资源枯竭求新路
作为全国三大主焦煤生产基地之一的七台河矿业公司，在61年的发展历程中，井下赋存的煤炭可采储量逐年锐减，煤炭资源面临枯竭。据了解，该公司“三下”压煤8000多万吨，这些煤炭资源因技术问题尚未被开采。
为解决这一难题，2019年5月初，该公司组织人员先后到山东能源岱庄煤矿、华恒煤矿和沈阳焦煤西马煤矿实地考察学习矿井采后充填采煤工艺，随后召开班子会议，决定在龙湖煤矿首试该工艺。
据悉，龙湖煤矿“三下”压煤可采储量达974.6万吨，实施该工艺的首采工作面位于龙湖煤矿一采下山区68号煤层右三片。为了充分利用好人力资源，该公司将停产整顿的向阳煤矿的技术人员调配到龙湖煤矿，负责实施该工艺。
为掌握合理的充填材料配比，技术人员建立了地面充填实验室。根据山东科技大学编制的龙湖煤矿膏体充填开采方案设计相关要求，他们先后对水泥、粉煤灰、炉渣、矸石、水的含量做了27种配比和312个实验模块，并进行了塌落度、单轴抗压强度、质量浓度试验。经过分析试验数据，他们确定了最终的材料配比。
掌握了技术数据后，他们在龙湖煤矿和龙湖选煤厂地面矸石货场安设了矸石破碎机、粉煤灰储料罐，建设了投料厂房，随后在六采工业广场安设了2个水泥罐，构建成一套地面矸石破碎及投料系统，日破碎矸石350吨。该系统所需的炉渣、粉煤灰由该公司矸石发电厂供应，散装水泥由厂家供应。
与此同时，他们还建立了井下充填泵站输料系统。他们在一采下山区二片石门设充填泵站硐室，矸石仓内的混合料和水泥仓内的水泥通过皮带运输至充填泵站硐室，经搅拌机和螺旋输送机搅拌后，用充填泵加压输送至采煤工作面充填池内。
系统设备安装完毕后，经过研究，他们在井下采煤工作面采用分段交替充填、多次充填的方法，顺利解决了膏体接顶不实和膏体一次成型难的问题。此外，他们还不间断巡查充填区的挡浆排支柱受力和顶板密实度情况，检测充填效果和质量，一旦发现问题立即进行二次充填，确保充填质量过关。这种方法使充填接顶效率达到90%以上，有效解决了侧压过大和膏体料浆窜出对工作面环境产生不利的难题。
优化工艺提升效益
今年1月中旬，该工程竣工，技术人员开始调试设备。在调试和运转中，他们发现该工程存在一些问题，需要从以下几方面予以突破。
一是充填结束后，膏体料浆凝固时间需要8小时，生产效率偏低。为此，他们创新布置工作面，利用地质条件使两个采煤工作面均能仰斜开采，共用一套充填管路，实现一个工作面充填、一个工作面出煤，使两个工作面交替作业。
二是该项目前期预计配备工作人员173人，通过劳动组织优化及岗位优化，减少用工，最终实现配备人员118人。
三是有效控制顶板下沉，实现安全高效开采。目前，他们在施工工作面上下巷安装了10组顶板离层仪、8组顶底板移近量观测站、4组自制的测量顶板下沉量U型钢支柱，有效监测井下顶底板活动数据。
截至5月19日，该工艺累积为龙湖煤矿出煤3.055万吨，并将3万多吨煤矸石和炉渣充填到该矿井下采空区，不仅有效释放了该矿的“三下”压煤，而且还保护了矿区生态环境。
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