充填开采是煤炭绿色开采路径之一。作为全省10个省级绿色开采试点项目之一和我省唯一“煤矸石返井试点和充填开采试点”煤矿，潞安化工集团高河能源公司坚持创新驱动、培育创新生态，在充填开采方面进行了积极探索，形成了可资借鉴的发展模式，为我省煤炭企业勇蹚绿色智能发展之路、推动高质量发展提供了新的样板。

 

　　春染柳色之际，笔者走进高河能源公司，对其实践成果进行了探访。

 

　　独具特色的智慧结晶

 

　　高河能源公司位于长治市郝家庄村，地处太行山区，地质条件较为复杂。井田上，压覆着30多个大小村庄，矿井“三下”压煤总量占地质储量比例较高，充填开采意义较大。2015年3月，这里被确定为潞安化工集团首个充填开采试验矿井。

 

　　历经几度寒暑，高河能源公司充填开采项目于2021年8月建成投产。到目前为止，累计以充填开采方式开采煤炭80.75万吨，消耗矸石76.7万吨，创造利润2亿多元，初步建成“规模量级最大的绿色开采矿井和综合绿色开采技术最完整的矿井”。

 

　　充填开采以一系列新工艺、新技术、新提升，收获了新成果，受到业内外关注。其中凝结了高河能源探路煤炭绿色开采的智慧结晶。

 

　　经过不断的实践总结，目前，充填开采已经形成独具特色的采掘模式——探索形成了“长短壁充填开采+沿空留巷无煤柱”智能化联合开采模式。探索形成了“三精两高一智能”的充填模式，即：研发高细破碎机，矸石加工实现“精细化”；应用配比搅拌自动化系统，膏体配制实现“精确化”；布置管路监测系统，预防事故实现“精准化”；采用大功率充填泵，充填采煤实现“高产化”；使用隔离充填液压支架，隔离凝固实现“高效化”；应用膏体充填智能控制系统，充填采煤实现“智能化”。

 

　　实施充填开采以来，井下释放了大量的常规工艺无法回采的边角煤资源，延长了矿井服务年限，避免了矸石占压土地面积，有效保护了地下水资源，减少了地面沉降，促进了矿区生态环境建设。

 

　　依靠技术创新，井下采掘面长壁充填单次充填方量突破了2800立方米，短壁充填开采长度达到了510米。

 

　　经验的积累，数据的攀升，已经形成充填开采的“高河经验”。

 

　　卓有成效的科研创新

 

　　2023年，是高河能源提交可喜“绿色成绩单”的重要一年：采用“沿空留巷+联合布置”无煤柱开采技术+小煤柱沿空掘巷技术，井下全年减少掘进工程量4500多米；全年乏风氧化发电4690万千瓦时，利用瓦斯1890万立方米、碳减排约32.83万吨二氧化碳当量……为我省实现“双碳”目标和煤炭智能绿色安全开采、清洁高效综合利用贡献了自己的力量。

 

　　走进高河能源，感受到的是科技创新的生机勃发、人才支撑的效能强劲。围绕充填开采，高河能源以打造国家绿色智能示范标杆矿为目标，建立健全了“揭榜挂帅”攻关机制，形成以“双创中心”“一中心四平台”为载体的创新高地，一大批成果和创新人才竞相涌现：公司去年完成科技创新92项，取得3项发明专利，38项实用新型专利，4项省部级以上成果荣誉；“五小”创新项目立项264项，9项获中国煤炭工业协会三等奖以上荣誉；新增煤炭行业技能大师3人、集团首席技师3人、各类技师技工近800人。

 

　　人才培养为公司高质量发展注入强劲动力，厚植了科技兴企的根基。公司“双创中心”副主任王慧芳高兴地说：“由大学生智能化创新工作室完成的物联网IOT平台，实现了企业物联网平台的自主搭建，成功重构了智能主运输、智能主提升等关键环节，解决了智能化应用‘最后一公里’的问题，真正通过智能化手段提高了安全生产效率。”

 

　　据介绍，《高河能源膏体充填开采》被评为2022年度山西省煤炭绿色开采优秀案例。其中的短壁充填开采还于近期实现了带压充填。

 

　　“我们创新制作了料位监测计，让作业人员在‘待充填区’外部也能看到内部料位的实时变化情况；创新制作了充填压力监测表，有效实现了‘待充填区’接顶压力监测；改进了充填作业工艺，充填过程中，根据监测数据，适时切换布料阀，有效实现了带压充填，最终实现了被动支护到主动支护的质变。”高河能源公司生产技术部副部长康显强说。

 

　　形成“1+3+N”智能矿井建设模式

 

　　在探索充填开采的同时，高河能源公司始终把矿井智能化建设抓在手上。其中的绿色充填智能控制系统，就是智能化建设的重要缩影。该系统实现了对地面各车间、充填管路及充填工作面的全程监测和控制，实现了“有人巡视，无人操作”。

 

　　智能化发展成为企业成长的重要目标。公司历任主要负责人一张蓝图绘到底，带领企业接力快跑，探索形成了今天的“1+3+N”的智能矿井建设模式。“1”即一套智能化建设标准体系；“3”即一张5G网、一朵数字云、一个管控平台；“N”即N个智能化应用子系统。

 

　　该公司把2023年定为智能化建设规划提升年。经过努力，很快建设完成5G一张网、云数据中心、智能管控平台“三大信息基础平台”，发布了全国首个“智矿通”应用体系，井下5G信号覆盖区域全部实现基于VoNR新技术高清语音视频通话，实现了10个大类、78种智能化应用场景的智能管控，31个固定作业场所实现无人值守，累计建成3个智能化综采工作面和11个智能化掘进工作面。

 

　　智能化综放工作面更是引进了5G通信、UWB精确定位+天玛、郑煤机、LASC惯导等国际一流设备，具备了“在线监测、一键启停、顺序启停”等功能，实现了“自动控制为主，人工远程干预为辅”的技术变革。在智能化掘进工作面已经实现了5G和掘进工艺的深度融合，具备了超视距远程控制、视频监控、语音传输等多种智能化功能，工作面人数从13人降到7人。

 

　　在2023全国煤矿采煤工作面智能创新大赛智能综放赛道中，高河能源E2312综采工作面，被评为“二等级”荣誉。《高河煤矿生产经营一体化智能管控平台》《高河煤矿智能供电系统》入选国家能源局最新公布的全国煤炭智能化建设典型案例。

 

　　作为国家绿色矿山和国家首批智能化示范建设煤矿，高河能源把创新驱动发展、智能引领未来牢牢抓在手上，以智能化技术作为矿井高质量发展的核心技术支撑，积极推动新一代技术和矿井安全生产深度融合，全面提升了矿井本质安全管理水平和绿色发展水平。