4月1日，位于河北邢臺市區東北方向、占地20余畝的冀中能源股份公司邢東礦地面矸石充填站正緊張施工。工人們駕駛挖掘機將土石回填至砌筑完成的容積2000立方米“矸石倉”周圍，灑水降塵、搗實加固、覆蓋防塵網……

“搶工期保進度，5月底前竣工沒問題?！必撠煹孛婊ㄊ┕さ暮颖贝哼_建筑工程有限公司項目經理王奇輝得知，他們建設的是全國首個智能化矸石充填工作面地面配套工程，干起活來更起勁了。

“附近邢臺礦、東龐礦運來的煤矸石將全部儲存于‘矸石倉’，滿足井下一天充填用量?！奔街心茉垂煞莨靖笨偣こ處?、邢東礦礦長吳紅林說，加工后的矸石粒徑控制在50毫米以下，順著770余米大垂深投料管道送至井底，“地面和距離井底10公里的11233工作面集控人員都可對采煤、矸石轉運、矸石充填一鍵啟停”。

操作自動化，采煤更輕松

自動化運行之前，每班移架4次到5次，需要人工操作工作面的40多臺液壓支架的手把閥組，“可累人了”；自動化系統的應用，讓記憶截割、自動跟機拉架、運行數據實時監測變為現實

從井底乘坐20分鐘平巷人行車，再換乘15分鐘架空乘人裝置，便到達11233工作面的外巷。一個形似拖掛房車的集控室映入眼簾，這是35歲的邢東礦綜采區職工房曉亮目前主要的工作區域。

15天前，房曉亮還是一名普通的采煤機司機。

“是科技讓我轉型?！碑厴I于河北機電職業學院的房曉亮，從事采煤工作10余年，以前每天緊跟采煤機，爬行于狹小的液壓支架之間，監控采煤機往復運行?！叭缃?，坐在集控中心電腦前，就可以遠程操控、實時監測工作面的各種設備?！狈繒粤琳f。

“叮?！彪娫掜懫?，調度室例行測試設備井上聯動反應。隨即，“設備運轉，注意安全”告警聲響起。

屏幕中出現地面調度室職工康進東的畫面。只見他輕點鼠標，11233工作面百余臺設備順煤溜依次自動啟車，采煤機、運輸機、轉載機等綜采設備相繼聯動運轉。

房曉亮介紹，自動化運行之前，每班移架4次到5次，需要人工操作工作面的40多臺液壓支架的手把閥組，“可累人了”。

“自動化系統的應用，讓記憶截割、自動跟機拉架、運行數據實時監測變為現實?！狈繒粤撂兆碛谧詣踊擅悍绞綆淼淖兓?。

“這得益于可180度旋轉的云攝像頭?！毙蠔|礦綜采區黨支部書記賈金明全程參與設備的安裝調試，對每臺監控設備的脾氣了如指掌?！扒安棵?臺支架安裝1個，主要獲取采煤機運行位置和方向，捕捉采煤機動作、自動切換視頻畫面；后部每3臺支架安裝1個，用于監測矸石充填效果?！辟Z金明說。

據介紹，各設備轉載點的攝像頭有11個，整個視頻監控自動化控制攝像頭達到了34個，實現了360度全景影像。“屏幕上的這些數據、圖像都是它們實時采集、傳輸回來的。”接到調度室井下停機指令，賈金明指揮房曉亮按下停止按鈕，所有設備依次停機，巷道內恢復了寂靜。

據了解，邢東礦11233工作面自動控制裝置共分為7部分，分別為矸石充填自動化控制、采煤自動化控制、矸石充填率自動控制、乳液泵站自動供液、矸石運輸自動化控制、原煤運輸自動化控制和視頻監控自動化控制。井上調度室設有自動化矸石充填分控中心，井下工作面設有集控中心，均可對工作面所有設備實施一鍵啟停。

