第16版:煤炭·市场

中国能源报 2021年02月08日 星期一

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作为一项生态保护性开发技术,充填开采可促进资源开发与生态环境协调发展,获得业内广泛认可。但推行7年以来,其实际产量不足全国煤炭总产量的0.2%,好技术陷入“叫好难叫座”的尴尬局面——

煤矿充填开采缘何一再遇冷?

■本报记者 朱妍 《 中国能源报 》( 2021年02月08日   第 16 版)

  “充填式开采对提高资源开采率、减少生态破坏和环境污染等具有重要意义。国家能源局制定的《煤矿充填开采工作指导意见》实施7年来,全国充填开采的煤炭产量仅约800万吨,占全国煤炭总产量的0.2%。近三年新增煤矸石产生量约为6.5亿吨,而用于井下充填仅占3%左右。”近日,中央第六生态环境保护督察组向国家能源局反馈督察情况,其中直指煤矿充填开采面临的严峻现状。

  实施充填开采,兼具提高矿井安全保障程度、延长矿井服务年限、保护和改善矿区环境等作用,可促进资源开发与生态环境协调发展。这样一项行业认可、政策支持的好技术,推广应用却长期遇冷,原因何在?“叫好难叫座”的局面如何改观?

  具备多重效用,但使用者寥寥

  充填开采是随着回采工作面的推进,向煤矿采空区充填矸石、粉煤灰、建筑垃圾及专用材料的一项技术。目前,我国充填开采矿井主要集中于饱受资源枯竭困扰的华东地区、煤矸石产量较大的陕蒙甘宁,以及山西等环保政策强制区。

  “岱煤公司已有30多年开采历史,早在2016年,矿井有效可采储量就仅剩160多万吨,只能再维持3-4年生产。矿井往哪儿走?职工饭碗怎么办?当时问题很是棘手。”山东能源枣矿集团岱庄煤业公司采煤副总师贾章伟回忆。

  经过多方论证,岱煤公司将目光投向原本预备放弃的600万吨可采储量上。“这部分属于建筑物下压煤,必须避免采煤给地面建筑造成危害,对技术要求极高。但若能成功采出,矿井一下子就能延寿10年。有什么办法既安全又经济地实现开发?”贾章伟告诉记者,充填开采可将采煤引起的地表变形有效控制在建筑物允许破坏范围内,以最小的生态扰动获取煤炭资源。该公司现已建成第一个智能化充填工作面,今年原煤产量预计达到45万吨。

  除了保障生产接续、解决“三下”(建筑物下、道路下、水下”)压煤等难题,充填开采还可有效处理矸石等固体废物、降低井下动力灾害,可谓一举多得。但据多方证实,选择充填开采解决实际问题、且能够长期坚持使用的矿井,占比依然很小。这一现状,与中央环保督察组公布的结果一致。

  “有的矿井为延长服务年限,有些是为解决存量矸石压力,不得不进行充填开采。实际上,不同井型均存在充填开采的实际需求,但目前中小型矿井使用居多,年产500万吨以上的特大型矿井充填实例较少。”一位熟悉情况的业内人士称。

  增加成本、效率受限是最大制约

  《煤矿充填开采工作指导意见》要求,通过充填开采、以矸换煤,为“三下”压煤和边角残煤等资源回收创造安全生产条件。其中,中厚煤层、薄煤层采区回采率分别达到85%和90%以上。对比目标,差距为何如此之大?

  “使用充填开采,一个工作面年产100万吨煤,已经算产量很高了。对比西部矿井,动辄年产500万、1000万吨以上,效率实在有些低”“相比常规方式,充填开采工序多、要求高,推进速度过快又可能影响充填效果,耽误不少时间”“近几年,企业徘徊在利润边缘,真金白银的投入能免就免了”……记者在采访中了解到,矿井不愿尝试存在多种理由。

  成本增加、效率受限——这是推广受限的主要因素。中国矿业大学矿业工程学院教授王方田表示,充填开采需将材料填充到采空区,新增工序、人工、设备及材料等,导致吨煤开采成本增加几十到百元以上不等。因工序增多、时间增加,生产效率难免受到影响。比如过去一个工作面一天推进10米,使用充填开采可能直接减半。“煤炭品质优良、经营状况好的矿井,尚且可承受。对于经济效益欠佳的煤矿,利润空间进一步缩小,充填开采积极性大大减弱。”

  上述人士还称,煤矸石是重要的充填材料。但很多矿井在设计之初,并未规划井下矸石处理系统,新增充填材料制备、运输、投料等多道工序,系统建设和设备购置又是一笔成本。“我国煤矸石堆集量与‘三下’压煤量的分布正好相反,长途运输在经济上不可行。若不能找到合适、充足的材料,充填开采的规模化和长期性也大打折扣。”

  企业自身观念与认识亟待扭转

  在王方田看来,充填开采是将煤矿“绿色化”落到实处的一项好技术,推广应用既有重大意义,也有现实需要。“充填开采不仅能够回收部分过去不可采的资源,还可有效降低采空区突水、冲击地压等事故发生的可能性。更重要是,在绿色发展形势之下,真正减轻采煤对耕地损毁与地表环境等影响,保障18亿亩耕地和粮食安全。企业应认清资源开发与环境保护的关系,主动谋划。”

  基于实用性,王方田建议,进一步加大政策支持力度。“近两年,煤矿智能化推进力度很大,一个重要原因就是政策要求高,能实现减员增效目标。相比之下,绿色开发技术并非硬要求,国家能源局出台的文件也只是指导性意见,各地执行力不一。若能在税收、专项资金等方面给予更多支持,未来将更利于普及推广。”

  “经过多年实践,我国充填开采已形成理论体系支撑,技术和装备水平也大幅提升。但部分企业对充填开采的理解仍停留在过去,对其效果和能力也有认识局限,甚至觉得充填开采不能作为一种采煤方式。”上述专家认为,企业自身观念首先需要改变。

  贾章伟也称,因初次尝试、缺乏经验,前期出现对充填工序不熟悉、充填时间衔接不及时等状况,造成开采周期长、消耗大,直接影响生产效率。但实践证明,成本与效率问题并非无解。“我们围绕降本增效做了大量工作。比如,精确测算生产流程所需的时间,既可缩短充填过程,还能避免过多投入物料;根据井下实际情况,专门研究充填材料配比,一个循环粉煤灰用量每立方米平均降低约140千克,节约充填用电量11度。各个环节都有文章可做,每道工序省一点,吨煤成本由此降低20%-30%。下一步,我们将争取更大节约空间。”