走出“三下壓煤”困境

充填開采是向煤礦采空區(qū)送入矸石、沙石、膏體等充填材料，并在充填體保護(hù)下進(jìn)行采煤的一項(xiàng)新技術(shù)。一如硬幣的兩面，煤礦開采與環(huán)境保護(hù)、煤礦開采與城市發(fā)展、煤礦開采與水資源保護(hù)等問題一直在矛盾中糾結(jié)，如何才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)和諧共生，本報今日刊登盂縣東坪煤業(yè)集團(tuán)的探索與實(shí)踐，以圖管中窺豹，能對全省煤炭資源開采起到借鑒作用。
站在東坪煤業(yè)充填采煤巨大的沙盤模型前，董事長史向軍眼里充滿希望。
這一天是10月20日。井下新開的一個工作面，重達(dá)36噸的充填采煤機(jī)正在有條不紊地運(yùn)行。
新割下的煤塊通過井下皮帶運(yùn)出井口；攪拌好的黃土、煤矸石源源不斷送進(jìn)投料口，通過特殊的搗固裝置，對采空的地方進(jìn)行夯實(shí)。
“充填開采承載著東坪2000多職工全部的未來”，史向軍說。
東坪礦始建于上世紀(jì)50年代，現(xiàn)有工作面地質(zhì)儲量僅588.41萬噸，服務(wù)年限3到5年，通過充填開采解放“三下壓煤”，礦井服務(wù)年限能夠延長50年。
之前在行業(yè)里名不見經(jīng)傳的東坪如今吸引了眾多的目光。幾天前，大同市市長要求當(dāng)?shù)孛禾坎块T “一星期內(nèi)了解東坪充填采煤的相關(guān)情況，專題匯報”。省煤炭工業(yè)廳密切關(guān)注項(xiàng)目的進(jìn)展，希望能為全省煤炭生產(chǎn)工業(yè)革新“趟路”。
煤炭開采必然導(dǎo)致生態(tài)破壞，這似乎是一個死結(jié)。東坪黃土充填采煤是我省第（di）一家，它的實(shí)踐在于：通過科技創(chuàng)新，能否找到這樣一條新路，在延長礦井的服務(wù)年限，提高資源回收率的同時，又能解決固體廢棄物的排放處理，杜(du)絕污染物外排，實(shí)現(xiàn)綠色開采。
東坪的焦慮
為什么會是東坪？這是許多人的疑問。
在太行山深處的產(chǎn)煤大縣盂縣，東坪是全縣當(dāng)年唯(wei)一的國營礦，始建于1957年，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，企業(yè)發(fā)展到在冊職工2179人，礦區(qū)面積16.2251平方公里，地質(zhì)儲量1.34億噸，年核定生產(chǎn)能力120萬噸，總資產(chǎn)10.06億元的現(xiàn)代化企業(yè)集團(tuán)。
從小打小鬧的原始采掘到現(xiàn)代化采掘設(shè)備的更替，東坪煤炭開采的步伐越走越快，和所有老礦一樣，隨著煤炭資源的枯竭，東坪步入暮年。
2009年11月10日，時任盂縣石店煤礦礦長的史向軍調(diào)任東坪煤礦擔(dān)任董事長。上任的第(di)一個礦務(wù)會，他要求技術(shù)人員拿來煤礦采區(qū)圖紙，摸一摸家底。
現(xiàn)有采區(qū)地質(zhì)儲量為588.41萬噸，可采儲量為458.36萬噸，即使不進(jìn)行技術(shù)革新，按照現(xiàn)有的裝備水平和生產(chǎn)能力，每年100多萬噸，留給東坪煤業(yè)的時間只有短短5年。考慮到井田附近之前小煤礦的盜采，實(shí)際服務(wù)年限多不超過3年。
剩下的資源，都是村莊、建筑、河流等“三下壓煤”不可采。
東坪煤礦緊靠縣城，井田內(nèi)村莊壓覆煤量7354萬噸，其中可采儲量為6324.44萬噸。井田上面，東坪村、賀賈村、姜賈村、上南莊、下南莊阡陌縱橫，人口稠密，“三下壓煤”占到企業(yè)所有儲量超過50%。
