陕西中能煤田有限公司榆阳煤矿将在西北率先进行绿色充填开采

    陕西中能煤田有限公司地处榆林市榆阳区榆溪河以西小纪汗乡、
芹河乡境内，公司主要从事煤炭开采、煤炭深加工、销售等生产经营
活动，公司目前下属一个生产矿井——榆阳煤矿，是榆横矿区（北区
）总体规划中的大型骨干矿井之一。
    陕西中能煤田有限公司成立于2003年，是按照现代企业制度组建
的股份制企业，主要由陕西煤业化集团、华电煤业集团、悦达集团三
大股东组成。公司与2007年~2010年完成产业升级改造工程，目前，
中能榆阳煤矿是一个年产300万吨的大型矿井，先后获得“国家级安
全质量标准化矿井”、“全国煤炭工业五精管理示范基地”、“榆林
市十佳环境友好企业”、“陕西省园林式绿化企业”等荣誉称号。
    中能榆阳煤矿目前拥有采矿权井田面积为13.0258平方公里，探
矿权井田面积237.32平方公里。主采煤层为3#煤层，煤层平均厚度约
3.6米，平均倾角0.6。，埋深160~240米，全部实现机械化开采。
    中能榆阳煤矿地处我国东部季风气候和西北半干旱气候的过渡地
带，毛乌素沙漠南缘与黄土接壤结合部，地面多为风积砂区和黄土丘
陵，土地贫瘠，植被条件差，生态环境十分脆弱。而传统的跨落法开
采必将产生上覆岩层的破损和地表沉陷，造成对水资源和生态环境的
影响。此外，中能所属的榆阳煤矿井田内地表建筑物众多，地表沉陷
制约煤矿生产的发展，造成企地关系紧张，为此，需改变采煤工艺，
研究推广实施充填开采技术，成为建设绿色生态环境，实现绿色开采、
推动科学发展的当务之急。

    奉献社会，率先进行规模化、机械化、自动化绿色充填开采

    2011年初，中能榆阳煤矿为了避免能源城市“因煤而兴，因煤而
衰”的历史悲剧再现，积极响应陕西省副省长、原榆林市委书记李金
柱同志在全国“两会”提出充填式开采的建议，积极引进先进的充填
开采技术，与中国煤炭科学院合作解决三下压煤的技术难题，实现地
面不塌陷和保水开采，此举得到了榆林市委、市政府的高度重视，并
支持中能榆阳煤矿成为陕北充填开采的示范单位。
    2011年4月，中能榆阳煤矿与榆林市有关部门组织采矿、机电、
材料、环保等专业的工程技术人员组团，实地考察调研了国内山东、
河北典型矿区绿色充填开采技术现状、系统工艺及装备、投入、效益
情况，到中国煤炭科工集团天地科技股份有限公司等单位了解目前充
填开采的最新科研成果和发展方向。通过考察调研，认为在陕北地区
进行绿色充填开采技术是可行的，环境和生态效益巨大，经济效益方
面还有盈利空间。5月底，中能公司与天地科技股份有限公司签订可
《榆阳煤矿“三下”充填开采技术研究框架合作协议》，致力于研发
适合榆阳煤矿地质采矿条件的规模化、机械化、自动化充填开采工艺
系统、建设绿色充填开采生产矿井。
    2011年6月17日，榆林市能源局邀请的有关专家组织榆林市、榆
阳区各相关职能部门的主要负责人听取了中能主要负责人和天地科技
股份有限公司相关问题和方案的汇报，经过讨论，同意并通过了《陕
西中能煤田有限公司榆阳煤矿综采面的充填开采技术方案》。会议一
致认为：该方案在技术上是成熟的、经济上是可行的，陕西中能煤田
有限公司在榆林市率先提出开展充填开采，自承费用，保护生态平衡，
是好事。通过充填开采，可以有效地实现保水采煤，对于保护地表水，
防止地表塌陷，具有深远社会意义。
    为确保榆阳煤矿绿色充填开采稳步、安全推进，中能公司委托天
地科技股份有限公司进行“陕西中能煤田有限公司榆阳煤矿充填开采
可行性研究报告”，及“陕西中能煤田有限公司榆阳煤矿充填开采面
设计”对榆阳煤矿实施充填开采技术经济可行性进行论证和设计，并
签订了技术合同。
    天地科技股份有限公司在当前煤矿充填开采技术及应用情况分析
总结的基础上，阐述了榆阳煤矿充填开采的必要性和意义，分析了榆
阳煤矿的地质采矿条件，调研了可利用的充填材料，对作为充填开采
的主要骨料——风积砂进行了基本的物理力学性能试验。对以风积砂
为主要骨料的充填材料进行了流动性和强度及安全等性能指标的试验。
根据实验结果，在分析充填开采效率影响因素，充填开采对环境和水
的影响程度的基础上，充分论证了榆阳煤矿进行充填开采的可行性，
最终形成本可行性报告。
    9月4日，由中国煤炭工业协会组织，中科院院士宋振骐担任组长
的专家组对《陕西中能煤田有限公司榆阳煤矿充填开采可行性研究报
告》（以下简称《报告》）进行了评审。专家组认为，《报告》提出
采用充填开采的采煤方法，对煤矿保水开采的技术应用和发展具有重
大意义，有利于保护矿区生态环境、促进区域经济协调发展和社会和
谐，符合国家法律、法规和方针政策，《报告》可作为煤矿充填开采
设计的依据。
    为此，陕西中能煤田有限公司与中国煤炭科工集团天地科技股份
有限公司合作，拟采用当地广泛存在的风积砂为骨料，因地制宜，共
同研发适合榆阳煤矿地质采矿条件的规模化、机械化、自动化充填开
采工艺系统，建设充填开采型矿井，这在我国西部规模化生产矿井尚
属首次。《报告》评审的通过，标志着充填开采在我国西北环境脆弱
地区煤矿的应用正式拉开序幕，必将为我国煤炭工业走新型工业化道
路，实现和谐采矿、绿色采矿写下浓墨重彩的一笔。

