摘 要：煤礦膏體充填技術(shù)因其充填效果好、回采率高而備受矚目，它技術(shù)不僅解決了大量的固體廢棄物，保護了環(huán)境，而且提高了煤炭采出率。但在實際應(yīng)用中，膏體充填技術(shù)的成本居高不下，為該技術(shù)的推廣和持續(xù)使用帶來了障礙。本文在分析膏體充填技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了成本化管理的概念和可行性的措施，希冀拋磚引玉，推動充填技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：膏體充填 成本管理 充填工藝

一、煤礦膏體充填概述

1.煤礦膏體充填的概念

膏體充填指的是利用泵壓和重力作用，將矸石、粉煤灰等煤礦廢棄物制作成“無臨界流速、不需脫水”的膏狀漿體，經(jīng)管道輸送到礦井下，填充采空區(qū)的技術(shù)方法。該方法因其充填材料的高流動性，充填強度高、密度大、地面沉陷系數(shù)小，解放了“三下一上”（建筑物下、鐵路下、水體下和承壓水體上）壓煤，提高了煤炭采出率，延長了礦井服務(wù)年限，已成為綜采工作的重點科研項目，代表了我國煤炭工業(yè)科技發(fā)展的新動向。

膏體充填采煤技術(shù)的過程包含兩步程序：首先是將煤矸石、煤灰等各類固體廢棄物按照一定比例進行混合后配置成無需脫水處理的膏狀豁漿；然后是將豁漿利用高壓充填泵等裝置輸送到礦井內(nèi)，對采空的礦井進行填充。膏體充填采煤技術(shù)需要的設(shè)備有：材料制備與輸送系統(tǒng)、充填隔離支架、地面機械系統(tǒng)。

2.煤礦膏體充填效益分析

煤礦膏體充填技術(shù)的經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在：① 擴大開采范圍，避免治理煤礦塌陷和煤矸石占地費用，提高了采出率和煤炭資源回收率，保護了生態(tài)環(huán)境；② 在開采過程中沿空留巷，節(jié)省了巷道開拓掘進和支護費用；③ 提高了固體廢物的利用率，減少了對方占用費用和處理費用；④ 有效防止采空區(qū)漏風、自燃，方便瓦斯治理，提高了安全度，節(jié)省了安全保障費用。

以淄礦集團岱莊煤礦為例。淄礦集團岱莊煤礦采取村莊下寬條帶開采工藝，導(dǎo)致近50%的煤炭無法采出，壓煤量達到資源賦存總量的80%，年產(chǎn)量從建礦初期的360多萬噸降到了220萬噸。為了突破這一瓶頸，岱莊煤礦于2009年12月開始進行充填試驗，現(xiàn)在已經(jīng)形成了一整套先進可靠的充填新技術(shù)，不僅使充填率達到98%，采區(qū)采出率也從傳統(tǒng)條帶開采時的37%提高到75.6%。該煤礦現(xiàn)有兩個膏體充填作業(yè)面，采取“一充一采，交替生產(chǎn)”的工作方法，每月可保證置換原煤4.6萬噸以上，大大提高了煤炭的采出率和煤礦的經(jīng)濟效益。

但是，膏體充填對材料和設(shè)備要求較高，初期投資相對較高。再加上此項技術(shù)對充填材料和技術(shù)操作有較高的要求，充填質(zhì)量難以把握，單位成本忽高忽低。

二、煤礦膏體充填成本管理途徑

1.加強充填材料管理

對于膏體充填來說，在充填設(shè)備和機械不變的情況下，充填材料的費用就構(gòu)成了充填成本的主要部分。一般情況下，充填材料的存放、加工、使用等費用可占到充填成本的四成以上。有效利用和管理充填材料可以直接降低充填成本。

2.加強充填過程管理

嚴格充填過程管理是提高充填質(zhì)量、降低充填成本的根本之舉。充填過程各工藝環(huán)節(jié)的控制是成本管理的基礎(chǔ)。首先，水泥作為主要膠凝材料，其質(zhì)量、標號、強度必須達標；其次，砂石作為主要骨料，其粒級組成必須符合設(shè)計要求以免產(chǎn)生離析、沉淀或堵管情形；第三，要嚴格執(zhí)行標準規(guī)定的水灰配比、攪拌液位、流量，使得輸送濃度達到持續(xù)穩(wěn)定的最佳狀態(tài)；第四，嚴格按照充填工藝技術(shù)規(guī)范操作，不可隨意改變物料的配比、濃度及充填打底高度；第五，熟練掌握機械設(shè)備儀表和計算機操作規(guī)程，出現(xiàn)問題及時檢查和修正。