如何解放“三下壓煤”是東坪也是幾乎所有老礦十分棘手而又迫待解決的難題。
煤炭是我國的主體能源，在一次能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占比一直超過70%，并且在未來很長的時間內(nèi)不會改變。資料顯示，我國煤炭資源探明剩余可采儲量為1842億噸，但是現(xiàn)有河道、房屋、鐵路等“三下壓煤”約500億噸。僅統(tǒng)配煤礦生產(chǎn)礦井的“三下壓煤”就達(dá)137.9億噸，其中建筑物下94.68億噸，占總壓煤量的69%。幾乎每一個礦井都存在建筑物下壓煤的現(xiàn)象，一般都占礦井儲量的10%-30%，有的高達(dá)40%。由此可見，隨著礦區(qū)煤炭資源的枯竭及相關(guān)行業(yè)對煤炭需求量加大，礦區(qū) “三下壓煤”問題逐漸凸現(xiàn)出來，而建筑物下壓煤問題尤為突出。

東坪的出路在哪兒？
現(xiàn)實(shí)的選擇是對井田范圍內(nèi)的村莊實(shí)行整體搬遷，這也是幾乎所有的煤炭企業(yè)在解決“不可采”資源時選擇的辦法。
作為企業(yè)的董事長，史向軍說，這樣的工作無論對于企業(yè)還是政府都是一項(xiàng)不小的考驗(yàn)。
之前，史向軍擔(dān)任附近石店煤礦礦長，為了解放附近孫家莊村井下200多萬噸資源，企業(yè)依托當(dāng)?shù)卣隽撕荛L時間工作，包括修移民新村。前期承諾全部兌現(xiàn)，但是當(dāng)企業(yè)要舉行開工典禮時，老百姓地里的莊稼依然長勢良好。
事情后眠得到解決，“雖然我們沒有什么錯，但是站在道義的高度，企業(yè)還是丟了分”，史向軍說。
我省煤炭資源埋藏較深，大多數(shù)的資源依靠井工開采，一直依靠垮落法管理頂板，也就是俗稱的“放頂”，這也就不可避免地出現(xiàn)土地塌陷等生態(tài)災(zāi)難。

讓所有煤炭企業(yè)糾結(jié)的是，出于自身利益以及社會效益的需求應(yīng)當(dāng)努力提高資源回采率，讓寶貴的資源盡可能多地服務(wù)社會，然而立足于生態(tài)環(huán)境的考量需要留下足夠的煤炭支撐來減少對生態(tài)環(huán)境的破壞，兩難之間很難求得正解。
和煤炭開采如影相隨，村礦矛盾在所難免。環(huán)境污染、地表沉陷以及故土難離的情感依存都會成為移民搬遷的障礙。
“故土難離，我搬出來了，祖宗們還在墳地呢”，盂縣一位村民這樣說。
能不能找出一條新路？
把資源和諧地解放出來
偶然的一個機(jī)會，網(wǎng)上一條關(guān)于充填開采信息讓東坪人激動不已。
所謂充填開采，就是隨著采煤工作面的推進(jìn)，向采空區(qū)送進(jìn)矸石、膏體等填充材料，并在充填保護(hù)下“把資源和諧地解放出來”。
山西是煤炭富集區(qū)，一個地方挖完了轉(zhuǎn)戰(zhàn)另一個戰(zhàn)場，在煤炭生產(chǎn)行業(yè)，這已經(jīng)成為一種固有的思維，如果不是無路可走，沒有人對這樣的信息感興趣。
困囿于資源的匱乏，在此之前，山東、河北、河南、安徽等省的煤炭企業(yè)，不約而同開始探索推廣煤炭的充填開采技術(shù)。
山東煤炭有上百（bai）年的開采歷史，加之全省村莊、建筑物稠密，村莊壓煤占到可采儲量的60%。為此，從政府的宏觀層面入手，山東省堅持保護(hù)性開采與穩(wěn)采策略，強(qiáng)化監(jiān)管，探索實(shí)施充填開采。山東能源新汶礦業(yè)集團(tuán)經(jīng)過8年的探索和實(shí)踐，相繼在14個礦井、81個工作面實(shí)施了充填開采，累計完成以矸換煤1000萬噸。
山東能源集團(tuán)旗下的淄博礦業(yè)、棗莊礦業(yè)、肥城礦業(yè)等均有礦井在實(shí)施充填開采，充填開采煤炭產(chǎn)量1400萬噸。
