作為我省唯一“煤矸石返井試點和充填開采試點”，高河能源在充填開采方面積極探索，為煤企綠色智能發(fā)展提供了新的樣板——
高河能源的充填開采探索
充填開采是煤炭綠色開采路徑之一。作為全省10個省級綠色開采試點項目之一和我省唯一“煤矸石返井試點和充填開采試點”煤礦，潞安化工高河能源公司堅持創(chuàng)新驅(qū)動、培育創(chuàng)新生態(tài)，在充填開采方面進(jìn)行了積極探索，形成了可資借鑒的發(fā)展模式，為我省煤炭企業(yè)勇蹚綠色智能發(fā)展之路、推動高質(zhì)量發(fā)展提供了新的樣板。
春染柳色之際，記者走進(jìn)高河能源公司，對其實踐成果進(jìn)行了探訪。
獨具特色的智慧結(jié)晶
高河能源公司位于長治市郝家莊村，地處太行山區(qū)，地質(zhì)條件較為復(fù)雜。井田上，壓覆著30多個大小村莊，礦井“三下”壓煤總量占地質(zhì)儲量比例較高，充填開采意義較大。2015年3月，這里被確定為潞安化工集團(tuán)首個充填開采試驗礦井。
歷經(jīng)幾度寒暑，高河能源公司充填開采項目于2021年8月建成投產(chǎn)。到目前為止，累計以充填開采方式開采煤炭80.75萬噸，消耗矸石76.7萬噸，創(chuàng)造利潤2億多元，初步建成“規(guī)模量級最大的綠色開采礦井和綜合綠色開采技術(shù)最完整的礦井”。
充填開采以一系列新工藝、新技術(shù)、新提升，收獲了新成果，受到業(yè)內(nèi)外關(guān)注。其中凝結(jié)了高河能源探路煤炭綠色開采的智慧結(jié)晶。
經(jīng)過不斷的實踐總結(jié)，目前，充填開采已經(jīng)形成獨具特色的采掘模式——探索形成了“長短壁充填開采+沿空留巷無煤柱”智能化聯(lián)合開采模式。探索形成了“三精兩高一智能”的充填模式，即：研發(fā)高細(xì)破碎機(jī)，矸石加工實現(xiàn)“精細(xì)化”；應(yīng)用配比攪拌自動化系統(tǒng)，膏體配制實現(xiàn)“精確化”；布置管路監(jiān)測系統(tǒng)，預(yù)防事故實現(xiàn)“精準(zhǔn)化”；采用大功率充填泵，充填采煤實現(xiàn)“高產(chǎn)化”；使用隔離充填液壓支架，隔離凝固實現(xiàn)“高效化”；應(yīng)用膏體充填智能控制系統(tǒng)，充填采煤實現(xiàn)“智能化”。
實施充填開采以來，井下釋放了大量的常規(guī)工藝無法回采的邊角煤資源，延長了礦井服務(wù)年限，避免了矸石占壓土地面積，有效保護(hù)了地下水資源，減少了地面沉降，促進(jìn)了礦區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)。
依靠技術(shù)創(chuàng)新，井下采掘面長壁充填單次充填方量突破了2800立方米，短壁充填開采長度達(dá)到了510米。
經(jīng)驗的積累，數(shù)據(jù)的攀升，已經(jīng)形成充填開采的“高河經(jīng)驗”。
卓有成效的科研創(chuàng)新
2023年，是高河能源提交可喜“綠色成績單”的重要一年：采用“沿空留巷+聯(lián)合布置”無煤柱開采技術(shù)+小煤柱沿空掘巷技術(shù)，井下全年減少掘進(jìn)工程量4500多米；全年乏風(fēng)氧化發(fā)電4690萬千瓦時，利用瓦斯1890萬立方米、碳減排約32.83萬噸二氧化碳當(dāng)量……為我省實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)和煤炭智能綠色安全開采、清潔高效綜合利用貢獻(xiàn)了自己的力量。
走進(jìn)高河能源，感受到的，是科技創(chuàng)新的生機(jī)勃發(fā)、人才支撐的效能強(qiáng)勁。圍繞充填開采，高河能源以打造國家綠色智能示范標(biāo)桿礦為目標(biāo)，建立健全了“揭榜掛帥”攻關(guān)機(jī)制，形成以“雙創(chuàng)中心”“一中心四平臺”為載體的創(chuàng)新高地，一大批成果和創(chuàng)新人才競相涌現(xiàn)：公司去年完成科技創(chuàng)新92項，取得3項發(fā)明專利，38項實用新型專利，4項省部級以上成果榮譽；“五小”創(chuàng)新項目立項264項，9項獲中國煤炭工業(yè)協(xié)會三等獎以上榮譽；新增煤炭行業(yè)技能大師3人、集團(tuán)首席技師3人、各類技師技工近800人。
人才培養(yǎng)為公司高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動力，厚植了科技興企的根基。公司“雙創(chuàng)中心”副主任王慧芳高興地告訴記者：“由大學(xué)生智能化創(chuàng)新工作室完成的物聯(lián)網(wǎng)IOT平臺，實現(xiàn)了企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺的自主搭建，成功重構(gòu)了智能主運輸、智能主提升等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，解決了智能化應(yīng)用‘最后一公里’的問題，真正通過智能化手段提高了安全生產(chǎn)效率?！?/span>
