煤矸石，一种在煤炭形成过程中与煤伴生的岩石，随煤炭开采提升至地面，是煤矿生产过程中的主要废弃物，其危害主要表现在侵占耕地，所含的有毒有害物质对大气环境、土地和水体产生破坏和污染。
有数据显示，我国煤矸石累计堆存已达50亿吨以上，且总量仍在以每年3—3.5亿吨的速度增加。专家预计，到2020年，全国煤矸石年排放量将增至7.29亿吨。
国内煤矸石传统的处理方法仍然采用地面堆积，所以每个煤矿都有一座硕大的金字塔状矸石山。“煤矿还未投产，就会买下附近一片土地用作矸石的堆放场地。”提起煤矸石，冀中能源邢台矿工程师张书国对它是又爱又恨，“这是祖辈传下来的煤矸石处理方式，过去的技术也仅限于这样处理。”
张书国说，一个年产百万吨的矿井，矸石山占地面积约110亩。开采了43年的邢台矿，在2008年以前，存有一座约380万立方米、三十层楼房高的矸石山，“这几乎成了煤矿独有的地理标志，顺着矸石山就能找到煤矿。”
一方面是煤矿资源日益减少，捉襟见肘。另一方面是煤矸石大量堆积，人们谈“矸”色变。张书国说：“矸石的提升成本居高不下，当时就想，如果把这些矸石变成煤炭就好了。”一句玩笑话却真的变成了现实。“在创新方面，我们始终像外行那样去思考，像内行那样来做事。”冀中能源集团董事长王社平一语道破天机。他解释说，思维模式和决策方面敢于创新，才能突破传统思维的约束，专业也就能实现精细。
冀中能源将矸石“变为”煤炭的具体方法为矸石充填置换，这种采煤方法在业界被称作“补天”开采。他们置换的对象，是在煤炭行业普遍认为难以利用的“三下”压煤。王社平说，“三下”压煤通常是指铁路下、村庄下、水体下的赋存煤炭。据不完全统计，我国煤矿“三下”压煤量达137.9亿吨，其中建筑物下压煤约87.7亿吨，占“三下”压煤量的60%左右，“随着村镇规模不断扩大，实际压煤量远高于这一数字，这足以供28座年产500万吨的大型矿井开采100年。”
冀中能源面对的主要是建筑物下压煤，具有代表性的是邢台矿。他们围绕井下顶板不垮落，地面房屋不下沉，将处理后的煤矸石、电厂粉煤灰等混合料，通过充填钻孔利用自重投放到井下，再由皮带输送机运送至采煤工作面，对采后空间进行充填，周而复始置换煤炭，使建筑物保持了采煤扰动之前的压力均衡，没有沉降。
“我们不断改造充填工艺，由原来的先出煤、后充填、再捣实的分步作业，转到了边回采、边充填、边捣实的平行作业上来。”冀中能源副董事长、生态矿山建设负责人刘建功说，集团自主研发了像推土机一样的捣实机构，对工作面充填后的矸石粉煤灰推压捣实，保证了顶板的相对稳定，生产效率大大提高。“除了矸石回填，煤矸石在制砖、公路路基等方面也有很广应用。”他表示，作为河北省首个矸石山治理项目，邢台矿的矸石山将在近期彻底消失。
在国内，因为首次运用充填开采技术，邢台矿在2011年荣获了河北省煤炭工业科学技术一等奖，技术成果被界定为国际领先水平。此项技术在冀中能源内部得到升华，衍生出了矸石巷道充填、矸石固体、矸石膏体、似膏体和超高水材料等多种充填技术工艺。
“3年多时间，搬掉42年堆积的矸石山，腾出110亩土地，这不能不说是个奇迹。”实地参观后，中国煤炭工业协会会长王显政感触很多，“充填开采技术推广后，产生的社会效益、经济效益将是不可估量的。”
（中国砖瓦网 转载请注明出处）
|
1064356210