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，一排排工业设备高低错落、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。


       探索引入覆岩离层注浆充填技术

　　霍尔辛赫煤业是山煤国际公司动力煤主力生产矿井，年生产能力400万吨。

　　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。

　　面对如何控制注浆量，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工法技术研究，以实现井下资源“颗粒归仓”。


       累计释放压覆煤量370多万吨

       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，不仅能够集成监控各个环节的作业情况，还清晰地显示煤矸石离层注浆充填工艺动图。

　　李建功表示，下一步，他们将积极推动新技术和绿色发展深度融合。

　　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。