填材料配比，技術人員建立了地面充填實驗室。根據山東科技大學編制的龍湖煤礦膏體充填開采方案設計相關要求，他們先后對水泥、粉煤灰、爐渣、矸石、水的含量做了27種配比和312個實驗模塊，并進行了塌落度、單軸抗壓強度、質量濃度試驗。經過分析試驗數據，他們確定了最終的材料配比。

掌握了技術數據后，他們在龍湖煤礦和龍湖選煤廠地面矸石貨場安設了矸石破碎機、粉煤灰儲料罐，建設了投料廠房，隨后在六采工業廣場安設了2個水泥罐，構建成一套地面矸石破碎及投料系統，日破碎矸石350噸。該系統所需的爐渣、粉煤灰由該公司矸石發電廠供應，散裝水泥由廠家供應。

與此同時，他們還建立了井下充填泵站輸料系統。他們在一采下山區二片石門設充填泵站硐室，矸石倉內的混合料和水泥倉內的水泥通過皮帶運輸至充填泵站硐室，經攪拌機和螺旋輸送機攪拌后，用充填泵加壓輸送至采煤工作面充填池內。

系統設備安裝完畢后，經過研究，他們在井下采煤工作面采用分段交替充填、多次充填的方法，順利解決了膏體接頂不實和膏體一次成型難的問題。此外，他們還不間斷巡查充填區的擋漿排支柱受力和頂板密實度情況，檢測充填效果和質量，一旦發現問題立即進行二次充填，確保充填質量過關。這種方法使充填接頂效率達到90%以上，有效解決了側壓過大和膏體料漿竄出對工作面環境產生不利的難題。

優化工藝提升效益

今年1月中旬，該工程竣工，技術人員開始調試設備。在調試和運轉中，他們發現該工程存在一些問題，需要從以下幾方面予以突破。

一是充填結束后，膏體料漿凝固時間需要8小時，生產效率偏低。為此，他們創新布置工作面，利用地質條件使兩個采煤工作面均能仰斜開采，共用一套充填管路，實現一個工作面充填、一個工作面出煤，使兩個工作面交替作業。

二是該項目前期預計配備工作人員173人，通過勞動組織優化及崗位優化，減少用工，最終實現配備人員118人。

三是有效控制頂板下沉，實現安全高效開采。目前，他們在施工工作面上下巷安裝了10組頂板離層儀、8組頂底板移近量觀測站、4組自制的測量頂板下沉量U型鋼支柱，有效監測井下頂底板活動數據。

截至5月19日，該工藝累積為龍湖煤礦出煤3.055萬噸，并將3萬多噸煤矸石和爐渣充填到該礦井下采空區，不僅有效釋放了該礦的“三下”壓煤，而且還保護了礦區生態環境。