作为一种绿色开采方式，充填开采如何从示范“盆景”变为全域“风景”？日前召开的2025全国煤矿充填开采大会上，来自煤炭生产企业、科研院校和装备制造企业的代表展开热烈探讨，凝聚共识、共献良策。

“在‘十四五’规划收官与‘十五五’谋篇的关键节点，全行业要以更高站位拓展充填开采‘广度’，坚持创新驱动抢占绿色开采‘智’高点，加强政策协同，打造绿色矿山‘生态圈’，推动煤炭工业绿色转型。”中国煤炭学会理事长刘峰表示。

煤炭企业积极探索充填开采

历经半个多世纪发展，我国煤矿充填开采技术已实现从干式充填到胶结充填、从低浓度充填到高浓度充填、从低效充填到智能化高效充填的跨越。

“中国现代化充填开采在2024年进入以示范充填开采关键技术支撑立体生态矿山的阶段。”河北工程大学副教授赵家巍说。

当前，充填开采已成为煤矿处置固废、置换“三下”压煤、兼顾安全与环保的有效途径，越来越多的煤炭企业开始探索充填开采模式。

近3年来，山东能源集团通过充填开采，置换回收“三下”压煤1700万吨，处理矸石、粉煤灰等固废1500万吨。

面对6.8亿吨“三下”压煤资源，冀中股份公司在邢台矿、梧桐庄矿、东庞矿、大淑村矿的8个工作面实施离层注浆减沉工程。截至目前，该公司累计充填开采优质煤炭396.2万吨，新增销售收入27.7亿元。

国家能源集团神东煤炭公司保德煤矿创新采动覆岩离层注浆充填技术，建成年处理能力达240万吨的充填系统，已累计处置矸石157万吨。

中国煤炭地质总局利用覆岩离层注浆充填开采技术，成功解放山西夏店煤矿工作面“三下”压煤37.6万吨，为矸石规模化处置与地表沉陷控制提供了技术路径。

针对千米深井大采高工作面的特殊条件，中国平煤神马集团创新研发了多功能掘锚一体机等新型装备。

山西三元煤业公司创新研发的“动态离层监测—精准注浆调控”工艺，通过布置监测点捕捉离层空间发育规律，使注浆效率提升30%。

中国工程院院士谢和平提出了“负碳高效充填开采”的构想，在充填过程中协同封存、固化二氧化碳，可实现矿山低碳、零碳乃至负碳开采。

赵家巍指出，当前，西北地区面临巨量煤矸石环保处置等问题，山西面临矿区生态环境保护、大规模矸石井下处置等问题，河北、河南、山东、安徽主要面临建筑物、村庄、公路下以及承压水上煤炭资源安全开采问题。

刘峰表示，各地矿区要立足资源禀赋，以新技术改造老矿井、新设备替换老设备、新标准定义安全环保，推动充填开采由点上示范走向面上铺开。

规模化推广面临多重现实挑战

大会指出，煤矿充填开采技术已在提升资源回收率、控制地表沉降和消纳固废等方面取得显著成效，虽已具备推广条件，但应用率仍不足20%，区域发展不平衡等问题依然突出。

谢和平表示，充填作业成本高、充填作业影响煤炭企业生产效益、充填材料不足是当前充填开采存在的三大问题。充填作业会直接影响采煤速度与出煤量，而大规模充填开采所需的矸石量严重不足，尤其是西部矿区产矸量低，而充填材料需求量约为煤炭采出量的1.3倍。

山东能源集团技术研究总院常务副院长范建国表示，充填开采工艺环节繁杂，多系统装备协同作业精度不足，高效化、智能化、无人化装备仍存在明显差距。

山东天河科技股份有限公司董事长兼总工程师田胜利指出，应用连采连充技术，需频繁拐弯开门作业，无法连续出煤成为效率提升的瓶颈。

中国矿业大学教授王家臣表示，厚煤层高强度开采带来大采出空间、岩层运动剧烈等难题，亟需开展全覆岩运动理论与协同控制技术研究。

“地面工程建设设备多，工艺复杂、建设周期长，耗费成本高。”范建国说。

“当前，充填开采‘感知—决策—执行’闭环的智能管控平台尚未构建。”河北工程大学教授刘建功表示。

在政策层面，大部分省份已落实充填开采资源税减免50%的优惠政策，但政策红利在落地过程中仍面临挑战。生态环境部固体废物与化学品管理技术中心尾矿污染治理研究室主任赵康表示，由于缺乏井下充填的风险评估标准与污染控制标准，项目环评审批困难，企业实践受阻，亟须建立井下充填的风险评估与污染控制标准，为技术推广提供科学依据。

让充填开采更安全高效智能

“要坚持创新驱动，把实验室的公式、论文的图片变成井下的专业场景、智能装备和数字孪生系统。”刘峰强调。

对于具体技术路径，赵家巍提出攻关方向，即开展深地受限空间高流密度选充机器人自主协同技术及示范、西北矿区300万吨级非密实高速原矸充填开采技术及示范、加强立体生态矿山建设中充填开采调控关键技术及示范。

刘峰强调，未来需通过“企业出题、高校破题、院所解题”的协同机制，聚焦“卡脖子”环节，尽快在充填材料低能耗制备、智能控制等方面取得原创性成果。

“未来的充填开采监测需深度融合5G、物联网和数字孪生技术，实现从被动响应到主动优化的转变。”开滦集团林西矿业有限公司副总工程师谢晋说。

山东能源集团将开发基于人工智能的充填开采全链条数智化综合管控平台视为下一步攻关的方向之一。陕煤地质集团将推动煤矸石除泥除水、含铁含杂处理等关键技术突破，实现矸石分级分类综合利用。

刘峰指出，一方面要积极落实国家已经出台的充填开采资源税减征、绿色矿山建设资金奖励、重大技术装备首台套保险等政策，让企业轻装上阵；另一方面，政府部门应加大对绿色开采技术的支持力度，建议各地尽快制定更加优惠的政策措施。

“政企学研应同心同向，携手推动充填开采向更大范围、更深层次、更高质量迈进。”刘峰表示。