變廢為寶：百萬噸級煤矸石充填技術開辟綠色開采新路徑

近日，由中煤（天津）生態(tài)環(huán)境科技有限公司研發(fā)的“百萬噸級煤矸石新型覆巖隔離注漿充填”技術，成功入選工業(yè)和信息化部等部委聯(lián)合制定的《國家工業(yè)資源綜合利用先進適用工藝技術設備目錄（2025年版）》，為我國煤炭行業(yè)的綠色轉型提供了關鍵技術支撐。

煤矸石處置成企業(yè)“老大難”

“煤矸石是煤炭開采和洗選過程中產生的固體廢棄物，也是我國存放量最大的工業(yè)固廢之一，它的合理處置一直是困擾煤炭企業(yè)的老大難問題?！奔夹g研發(fā)團隊負責人、中煤（天津）生態(tài)環(huán)境科技有限公司總經理馬新青的一番話直指行業(yè)核心痛點。他特別強調，在生態(tài)環(huán)境脆弱的西部煤炭富集區(qū)，矸石處置與環(huán)境保護之間的矛盾尤為突出。

“針對這些矛盾，我們必須找到一條既能大規(guī)模消化煤矸石，又能保護脆弱生態(tài)環(huán)境的新路徑?！瘪R新青介紹，公司為此成立了專業(yè)化研發(fā)團隊，并與中國礦業(yè)大學許家林教授團隊達成戰(zhàn)略合作，率先提出了采用新型覆巖隔離注漿充填技術處置煤矸石的設想。

研發(fā)團隊圍繞“創(chuàng)新鏈”“產業(yè)鏈”“價值鏈”協(xié)同發(fā)展的底層邏輯，最終成功研發(fā)出集“處廢、保水、減沉、防沖、減震”五大功能于一體的系統(tǒng)性技術?！斑@不僅僅是處理固廢，更是一項能夠帶來綜合環(huán)境效益的生態(tài)工程?！瘪R新青總結道。

全面破解傳統(tǒng)充填工藝困局

與傳統(tǒng)技術相比，這項百萬噸級的新型充填技術究竟有何過人之處？馬新青為我們梳理了八大技術亮點。

“首先，該技術具備大規(guī)模處理能力?！瘪R新青介紹，該技術對于千萬噸級現(xiàn)代化礦井，年處理煤矸石能力可達300萬噸以上，是解決蒙陜地區(qū)煤矸石難題的最佳途徑。

“第二，也是煤礦企業(yè)非?？粗氐囊稽c，即對井下生產零干擾?！彼忉尩?，該技術全部在地面進行作業(yè)，徹底解決了井下傳統(tǒng)膏體、固體等充填工藝對礦井產能的制約，能充分釋放千萬噸級礦井的先進產能。

“第三大亮點在于保水開采?！瘪R新青指出，通過注漿可以有效形成隔水層，降低井下涌水量，保護當?shù)貙氋F的地表水含水層，“這是在不影響礦井產量前提下，目前最有效的保水開采技術手段之一，直接踐行了黃河流域生態(tài)保護的重要指示?！?/span>

此外，該技術還能減少礦震發(fā)生頻次，降低沖擊地壓能量等級，實現(xiàn)減震防沖；同時，通過防止關鍵層破斷，能有效減少地表下沉，保護地表建（構）筑物?！叭吭诘孛孀鳂I(yè)，也意味著不增加任何井下安全風險。”馬新青補充道，“而從經濟性看，相較于井下充填工藝，我們的技術成本更低，更便于煤炭企業(yè)接受和推廣。”

在談到核心工藝創(chuàng)新時，馬新青的語氣中透露出自豪：“我們創(chuàng)新研發(fā)了完整的工藝系統(tǒng)，提出了臺階立體布置、兩級注漿站布置等全新理念。通過理論推導和大量實驗，解決了漿液長距離輸送和擴散控制的難題。可以說，我們創(chuàng)造了國內煤矸石充填領域最大處理量、最遠輸送距離等六項國內第一?！?/span>

示范工程成效顯著前景廣闊

任何先進技術最終都要接受實踐的檢驗。馬新青介紹，目前該技術已在國內建成投運了4個百萬噸級科技示范項目，包括葫蘆素煤礦、大海則煤礦等，累計處理煤矸石已超過770萬噸，刷新了國內紀錄。

“以鄂爾多斯盆地的葫蘆素煤礦項目為例?！瘪R新青用具體數(shù)據(jù)展示了技術的綜合效益，“應用該技術后，注漿工作面的礦井涌水量減少了30%，地表減沉率達到43%，沖擊地壓能量頻次降低了30%。這充分證明了我們‘五位一體’的設計目標是完全可以實現(xiàn)的?！?/span>

正是憑借顯著的綜合效益，該技術此前已被工業(yè)和信息化部、國資委、中國科協(xié)等部委和機構評選為9項典型案例。

談及未來，馬新青描繪了廣闊的應用場景：“首先，是用于煤矸石、粉煤灰等煤基固廢的大規(guī)模地下處置，節(jié)省地表土地，保護土壤與水體環(huán)境，助力煤炭企業(yè)綠色轉型。其次，是實現(xiàn)高效的保水開采，推動煤炭和礦井水雙資源型礦井建設。最后，該技術將極大推動‘三下’（建筑物下、鐵路下、水體下）壓煤資源的安全、環(huán)保開采，在保障生態(tài)的前提下，提升企業(yè)效益，解放寶貴的煤炭資源?！?/span>

隨著此次入選國家目錄，這項百萬噸級煤矸石新型覆巖隔離注漿充填技術有望在全國范圍內加速推廣，為我國煤炭工業(yè)的綠色未來注入更強大的科技動能。