           保护环境，走预防为主的新型工业化道路

    中能榆阳煤矿充填开采是利用有效控制地面塌陷的成熟技术。采
用充填开采技术，有利于有效控制地质沉陷，有利于生态环境保护，
有利于提高煤矿生产安全度，有利于提高煤炭的采出率，地表沉降的
减少将有利于改善地企关系，有助于和谐矿区建设。充填开采技术已
为许多国家长期应用，波兰曾用充填技术将部分城市下压煤层成功采
出而未使城市受损。我国冶金矿山75%采用充填开采，近些年，新汶、
峰峰、淄博等煤矿区约20多个矿也进行了成功应用。因此绿色充填开
采技术的应用研究对中能榆阳煤矿保护生态环境、控制开采沉陷、保
证水源不受破坏等具有重大意义。
    中能榆阳煤矿充填开采是对矿区水资源的保护。充填开采方法是
在煤炭采出后，上覆岩层未发生移动之前，在规定的循环周期内用充
填材料充填采空区，控制顶板不垮落，老顶不出现周期性破坏，采场
相当于移动的开切眼，上覆岩层形成微创和弯曲下沉带。这样就不会
有裂隙发育到地表以至于和地表含水层相同，保护了含水层不被破坏，
维持了原有的地表——地下水系的循环系统，实现保水开采。
    中能榆阳煤矿设计充填所用的水，全部采用矿井废水，做到循环
利用。而且，由于利用的矿井废水，减小了煤矿的矿井水处理以及达
标排放量，实现绿色生态环境。
    中能榆阳煤矿采用充填开采后，地表沉降将明显减少，从而不会
对地表水系的循环自主补给造成影响，保护了区域生态环境。因为，
水环境是一个地区整体生态环境的根本，无论是矿区的土地复垦、绿
化造林还是矿区生态环境的稳定都离不开水环境。通过充填开采，实
现矿区的保水开采，维护了矿区的生态稳定性。同时水资源的保护保
证了当地居民的用水安全和便利，是当地居民与煤矿和谐发展，从这
意义上说，充填开采又有了很好的社会效益。
    中能榆阳煤矿充填开采是对矿区环境的保护。充填开采使得矿区
从传统的先破坏后复垦的方式变为提前保护为主、边开采边保护为主
的新方式，重视初期的保护工作，从而不仅保护了矿区环境，又减少
了煤矿在土地复垦及环境保护工作中的投入，而且最终的环境效果要
远好于先破坏后治理的传统方法。同时，由于榆阳煤矿充填开采预计
使用的材料主要为风积砂，这样在开采的过程中，不仅区内农民的耕
地免遭破坏，而且还可以通过适当的土地复垦手段的实施，将风积砂
采取之后的地表复垦为可利用的土地，在煤矿生产的同时增加了当地
的耕地、林地面积。可见，充填开采对于榆林当地是一件“一举多得”
的事，有良好的环境效益及社会效益。

         务实创新，用先进的生产力打造塞外绿色矿山

    中能榆阳煤矿目前充填开采技术可行性研究暨连采工作面充填开
采设计，包括充填方式的确定、充填材料性能试验、充填系统的建立、
充填和采煤工艺设计等报告已经通过专家评审。充填开采试验分“可
研、试采、优化、达产”四个阶段。现已进入连采工作面充填开采工
业性试验的准备阶段，并根据准备情况筹备综采工作面充填试验。随
后进行综采充填试采工作面试生产，同时开展地表移动变形观测，井
下矿压监测，设备可靠性及工艺观测等工作。最后充填试验工作面稳
定达到设计生产能力和充填效果时，进行阶段性成果总结，最终以规
模化、机械化、自动化绿色充填开采的经验向全煤行业推广。
    陕西中能煤田有限公司已经迈出了绿色充填开采的第一步，他们
有信心、有决心让绿色充填开采的技术在毛乌素沙漠上开花结果，打
造塞外的绿色矿山，让榆林的山更绿、水更清、天更蓝、人更富、人
与自然更和谐。