地层施“微创” 采煤不迁村 | 中国平煤神马报
地上村落烟火如常，地下采煤平稳推进。洛阳市新安县正村镇井田范围内，民居连片、道路通畅，地下煤炭开采作业同步开展，生产、安居、生态互不冲突。这得益于义煤公司新义科技自主研发的矿山治理技术。
8月20日，记者走进义安注浆减沉注浆站，实地探访覆岩离层注浆充填减沉技术的落地应用场景。
据悉，该站点是新义科技对外技术服务的重要站点，主要服务于义安矿业12160、12170工作面。这两个工作面工况较为特殊，一侧为采空区，且地层已受前期采动扰动，地层应力紊乱、岩层稳定性差；地表覆盖198户居民住宅、425米矿区运煤大道及高压供电线路，是行业公认的高难度“三下”压煤开采工况。
长期以来，这类建（构）筑物下压煤开采始终是困扰煤炭行业的共性难题。
行业传统处置方式各有短板：放弃开采，大量优质煤炭资源将永久沉睡地下；采用条带开采，资源回收率大幅降低，造成资源浪费；实施村庄及设施搬迁，耗资巨大、周期漫长。
面对这一系列现实难题，覆岩离层注浆充填减沉技术给出了全新路径。
在注浆站内，整套治理流程清晰规范、运行稳定。矿井产出的煤矸石、粉煤灰等固废原料，经破碎、研磨、精准配比后制成环保浆液。中控系统实时监测注浆压力、浆液流量等核心数据，全程智能化精准调控。调配完成的浆液通过地面钻孔，输送至煤层顶板135米至205米的岩层离层位置，完成离层空间注浆加固作业，全程自动化运行，可控性强。
不同于传统开采后回填采空区的被动治理方式，这项覆岩离层注浆充填减沉技术重构了矿山沉降治理逻辑，这也是其被称作“微创”开采的核心内涵。
新义科技副总经理王志毅介绍，传统充填治理需要大范围改造井下生产系统，对地层和采掘布局扰动较大。而覆岩离层注浆充填减沉技术，针对离层空间实施超前注浆，依靠固化浆液支撑上部关键岩层，从源头阻断地层沉降向上传导。整套工艺无需改造井下原有综采设备，不破坏原生地层结构。井下采煤与地面注浆采注分离、同步作业、互不干扰，以极小地层扰动实现沉降管控，有效规避了传统开采工艺的各类短板。
“孤岛工作面地层破碎、应力复杂。传统工艺要么牺牲资源，要么牺牲民生。我们这套技术最大的突破，就是变‘事后补救’为‘源头控沉’，用岩层微创加固替代大规模回填改造，在不影响群众生活、不耽误矿井产能的前提下，盘活沉睡的压覆煤炭资源。”王志毅说。
技术落地的效果，直观体现在矿区地面民生实景中。记者在工作面上方地表走访看到，北上村、北沟村民居墙体完好、村内道路平整，村民日常起居安稳有序。矿区主干道畅通无阻，高压供电线路运行正常，地表无开裂、沉降等开采扰动痕迹。
专业监测数据进一步佐证了记者的现场观感。义安矿业已完工的12160工作面，通过该技术治理后，累计置换压覆煤炭213万吨，地表最大沉降量仅335毫米。正在施工的12170工作面目前推进平稳，地表建（构）筑物未出现任何损坏，治理进展符合预期。据前期工况测算，若采用传统开采方式，该区域地表最大下沉可达2.6米，房屋、道路将严重损毁，整村搬迁将是唯一选择。
实打实的治理成效，背后是长期持续的技术攻坚。复杂孤岛煤柱工况并无成熟工艺、固定参数可借鉴，技术攻关难度极大。2019年，义煤公司在面临同样工况的新义矿业组建了注浆减沉工作专班，扎根一线反复试验、调试优化，逐一攻克岩层定位、浆液配比、动态调压、随采随注同步施工等核心难题，摸索形成探查、加固、同步注浆一体化作业模式，成功突破了孤岛压煤安全开采的行业技术瓶颈。
为推动技术从试验攻关走向标准化、市场化落地，2022年9月，义煤公司成立全资子公司新义科技，专项负责该技术的产业化推广与工程落地。
目前，新义科技已建成5座标准化注浆站，相关技术先后在新义、义安、孟津、石壕等多座矿井的8个复杂工作面落地应用，累计盘活长期被建（构）筑物压覆的优质煤炭资源近900万吨。
相较于传统治理模式，这项技术综合效益优势十分显著。相比村庄搬迁方案，整体治理成本可降低60%以上；采注分离的作业模式解决了采充作业冲突问题，矿井单产较传统充填开采提升2至3倍。截至目前，在各应用矿井，该技术累计消纳煤矸石、粉煤灰等工业固废80多万吨，助力企业实现营业收入超1.35亿元、利润4248万元，实现了资源盘活、固废利用、产业增效的多重突破。
在创造可观经济效益的同时，这项技术也实现了生态保护与民生保障的双向价值。
项目通过资源化处置煤矸石、粉煤灰等工业固废，复用矿井水回补地下含水层，有效减少土地占用、固废堆积和矿区生态扰动。同时，技术从源头控制地表沉降，保障了群众安居乐业和矿井稳定生产。
凭借成熟的创新体系和扎实的落地成效，该技术斩获中国煤炭工业协会科技进步奖一等奖，以及河南省煤炭学会、河南能源多项科技进步奖项，拥有十余项国家专利。如今，新义科技已从内部技术自用，转向对外输出成套解决方案，服务覆盖省内多座矿山，实现了技术成果的市场化推广。
（文/图 融媒体中心首席记者 白雪 编辑 赵岩）