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　　3月22日，國家能源局召開《煤炭工業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》發(fā)布會(huì)，國家能源局副局長(zhǎng)吳吟在新聞發(fā)布會(huì)上答記者問時(shí)指出，煤炭企業(yè)在“十一五”期間，探索了充填開采方式，取得很大成績(jī)，我國將推廣這種經(jīng)驗(yàn)。《國家能源科技“十二五”規(guī)劃》也指出，要建設(shè)和研發(fā)與環(huán)境協(xié)調(diào)三菱PLC綠色開采理論與技術(shù)，并在重大技術(shù)研究中明確提出要加快研發(fā)充填開采技術(shù)。

　　記者從平頂山、濟(jì)寧、兗州、皖北、開灤、冀中、新汶、烏海等十多個(gè)礦區(qū)了解到，這些礦區(qū)應(yīng)用綜合機(jī)械化固體廢棄物密實(shí)充填采煤技術(shù)已經(jīng)取得顯著三菱PLC經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。這項(xiàng)技術(shù)發(fā)明是我國綠色采煤技術(shù)的重大創(chuàng)新，已獲多項(xiàng)發(fā)明專利，編寫國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項(xiàng)，并具有完全獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

　　該項(xiàng)技術(shù)發(fā)明由中國礦業(yè)大學(xué)繆協(xié)興教授帶領(lǐng)的科技團(tuán)隊(duì)與多家煤炭生產(chǎn)企業(yè)合作完成，國際環(huán)境巖土工程協(xié)會(huì)主席、國際減災(zāi)聯(lián)盟主席Hilary I Inyang教授在“國際環(huán)境巖土工程學(xué)術(shù)大會(huì)”上評(píng)價(jià)此技術(shù)發(fā)明：“它既是充填采煤方法的重大創(chuàng)新，也是煤礦區(qū)環(huán)境巖土工程技術(shù)的重大突破，對(duì)中國大規(guī)模采煤中的資源與環(huán)境保護(hù)工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義，也可對(duì)其他采煤國家提供技術(shù)支持和幫助。”

　　開采帶來種種“后遺癥”

　　我國大規(guī)模煤炭資源開發(fā)中存在大量較為粗放型的生產(chǎn)方式，造成安全、資源浪費(fèi)和環(huán)境破壞三大問題。

　　據(jù)了解，我國現(xiàn)有“三下”壓煤儲(chǔ)量達(dá)500億噸，煤炭資源采出率低，在東部礦區(qū)“三下”壓煤量已普遍出可采儲(chǔ)量的50％左右，有些礦井已面臨關(guān)閉，尤其是大量稀缺煤種資源無法采出；在山西、陜西、內(nèi)蒙古等地，存在大量房柱式開采留下的煤柱以及被小煤礦亂采亂挖破壞過的煤炭資源；我國西部大規(guī)模煤炭開發(fā)中存在嚴(yán)重的水資源與環(huán)境問題。另外，據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國每年因開采煤炭而排放礦井水過80億噸，新增破壞耕地約7萬公頃，每年排出矸石過3億噸，現(xiàn)有矸石山1600余座，堆積量過55億噸，占地過15000公頃。矸石山會(huì)嚴(yán)重污染空氣和地下水，容易自燃甚至有爆炸危險(xiǎn)。

　　人類對(duì)充填采礦有文字記錄的研究歷史已近100年，實(shí)現(xiàn)井下充填采煤既是采煤人的原始沖動(dòng)，更是他們的夢(mèng)想。

　　繆協(xié)興告訴本報(bào)記者，煤炭是沉積巖，開采會(huì)使巖體破段移動(dòng)并造地表沉陷，如何防止沉陷？通俗來講，一種是支撐，開采預(yù)留煤柱，另一種就是充填。一直以來，充填采煤技術(shù)一直處在廣泛的研究探索階段。由于充填通道、空間和充實(shí)率有限，采煤產(chǎn)量低，充填成本；充填后不能真正達(dá)到控制要求，因此，此前充填開采一直未達(dá)到規(guī)模化的工業(yè)應(yīng)用。

　　如何將“三下”壓煤開采出來，并減少礦區(qū)廢棄物，保護(hù)礦區(qū)環(huán)境？發(fā)明設(shè)計(jì)一種利用礦區(qū)固體廢棄物直接效充填采煤技術(shù)，是解決煤炭資源與環(huán)境保護(hù)問題、實(shí)現(xiàn)綠色開采的重要技術(shù)途徑之一。

　　實(shí)現(xiàn)充填與采煤并列進(jìn)行

　　記者了解到，綜合機(jī)械化固體廢棄物密實(shí)充填采煤技術(shù)，使長(zhǎng)期以來的充填采煤技術(shù)攻關(guān)取得重大突破性進(jìn)展。首先，將固體廢棄物做充填物原料，就地取材成本便宜，有效保護(hù)環(huán)境。其次，直接充填采空間，充填物不需匹配和膠結(jié)，降低了成本。再次，密實(shí)充填，滿足被保護(hù)對(duì)象（如建筑、鐵路、水體）不被破壞的要求。而充和采一體化，更解決了充填采煤技術(shù)的一大難題，將采煤和充填在一個(gè)工作面上并列進(jìn)行，對(duì)采煤效率影響較小。此外，綜合機(jī)械化實(shí)現(xiàn)了所有的生產(chǎn)方式都由現(xiàn)代化的機(jī)械裝備來進(jìn)行，產(chǎn)量大大提。總之，綜合機(jī)械化生產(chǎn)體現(xiàn)了現(xiàn)代化礦井要求，充分利用固體廢棄物，有效解決環(huán)境問題。