據(jù)介紹，《高河能源膏體充填開采》被評為2022年度山西省煤炭綠色開采優(yōu)秀案例。其中的短壁充填開采還于近期實現(xiàn)了帶壓充填。
“我們創(chuàng)新制作了料位監(jiān)測計，讓作業(yè)人員在‘待充填區(qū)’外部也能看到內(nèi)部料位的實時變化情況；創(chuàng)新制作了充填壓力監(jiān)測表，有效實現(xiàn)了‘待充填區(qū)’接頂壓力監(jiān)測；改進(jìn)了充填作業(yè)工藝，充填過程中，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，適時切換布料閥，有效實現(xiàn)了帶壓充填，最終實現(xiàn)了被動支護(hù)到主動支護(hù)的質(zhì)變。”高河能源公司生產(chǎn)技術(shù)部副部長康顯強(qiáng)說。
形成“1+3+N”智能礦井建設(shè)模式
在探索充填開采的同時，高河能源公司始終把礦井智能化建設(shè)抓在手上。其中的綠色充填智能控制系統(tǒng)，就是智能化建設(shè)的重要縮影。該系統(tǒng)實現(xiàn)了對地面各車間、充填管路及充填工作面的全程監(jiān)測和控制，實現(xiàn)了“有人巡視，無人操作”。
智能化發(fā)展成為企業(yè)成長的重要目標(biāo)。公司歷任主要負(fù)責(zé)人一張藍(lán)圖繪到底，帶領(lǐng)企業(yè)接力快跑，探索形成了今天的“1+3+N”的智能礦井建設(shè)模式——1即一套智能化建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)體系；3即一張5G網(wǎng)、一朵數(shù)字云、一個管控平臺；N即N個智能化應(yīng)用子系統(tǒng)。
公司把2023年定為智能化建設(shè)規(guī)劃提升年。經(jīng)過努力，很快建設(shè)完成5G 一張網(wǎng)、云數(shù)據(jù)中心、智能管控平臺“三大信息基礎(chǔ)平臺”，發(fā)布了全國首個“智礦通”應(yīng)用體系，井下5G信號覆蓋區(qū)域全部實現(xiàn)基于VoNR新技術(shù)高清語音視頻通話，實現(xiàn)了10個大類、78種智能化應(yīng)用場景的智能管控，31個固定作業(yè)場所實現(xiàn)無人值守，累計建成3個智能化綜采工作面和11個智能化掘進(jìn)工作面。
智能化綜放工作面，更是引進(jìn)了5G通信、UWB精確定位+天瑪、鄭煤機(jī)、LASC慣導(dǎo)等國際一流設(shè)備，具備了“在線監(jiān)測、一鍵啟停、順序啟?！钡裙δ?，實現(xiàn)了“自動控制為主，人工遠(yuǎn)程干預(yù)為輔”的技術(shù)變革。在智能化掘進(jìn)工作面，已經(jīng)實現(xiàn)了5G和掘進(jìn)工藝的深度融合，具備了超視距遠(yuǎn)程控制、視頻監(jiān)控、語音傳輸?shù)榷喾N智能化功能，工作面人數(shù)從13人降到7人。
在2023全國煤礦采煤工作面智能創(chuàng)新大賽智能綜放賽道中，高河能源E2312綜采工作面，被評為“二等級”榮譽。《高河煤礦生產(chǎn)經(jīng)營一體化智能管控平臺》《高河煤礦智能供電系統(tǒng)》，入選國家能源局最新公布的全國煤炭智能化建設(shè)典型案例。
作為國家綠色礦山和國家首批智能化示范建設(shè)煤礦，高河能源把創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、智能引領(lǐng)未來牢牢抓在手上，以智能化技術(shù)作為礦井高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，積極推動新一代技術(shù)和礦井安全生產(chǎn)深度融合，全面提升了礦井本質(zhì)安全管理水平和綠色發(fā)展水平。
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【膏體充填】
膏體充填是指將煤矸石、粉煤灰、工業(yè)爐渣、城市固體垃圾等充填材料與水按一定比例混合，制成一種“無臨界流速，不需脫水”的膏狀漿體，利用充填泵或重力加壓通過管道輸送到井下長壁工作面采空區(qū)，部分或全部充填采空區(qū)控制覆巖及地表沉陷的采礦方法。
【短壁膏體充填開采技術(shù)】
短壁膏體充填開采技術(shù)是近幾年發(fā)展且成熟起來的一項充填開采技術(shù)，該技術(shù)結(jié)合了長壁開采的通風(fēng)和短壁采掘裝備“小、快、零”的特點，把短壁開采的“三機(jī)”配套和充填工藝系統(tǒng)有效結(jié)合起來，實現(xiàn)了采、充分離，避免了長壁充填采、充干擾、效率低、控頂效果差等難題。
來源：山西日報
