解决“三下压煤”难题的霍尔辛赫样本

  绕过山煤国际霍尔辛赫煤业公司（以下简称霍尔辛赫煤业）主井，不远处矗立着一座拱形彩钢房。走进房内，一排排工业设施高低错落、布置有序，高速运转中，轰鸣声响彻厂房。

  这里是霍尔辛赫煤业煤矸石注浆站，也是该公司推动煤炭资源绿色开采技术革新的作战地。

  近年来，该公司引进覆岩离层注浆充填技术，解决了三下压煤开采和煤矸石处置难题。

  井田上，分布着大小42个村庄、焦化厂、加油站等建筑物，三下压煤总量可观。

  霍尔辛赫煤业党委书记、董事长李建功表示：如果能把这些煤炭资源都开采出来，对于提升产能和推动当地经济发展至关重要。

  覆岩离层注浆充填技术被引入应用。该技术由山西文龙中美环能科技股份有限公司院士工作站研发，将工业固废作为充填物注入井下离层空间。

  从2020年论证调研到目前3个工作面煤炭得以开采，5年时间里，霍尔辛赫煤业覆岩离层注浆充填技术实现了三代迭新。

  山西省三下压煤赋存复杂多样，如何让复杂地质变得简单可控，成为他们初期技术攻关的主要方向。

  以3501工作面为试点，该公司提出建立全过程地表沉陷四区控制模型，将采区精确分为常规区、过渡区、注浆区和控制区。通过分区治理、精准控制，再辅以单孔提级注浆，一举攻克复杂地形不可预控的技术难关，形成了霍尔辛赫煤业覆岩离层注浆技术1.0版。

  3501工作面实现回采，为第2个试点的注浆充填提供了技术经验，但也随之出现新的难题：因开采模式的局限性，导致注入的浆液总是偏离既定区域，使注浆量与注采比均居高不下。

  面对怎么来控制注浆量，减小注浆成本，技术团队提出了帷幕封堵增效技术——将研发的自膨胀水泥速凝封堵材料打入特定钻孔，有效堵住漏斗，浆液不再偏离。

  历经1年多的技术实施，到2023年10月回采完成时，第2试点的注浆量减少9万吨，注采比降低0.2，注浆充填2.0版本正式落地。

  3801工作面压覆于加油站下。相比其他建筑物，加油站对地表稳定性要求更高。加之前期采动影响，充填开采难度呈现指数级增长。该公司生产技术部部长刁怀斌说。

  这一阶段，技术团队形成了集制浆、注浆与沉陷控制效果于一体的综合监控体系，掌握了建构图数字动态安全预警防护技术，提出了地表沉淀控制导向的采注协同控制方法，建立远程数据收集点，以智能控制、精准动态预测防范地质风险，形成了关键技术3.0版。

  目前，霍尔辛赫煤业技术团队已投入到新一轮的科技攻关中，致力于离层注浆充填技术+110工法技术探讨研究，以实现井下资源颗粒归仓。

  截至目前，该公司已累计释放矿井压覆煤量370多万吨，创造直接经济效益约11.2亿元，已形成2个采面、2个备采面，生产接续顺畅有序。

  覆岩离层注浆充填技术可有效控制采空区地表，实现源头止损，有效解决煤矿开采中的地表沉陷控制、煤基固废处置、水资源保护、采动矿震防治等多个工程难题。李建功介绍。

  如今，在该技术的助力下，霍尔辛赫煤业形成采煤不见煤、矸石不出矿、三废零排放的绿色发展格局。

  霍尔辛赫煤业累计处置煤矸石、尾煤泥、粉煤灰290余万吨。经监测验收，压覆建筑物的倾斜、曲率等变形指标均满足国家对建筑物一级保护等级的规定要求。

  走进煤矸石注浆集控室，电子大屏显示着各环节作业情况和工艺动图，不仅仅可以集成监控所有的环节的作业情况，还清晰地显示煤矸石离层注浆充填工艺动图。

  据了解，大宗煤基固废利用与采注协同绿色开采关键技术及示范与采注协同绿色开采与建筑物数智预警防护关键技术及示范两项技术经中国煤炭工业协会鉴定，均达到国际领先水平。

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