充填支架

最大搗實壓力為24兆帕

支架是定制的，每臺支架后部都帶有搗實煤矸石的機械裝置，最大搗實壓力為24兆帕，這個力度能輕松壓扁一輛重型汽車，保證搗實后的區域不發生地面沉降

“智能化矸石充填工作面的最大亮點是架后充填自動化?！毙蠔|礦副礦長王宏奇說，系統滿足了采煤、矸石充填平行作業的各項要求。

在11233工作面下巷，王宏奇手指每臺40余噸重的綜采液壓支架說：“我們的支架是定制的，每臺支架后部都帶有搗實煤矸石的機械裝置，最大搗實壓力為24兆帕?！?/p>

“這個力度能輕松壓扁一輛重型汽車?！闭驹谝慌缘募夹g科工程師吳俊說，“保證搗實后的區域不發生地面沉降。”

為了實現智能化充填，邢東礦實施了裝備升級、改造：建設基于井下4G及萬兆環網為基礎的智能化礦山系統，主控中心下設動力分控中心、皮帶分控中心、矸石工作面分控中心、運輸分控中心、地面矸石投料分控中心；將原來ZC5160/30/50型矸石充填支架升級為ZC5160/29/48D型；將架后2根矸石搗實千斤頂改為1根，并增大千斤頂直徑，設備故障率大幅降低；支架操作采用電液自動控制，將乳化液泵站由BRW200/31.5型提升為BRW400/37.5型；SGZ730/132型充填刮板輸送機提升為SGZ800/200型充填刮板輸送機，工作時鏈速由0.93米/秒提高至1.05米/秒，中部槽加寬，采用進口材質，緊湊鏈、刮板采用加強耐磨型……

王宏奇介紹，以電液控制系統為載體，操作人員在集控中心即可對支架遠程操作。根據工作面地質變化，電液控制系統不斷調整優化后部刮板輸送機落矸天窗開啟的個數、時間，搗實機構伸縮頻次和擺梁千斤頂抬起高度；智能乳化液泵站自動化控制系統由15臺設備組成，多泵聯動、自動切換，實現了乳化液濃度在線實時監控、自動配比，水過濾精度始終控制在5微米以下。

吳俊說，自動充填技術是電液控制技術的延伸。矸石充填率自動控制為2套圖像復核雙檢驗型計量系統，分別安裝在運矸第4部皮帶、原煤運輸第1部皮帶，通過實時監測運矸量及運煤量，保證工作面的矸石充填率達到85%以上，每班可減少用工4人到5人。

“我們這個工作面配備有39臺矸石充填支架和2組端頭支架、前后運輸機、轉載機以及自動化采煤機等設備，多項技術綜合建成了整個采煤充填智能化系統?！睓z修班班長安延敏帶領工友仔細巡檢每臺設備，不時感慨，“以前的知識、技術儲備遠遠跟不上發展的腳步啦！”

采空區地面沉降

始終控制在3毫米以內

投產20年來，邢東礦先后成功應用了巷道矸石充填、超高水充填、工作面矸石充填等多種充填開采技術；據河北省煤田地質局物測隊連續多年觀測，邢東礦井田內采空區地面沉降始終控制在3毫米以內

矸石充填是利用煤矸石充填巷道或采空區，使巷道或采空區頂、底板得到有效控制，抑制地面塌陷的采煤方法。

邢東礦地處邢臺市區，環保壓力迫使他們從建礦初期就獨創了矸石充填的采煤工藝——把采煤伴生的矸石充填到井下巷道。這樣做，不僅能把矸石“消滅”在井下，還能有效避免地表下沉。據河北省煤田地質局物測隊連續多年觀測，邢東礦井田內采空區地面沉降始終控制在3毫米以內。

投產20年來，邢東礦先后成功應用了巷道矸石充填、超高水充填、工作面矸石充填等多種充填開采技術。僅運用巷道矸石充填技術就累計完成充填巷46條，總長度20425米，充填矸石37.6萬立方米，置換煤炭61.8萬噸；建成全國首個井下洗煤廠，洗出的矸石全部用于井下采空區回填。邢東礦打破了“有煤礦就有矸石山”的傳統思維，成為全國第一家“采煤不見矸”的煤炭企業。充填開采技術獲得中國煤炭工業科技進步獎，先后取得了5項國家發明專利。