　　繆協(xié)興在接受本報(bào)記者采訪時(shí)表示，該技術(shù)的產(chǎn)生并非偶然，是在中國工程院錢鳴院士的指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)多年合作努力的結(jié)果。繆協(xié)興帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)致力于礦山壓力與巖層運(yùn)動(dòng)控制研究，即研究采煤以后，從采場(chǎng)礦壓到巖層內(nèi)部、一直到地表的塌陷過程的力學(xué)運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并設(shè)法控制其運(yùn)動(dòng)。

　　近百年來，國內(nèi)外一直在研究探索充填采煤技術(shù)，繆協(xié)興告訴記者：“充填以后巖層怎樣運(yùn)動(dòng)，巖層運(yùn)動(dòng)對(duì)填充技術(shù)和工藝又產(chǎn)生怎樣的作用？這就需要巖層運(yùn)動(dòng)控制的研究，并非簡(jiǎn)單地把固體廢棄物充填進(jìn)去就可以了，而是對(duì)巖層運(yùn)動(dòng)理論及規(guī)律的掌握，要在基礎(chǔ)理論研究上進(jìn)行創(chuàng)新。煤礦充填開采必須建立相應(yīng)的充填采煤巖層控制理論和克服實(shí)施充填所需的空間、通道和充實(shí)率等技術(shù)難點(diǎn)，發(fā)展綜合機(jī)械化固體充填采煤，在綜合機(jī)械化采煤作業(yè)面，實(shí)現(xiàn)同一液壓支架掩護(hù)下采煤與充填并行作業(yè)。”

　　繆協(xié)興表示，他們團(tuán)隊(duì)是在充填采煤巖層運(yùn)動(dòng)理論研究的基礎(chǔ)上，發(fā)展現(xiàn)代充填采煤技術(shù)，并提出三個(gè)要求：要保證安全、效采出煤炭；要嚴(yán)格控制巖層運(yùn)動(dòng)與地表沉陷；還需要有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　記者了解到，該項(xiàng)技術(shù)發(fā)明主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在四個(gè)方面：發(fā)明了能與綜合機(jī)械化采煤技術(shù)相匹配、采用機(jī)械化方式直接將礦區(qū)矸石、煤粉灰及黃土等固體廢棄物密實(shí)充填采空區(qū)的充填與采煤一體化技術(shù)；設(shè)計(jì)出能掩護(hù)綜合機(jī)械性采煤和固體廢棄物密實(shí)充填并行作業(yè)的雙頂梁正四連桿六柱支撐式液壓支架，確保各項(xiàng)作業(yè)工藝的實(shí)施；發(fā)明了固體廢棄物井上下輸送系統(tǒng)、裝備與工藝，解決了產(chǎn)量充填采煤所需大量固體廢棄物的大流量輸送問題；發(fā)明了基于固體廢棄物壓實(shí)力學(xué)性能研究的采空區(qū)充實(shí)率檢測(cè)方法與技術(shù)，解決了充填體在采空區(qū)的壓實(shí)特性和壓實(shí)流變特性的檢測(cè)問題。

　　技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)效益三收

　　綜合機(jī)械化固體廢棄物密實(shí)充填采煤技術(shù)，是解決煤炭生產(chǎn)過程中存在的嚴(yán)重資源浪費(fèi)和生態(tài)環(huán)境破壞問題的有效途徑之一。它的應(yīng)用可提資源采出率，延長(zhǎng)礦井服務(wù)年限，保護(hù)建筑物和土地、水體等資源及生態(tài)環(huán)境，利用礦區(qū)排放的矸石、粉煤灰等固體廢棄物，消除矸石露天排放的占地和各種環(huán)境污染，可有效治理采空區(qū)水、火、瓦斯、沖擊礦壓等重大災(zāi)害，還可促進(jìn)我國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的煤機(jī)制造業(yè)的發(fā)展。

　　山東濟(jì)寧花園煤礦的優(yōu)質(zhì)焦煤位處金鄉(xiāng)縣村莊群下，在不搬遷村莊條件下開采稀缺煤，礦井原來服務(wù)年限40年，延長(zhǎng)至100年；內(nèi)蒙古烏海泰源煤礦在脆弱生態(tài)環(huán)境中采煤不破壞環(huán)境并減少排放矸石費(fèi)用成本；皖北五溝礦在第四紀(jì)含水層下采煤；開灤在鐵路網(wǎng)下采煤；邢臺(tái)在工廠下采煤；兗州在微山湖堤坎下采煤；新汶、淮北、東坪、徐礦、平煤……該技術(shù)在這些礦區(qū)推廣應(yīng)用后，取得顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。

　　記者從這些礦區(qū)了解到，該技術(shù)使采空區(qū)充實(shí)率達(dá)90%以上，建筑物下煤炭采出率達(dá)85%以上，單面年產(chǎn)能力100萬噸；與常規(guī)綜采比較，直接生產(chǎn)成本每噸煤僅增加約30元人民幣，與建筑物搬遷開采比較，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著；與可采用條帶開采比較，能提采區(qū)采出率50%左右；全部發(fā)明設(shè)計(jì)的技術(shù)裝備都實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化。

　　繆協(xié)興還表示，技術(shù)的發(fā)展要滿足不斷提的現(xiàn)實(shí)需求，要實(shí)現(xiàn)綠色開采，這只是其中的一步，還需要研究院校、煤礦企業(yè)、煤機(jī)制造企業(yè)和政府等共同努力，從更廣的視角來推進(jìn)我國煤礦科學(xué)開采技術(shù)的發(fā)展。