岱莊煤礦膏體充填泵送系統(tǒng)的輸送能力為每小時150立方米，最大輸送壓力達14兆帕，是目前國內(nèi)最大的泵送系統(tǒng)。從地面充填車間到井下充填工作面，其敷設(shè)的管路達2440米，由690多根高壓管組成。防止管路堵塞，減小充填泵的輸送壓力成為充填流程最大的技術(shù)難題。經(jīng)過不斷和試驗和研究，該礦技術(shù)人員得出：充填料的粒度在2.5厘米以下，系統(tǒng)最穩(wěn)定；充填物保持最佳配比度，充填料漿凝固效果最好，料漿在管路中分層離析問題最小。同時，為優(yōu)化充填工藝，提高安全系數(shù)，他們還在首個膏體充填工作面采取了“每割一刀，掛一次網(wǎng)”的方式對頂板進行了支護，全面優(yōu)化了充填流程。

3.加強充填隊伍建設(shè)及考核

加強充填隊伍建設(shè)是降低充填成本的根本保證。隊伍建設(shè)的措施有：① 加強充填隊伍人員業(yè)務(wù)素質(zhì)和技能水平，提高工作效率，降低差錯率；② 完善充填成本管理制度，建立全面預(yù)算指導(dǎo)化的成本目標管理體系，將成本目標分解到每個班、每個循環(huán)；③ 簽訂成本指標合同，利用內(nèi)部市場化等管理手段，加大成本控制力度，對成本超支部分以扣罰班組工資總額的形式進行兌現(xiàn)。

4.加強充填科研創(chuàng)新

加強充填技術(shù)革新是降低充填成本的必要條件。一是要優(yōu)化生產(chǎn)工藝，優(yōu)化工作面布局；二是要引入先進技術(shù)和設(shè)備；三是科學化施工措施，加強作業(yè)檢測。

岱莊煤礦充填作業(yè)隊在作業(yè)中非常注重科技的研發(fā)和創(chuàng)新。2010年以前，岱莊煤礦充填作業(yè)隊為了隨時掌握管路內(nèi)部膏體的流動、受壓情況，及時對充填料配比情況進行調(diào)整，在井下充填站等6個關(guān)鍵位置設(shè)置壓力觀測點，一人一崗，地面集控員通過電話調(diào)度崗位人員掌握膏體運動情況。不僅浪費人工，而且膏體的暢通輸送沒有充分的把握。2010年底，煤礦在充填管路輸送系統(tǒng)中加設(shè)了在線監(jiān)測系統(tǒng)，代替人員監(jiān)測，集控員可以隨時掌握充填管路系統(tǒng)的壓力情況，及時對泵送量和膏體濃度做出調(diào)整，充填系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定。

除了引進設(shè)備和技術(shù)，該礦還研發(fā)了《矸石膏體充填回收建筑物下條帶開采遺留煤柱技術(shù)》和《矸石膏體充填材料力學特性與覆巖地表沉陷控制》兩項技術(shù)，通過了省科技廳的鑒定，為該礦提高充填質(zhì)量、降低充填成本奠定了堅實的科技基礎(chǔ)。

隨著煤炭資源的日益緊張，煤炭的采空區(qū)充填開采已經(jīng)成為提高投入產(chǎn)出比的必經(jīng)之路。在現(xiàn)有的幾種充填技術(shù)方法中，膏體充填技術(shù)因其成本可壓縮彈性大、科研可進步程度高等特點，在降低成本、提高收益等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。膏體充填能夠改善工程地質(zhì)條件，使得“老礦變新礦”、“廢礦產(chǎn)新能”，加強煤礦膏體充填質(zhì)量，降低充填成本，對于提高煤礦經(jīng)濟效益具有重大的意義。

參考文獻：

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（作者單位：山東能源淄礦集團公司岱莊煤礦

山東濟寧市 272000）