从“采煤必塌陷”的传统认知，到“采煤不塌陷”的生动实践，近年来，山东能源集团兖矿能源南屯煤矿用一场精密的“空间置换”，交出一份“三下（建筑物下、铁路下、水体下）”压煤绿色开采新答卷。

边开采边充填

近日，伴随着C13下03工作面采煤机滚筒的平稳转动，南屯煤矿密实充填新型前进式综合机械化开采正式进入规模化阶段。作为两级公司重点工程项目，该工作面的顺利推进标志着这座已经开采半个多世纪的矿井在绿色转型道路上迈出关键一步，焕发出全新生机。

为什么要开展这次绿色突围？

“因为地底下‘锁’着大量优质煤炭，工广区域压覆煤炭就有约1400万吨。”南屯煤矿总工程师仲崇岩说，“仅C13下03工作面煤炭储量就接近55万吨，全部为‘三下’压煤。”据了解，密实充填新型前进式综合机械化开采是一项技术集成度较高的绿色开采工艺。简单来说，它用“先掘巷、边采边填、自动留巷”的前进式布局，替代传统“先挖通道再后退开采”的后退式开采方式。这项工艺将前进式采煤方法与综合机械化设备（如采煤机、液压支架、输送机等）相结合，并在采煤过程中同步对采空区进行密实充填，以消除采空区隐患。相较于传统搬迁开采，应用密实充填新型前进式综合机械化开采技术，只需将矸石“磨”成充填材料，一边开采一边充填，实现采煤不塌陷、产矸不排矸。应用密实充填新型前进式综合机械化开采技术，可大幅减少采煤工作面两巷掘进工程量，缩短工作面准备时间，并利用沿空留巷技术，保证前进式开采工作面始终维持两个安全出口和完整的全风压通风系统，保障工作面通风及人员安全。同时，C13下03工作面采空区采用膏体全密实充填，可有效隔绝有毒有害气体溢出，面后无遗煤。

核心技术有“三招”

南屯煤矿是如何“因材施教”的？核心技术有“三招”：一次采全高——把3米多厚的煤层一次性采干净，不浪费；膏体充填——采空区用高强度膏体填满，像给顶板打石膏，防止塌陷和自燃；沿空留巷——巷道不浪费，留着给下一个工作面继续用，省去重新掘进的环节。这套组合拳不仅突破了传统开采的技术瓶颈、筑牢了安全开采屏障，更创造了降本增效、绿色降耗等多重价值。同时，充填膏体以煤矸石为骨料，掺入粉煤灰、水泥等胶结材料，经过上百次试验优化配比，在保障充填强度、符合安全生产标准的同时，有效降低了耗材成本，一举消化了工业固废，节约了排矸场占地、运维等一系列费用。为确保整套充填工艺高标准落地、作业质量达标，南屯煤矿制定了规范化的现场施工流程，严控每一道工序。采煤机每推进4刀完成一个开采循环后，施工人员立刻在采空区后方搭建30米长、6米宽的土工布挡墙，做到严丝合缝、确保不漏浆。他们还严格执行“水—气—浆—水—风”五步法作业流程，即打水润管、返气排空、注浆开始、打水冲管、打风吹管，确保管路畅通、充填饱满。在该矿调度室，大屏幕上24个监测点实时显示着井下充填压力、浓度、流量。除充填参数外，监测点还同步监测顶板离层、支架阻力、巷道变形等数据，形成充填、支护、监测的工作闭环。截至目前，南屯煤矿已完成2个循环的充填作业。

持续优化革新工艺

为进一步挖掘生产潜能、实现提质增效，南屯煤矿完成了前进式采煤工作面全套设备的专项配套升级。该矿通过对刮板运输机和转载机的搭接点改造，研发采煤机加长型摇臂及高型牵引部，精准破解了端头截割难度大、三角煤清理不彻底等技术难题；创新应用分体式充填支架与专用隔离防护装置，形成“采四充一、平行作业”高效模式。经过系列设备的革新与工艺优化，密实充填新型前进式综合机械化开采技术得以在南屯煤矿落地见效。此举不仅破解了长期困扰矿井的“三下”压煤开采难题，还探索出一条不搬迁、不塌陷、不排矸的安全绿色开采新路径。“我们要当好绿色开采的践行者，把这套‘边采边填、不破坏地表’的实践经验总结成可复制的‘南屯样板’，实现资源开发与生态环境和谐共赢。”南屯煤矿矿长张相超说。下一步，南屯煤矿将持续优化采支充一体化作业模式，推动充填工艺向智能化、标准化、模块化升级。

来源：中国煤炭报