河北冀中能源[-0.98% 資金 研報]集團(tuán)有20多個礦井應(yīng)用了充填開采技術(shù)，從“三下壓煤”中回收資源230萬噸。
“東坪能不能成為我省這個產(chǎn)煤大省充填采煤‘第(di)一個吃螃蟹’的”，董事會上，史向軍提出這樣的問題。
2010年3月，東坪煤業(yè)從董事長到相關(guān)職能科室人員，分批到中國礦業(yè)[-2.99%]大學(xué)、河北冀中能源等地考察。在中國礦業(yè)大學(xué)，讓馬占國教授奇怪的是，考察人員隨行的汽車后備廂里，下井的全副武裝總是準(zhǔn)備得滿滿當(dāng)當(dāng)，“這些人對專(zhuan)業(yè)的理論數(shù)據(jù)好像不是很感興趣，必(bi)須看實(shí)際的應(yīng)用”，煤礦人的實(shí)誠感動了礦大的人員。
3月10日，中國礦業(yè)大學(xué)馬占國教授及其博士生來到東坪，深入到綜采工作面，查看相關(guān)頂板、煤質(zhì)、壓力等情況，并對充填采煤技術(shù)進(jìn)行了多次實(shí)地論證。
8月5日，國內(nèi)充填開采的頂級權(quán)(quan)威、中國礦業(yè)大學(xué)的繆協(xié)興校長、馬占國博士帶領(lǐng)充填采煤的全部技術(shù)團(tuán)隊實(shí)地考察，對充填材料的儲備運(yùn)輸情況、充填采煤的技術(shù)可行性實(shí)地研討。
2011年1月6日，省煤炭工業(yè)廳組織專家，對東坪與中國礦大共同研制的新型采煤技術(shù)——綜合機(jī)械化固體廢棄物充填采煤技術(shù)進(jìn)行論證，批復(fù)通過。

“項(xiàng)目推進(jìn)速度出乎我們的意料。充填開采有一個難題，就是填充物的選取。在平原地區(qū)，土地資源特別珍貴，井下開采出來的煤矸石有限，而我們的黃土充填應(yīng)該是這一項(xiàng)目大的亮色，對我省而言，政府部門可能更多地考慮到項(xiàng)目的先導(dǎo)意義”，史向軍說。
陽泉市煤炭工業(yè)局的一位工程技術(shù)人員這樣告訴記者，加快推進(jìn)東坪試點(diǎn)步伐，省里從政府層面緣于更多的現(xiàn)實(shí)考量。
作為產(chǎn)煤大省，我省是采空塌陷嚴(yán)重的地區(qū)。據(jù)省國土部門的一項(xiàng)數(shù)據(jù)顯示，全省約15萬平方公里的土地,采空區(qū)大約就達(dá)2萬平方公里,相當(dāng)于總面積的1/7,采空區(qū)中6000平方公里的地域已經(jīng)遭受了地質(zhì)災(zāi)害，沉陷面積達(dá)2978平方公里，造成礦山地面出現(xiàn)塌陷、地裂縫、滑坡、崩塌等現(xiàn)象約2146處，3309個村莊、66萬人受到影響，1082平方公里的耕地、42.6平方公里的林地遭到破壞。
實(shí)施充填開采，這將成為歷史。
充填過程中，現(xiàn)實(shí)而又直接的原材料是煤矸石。伴隨著煤炭生產(chǎn)，目前,全省煤矸石堆放總量已超過10億噸,每年新增煤矸石在1億噸以上,而每年因煤矸石自燃產(chǎn)生的廢氣排放量達(dá)358億立方米。
科學(xué)發(fā)展觀要求實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧，資源開發(fā)利用與環(huán)境、社會協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。按照科學(xué)的發(fā)展理論，第(di)一個層次，是盡量減少對生態(tài)環(huán)境的影響；第二個層次，是不影響生態(tài)環(huán)境；第三個層次，主動改善生態(tài)環(huán)境。東坪的實(shí)踐，通過矸不上井、不上山，而且通過大量消化地面矸石以及城市建筑垃圾，節(jié)約大量耕地，有效減輕地層變動和沉陷，實(shí)現(xiàn)多年來煤炭行業(yè)期待的被動治理向主動防治的轉(zhuǎn)變。