“邢東礦井田范圍內有大小村莊11個，村莊及工業廣場煤柱壓煤量占全部儲量的86%，建（建筑物）下壓煤嚴重?！眳羌t林說，如把這部分資源回收，就必須采用建下充填開采方式。

現階段，邢東礦采用以高水充填開采為主、矸石充填開采為輔的建下充填開采方式。高水充填開采要使用大量的高水充填材料和充填袋等，雖然在工藝上經過了優化改進，但仍需較高的開采成本；用于充填的矸石來源于處理井下篩分、巖巷掘進、整修，以矸定產，制約了礦井產量。

日前，國家出臺的《關于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導意見》中提出，到2025年煤矸石、粉煤灰等大宗固廢綜合利用率要達到60%，存量大宗固廢要有序減少，并在煤炭行業推廣“煤矸石井下充填+地面回填”，促進矸石減量?！斑@是莫大的鼓舞，證明我們的路子是對的?！眳羌t林說。

如果滿負荷生產，邢東礦自產的矸石，遠遠不能滿足需要。考慮到矸石充填成本低、效果好、保護環境等特點，此次邢東礦設計智能化矸石充填工作面便采用礦外（邢臺礦、東龐礦）矸石，結合井下自產矸石混合充填，并改進矸石充填工作面裝備和工藝，提高開采效率，達到矸石入井、固廢減排的目的。

算經濟賬，也算環保賬

除了煤矸石，他們的目光還瞄向了建筑垃圾等固體廢物，經過無害化處理，建筑垃圾也能成為很好的井下用充填材料

“現在做夢都想著矸石?！辟Z金明說，“礦上按照充填1噸矸石13元的標準為綜采區結算月度工資總額。全礦的矸石都集中到我這兒，也只能滿足一個班的生產，根本‘吃不飽’?！?/p>

綜采區有107名職工，每天1000多噸煤炭產量影響了職工收入?！凹奔t眼”的賈金明帶著“吃不飽”的工友四處打零工，巷道擴幫、臥底，兄弟單位安裝、拆除設備。

“出大力還不掙錢?！泵吭鹿べY只有5000多元的房曉亮抱怨著，也盼望著地面回料系統早日建成?！暗侥菚r，一個月萬把塊錢工資妥妥的?！辟Z金明說。

“按照精煤戰略要求，邢東礦所產原煤經過汽運全部運往邢臺礦、東龐礦洗煤廠精加工。以前回來是空車，系統建成后將拉回2個礦的矸石?！眳羌t林也在算賬。他說，相比高水充填的材料成本，運輸成本顯然更易接受。

其實，在他心里還有一本大賬——智能化矸石充填工藝解決了建下矸石充填采煤的瓶頸問題，為社會提供了可資借鑒的矸石處理方法，減少了矸石對環境的污染；增強充填效果，有效控制地表移動變形，可廣泛應用于類似條件、類似礦井建下的充填開采；開創利用礦外矸石、運用投料孔投放井下的先河，解放大量呆滯煤炭資源，且不同程度改善了充填效果，延長礦井服務年限10年。

據了解，邢東礦已實現地面對11233工作面所有設備的一鍵啟停。動力、皮帶、運輸、地面矸石投料4個分控中心正處于緊張的安裝調試階段。

下一步，附近東龐礦、邢臺礦等地的矸石到位后，除滿足11233工作面生產需要外，還會開辟1100采區南翼的條帶工作面煤柱新戰場。

“到那時，充填開采的成本會更低，企業效益會更好?！眳羌t林透露，除了煤矸石，他們的目光還瞄向了建筑垃圾等固體廢物，經過無害化處理，建筑垃圾也能成為很好的井下用充填材料。