让矸石充填赋予绿色开采新动能

大力加强煤矸石的综合利用是节能降耗，延伸煤炭产业链、实施可持续发展战略的双重要求。日前，陕西天地地质有限责任公司EPC总承包施工的小保当项目煤矸石浆体充填系统成功投运。该系统年处理煤矸石量可达200万吨，将彻底解决矿区矸石外排问题，减轻采空区地表沉陷给生态环境带来的影响，并为煤炭企业绿色矿区建设及可持续发展提供科技支撑。

小保当煤矿自建成以来，坚持树立并践行绿色发展观，向生态要效益，向生态要发展，让矿山常绿，让青山常在。根据预测，达产后的矸石量约为180万吨/年。按照当地政策，不再新批建设矸石尾矿库，且周边工程建设无法消耗如此巨大的产量，煤矸石“无处可去”，已成为制约煤矿高质量发展的重大问题。

2021年2月，小保当矿业公司携手陕煤地质天地公司，联合陕西省煤田地质集团有限公司、西安科技大学、中国矿业大学等多家企业、高校、科研单位，组织相关技术人员，先后到北京、河北、山东、山西、内蒙古等地，通过技术交流和现场调研的方式不断探索各种技术方案，在经历数次可行性论证的基础上，于2021年7月编制了《陕西小保当矿业有限公司一号井采空区煤矸石充填和地质环境综合治理技术方案》，首次提出“地面钻孔采空区煤矸石注浆充填”。随后开展了一系列关键技术研究，攻克了采空区地下空间分布特征不明确、矸石浆充填工艺参数难确定、长距离矸石浆管道运输难、矸石充填对地下水环境影响难评价、采空区“三带”丛式钻孔施工工艺不成熟等难题，确定了充填工艺流程、充填位置、钻孔布置和管路布设的方案及参数。2022年5月，“小保当煤矿采空区地表沉陷治理技术研究与应用”项目采空区注浆地面充填系统初步设计通过审查，确定了充填站布置、设备选型、建构筑物及辅助设施等基本参数。

陕煤地质天地公司小保当煤矸石充填EPC总承包项目总投资1.56亿元，建成了由破碎筛分系统、成品矸石缓存系统、成品矸石混合搅拌系统、泵送运输系统、丛式钻孔充填系统五大部分组成的矸石充填系统。首次采用全国最大型充填泵，配备全国最先进的反击式破碎机和冲击破碎机，矸石充填能力200万吨/年，创下了单体项目规模最大、单体项目处置能力最强等多项“第一”，综合达到了国内领先水平。

项目多次开展关于绿色矿山发展的深入探索，积极寻求对于煤矸石的绿色处理技术，制定了以消化自产矸石为目标、以智能化为手段的煤矸石浆体充填方案，通过前期设计、后期施工、设备选型、市场调研、运行调试等一系列工作，历时8个月顺利完工。该系统的成功实施为煤矸石处置开辟了新思路，提供了新方法，为解决煤矸石问题提供了良好工程示范。

项目以PLC（可编程逻辑控制器）为核心，与操作监控计算机、现场仪表等一起，组成了一套包括集中控制、智能视频监控、监控大屏、预测性维护的全方位微机监控系统，实现了智慧化充填控制，做到了高效泵送、智能运维、智慧管理。其中，充填系统采用智能化控制，与煤矿智慧矿山系统实现了无缝衔接，实现系统智能化、全自动无人化管理，远程控制一键运行、一键启停。

该项目的成功建设，标志着陕煤地质天地公司已经形成了一套适用于采空区沉陷、煤矸石注浆充填的技术体系，打破了原有煤矸石露天堆放处理的粗放思路，为全国煤矿行业矸石处置提供了新的方向。

根据“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见，在后续工作中需加强煤矸石的综合利用能力，扩大其利用规模，有序降低其存量，力争在关键瓶颈技术上取得突破，建立综合利用创新体系。不断推进煤矸石在工程建设、塌陷区治理、矿井充填等领域的应用，有序引导利用煤矸石生产新型墙体材料、装饰装修材料等，并在风险可控的前提下深入推动其在农业领域的应用和有价组分提取，加强大产量和高附加值产品的应用和推广。