2013年9月6日，東坪煤礦充采工作面——15601工作面安裝完成，六采區(qū)“六大系統(tǒng)”全覆蓋。
9月12日到9月18日，聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)。
單臺設(shè)備、各分系統(tǒng)、整個生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)設(shè)備廠家、科研院所，東坪工程技術(shù)人員全都釘在施工一線。煤礦井下構(gòu)造復(fù)雜，理論上成立的東西是不是能經(jīng)得住實(shí)踐的檢驗(yàn)？其他地方成功的范例能不能順利移植到東坪？都是未知數(shù)。
試運(yùn)轉(zhuǎn)順利！
到目前，實(shí)驗(yàn)工作面已經(jīng)推進(jìn)了11.6米，充填11.6米，割煤3825噸，矸石充填3013立方米，充填效果良好，頂板得到了有效控制。
隨著項(xiàng)目的推進(jìn)，充填開采后，密實(shí)度如何？對地表可能產(chǎn)生什么樣的影響？能不能達(dá)到預(yù)期的效果？為了獲得第(di)一手的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，中國礦大技術(shù)團(tuán)隊在工作面布置了6個觀測控制點(diǎn)，50多個監(jiān)測點(diǎn)，對地表移動變形、地表建筑物沉陷、傾斜變形進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。安裝靜力水準(zhǔn)儀1套，測量機(jī)器人[0.20% 資金 研報]1臺，S1級水準(zhǔn)儀1臺，實(shí)時數(shù)據(jù)采集。
與此同時，在井下工作面，10臺支架工作阻力儀、10臺夯實(shí)監(jiān)測儀，15臺充填體應(yīng)力監(jiān)測儀、6臺超前應(yīng)力監(jiān)測儀，以及鉆孔應(yīng)力計、多位點(diǎn)儀計、頂板離層儀等現(xiàn)代化的設(shè)備全部派上了用場。
東坪成了高科技的試驗(yàn)場，這讓工人們看上去十分興奮，“插上科技的翅膀，東坪有什么理由不騰飛”，東坪人的笑容全都寫在臉上。
“東坪模式”如何復(fù)制
實(shí)施充填開采，是對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的變革，是轉(zhuǎn)變煤炭發(fā)展方式的重要著力點(diǎn)，它代表著煤炭工業(yè)科學(xué)發(fā)展的方向。今年3月，國(guo)家能源局等四部委聯(lián)合發(fā)文，要求各地結(jié)合實(shí)際，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)這一技術(shù)在煤炭企業(yè)的應(yīng)用。
據(jù)省國土部門的資料顯示，至2015年，山西煤炭開采導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境經(jīng)濟(jì)損失至少將達(dá)到770億元；至2020年，煤炭開采導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境經(jīng)濟(jì)損失至少達(dá)到850億元。那么，對于我省這樣一個產(chǎn)煤大省，“東坪模式”應(yīng)當(dāng)如何復(fù)制？
“對煤炭企業(yè)來說，首先要考慮的是一個成本問題”，史向軍說，初期投資大、生產(chǎn)成本高，可能成為技術(shù)推廣的障礙。

東坪煤業(yè)財務(wù)人員為記者算了這樣一筆賬，企業(yè)這一項(xiàng)目總投資近1個億，運(yùn)行開始后，充填材料噸煤成本增加3.97元，加上折舊等其它費(fèi)用，噸煤增加成本11元左右，“老礦井本來就噸煤成本高，利潤空間有限。前幾年市場好的時候這些成本可以忽略不計。煤價下滑，充填開采就有壓力。”東坪煤業(yè)書記趙喜柱說，面對新礦，如果沒有政策層面的扶持或者推行，就更加缺乏充填開采的動力。
效率同樣也是一個值得注意的問題。企業(yè)認(rèn)為，由于充填開采技術(shù)要求高，工藝復(fù)雜，工序穿插，生產(chǎn)效率就會相對較低。例如一個工作面進(jìn)行充采的同時，若充填的速度跟不上采煤的進(jìn)度，采煤就得停下來等待充填，是典型的“以充定產(chǎn)”，這也會影響煤炭企業(yè)實(shí)施充采工藝的積極性。
市場的本性是趨利避害，無可厚非，但是政府應(yīng)當(dāng)從宏觀層面，為企業(yè)尋求到經(jīng)濟(jì)效益與社會效益兼顧的平衡點(diǎn)。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“復(fù)制東坪”，政策的倒逼機(jī)制必不可少。
按照煤炭發(fā)展“十二五”規(guī)劃，原則上新建煤礦不設(shè)立地面永(yong)久矸石山，既有煤礦當(dāng)年排放的煤矸石要全部利用，優(yōu)先用于充填開采。健全現(xiàn)有煤礦因生產(chǎn)造成的地質(zhì)災(zāi)害補(bǔ)償機(jī)制，提高補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)。煤炭企業(yè)出于長遠(yuǎn)的發(fā)展，才會增加主動“復(fù)制”的積極性。
政策的扶持同樣必不可少。史向軍建議，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)技術(shù)改造項(xiàng)目投入扶持力度。利用煤礦安全改造、煤炭產(chǎn)業(yè)升級等中(zhong)央預(yù)算內(nèi)資金支持煤礦企業(yè)實(shí)施充填開采，省級財政制定配套扶持政策，“舉龍(long)頭、帶龍身”；加強(qiáng)稅費(fèi)扶持政策，推動充填開采煤炭資源稅費(fèi)優(yōu)惠，減輕充填開采企業(yè)的成本負(fù)擔(dān)；從國(guo)家宏觀層面，能否將以煤矸石等尾礦廢渣為主要填充材料，充填開采的煤炭產(chǎn)品，列入資源綜合利用目錄，享受國(guo)家關(guān)于資源綜合利用增值稅政策。
可喜的是，東坪已經(jīng)起步。考慮到充填物的運(yùn)入、煤炭的運(yùn)出，以此為依托，東坪的中盂國際物流園亦進(jìn)入緊張的前期規(guī)劃。附近村土地恢復(fù)治理的方案亦放在了董事長史向軍的案頭。
解決了“不可采”問題，下一步的目標(biāo)是“不能采”。幾十年的發(fā)展過程中，原有20%多的回采率浪費(fèi)了很多寶貴的資源，充填開采，東坪還要做“回頭客”。東坪人說，東坪曾有過輝煌的歷史，而今天續(xù)寫輝煌又翻開了新的篇章，這也是一次再也不能錯過的機(jī)遇。
我們有理由相信，插上科技的翅膀，老礦新生的東坪定能描繪出更加絢麗的畫卷。
我們也同時期冀，為了我們腳下的土地，清清的流水、湛藍(lán)的天空，能有更多的煤炭企業(yè)“復(fù)制東坪”，共同奏響我省煤炭企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的時代強(qiáng)音。