科技日报记者 陈曦
近日，由中煤（天津）生态环境科技有限公司研发的“百万吨级煤矸石新型覆岩隔离注浆充填”技术，成功入选工业和信息化部等部委联合制定的《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录（2025年版）》，为我国煤炭行业的绿色转型提供了关键技术支撑。
煤矸石处置成企业“老大难”
“煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物，也是我国存放量最大的工业固废之一，它的合理处置一直是困扰煤炭企业的老大难问题。”技术研发团队负责人、中煤（天津）生态环境科技有限公司总经理马新青的一番话直指行业核心痛点。他特别强调，在生态环境脆弱的西部煤炭富集区，矸石处置与环境保护之间的矛盾尤为突出。
“针对这些矛盾，我们必须找到一条既能大规模消化煤矸石，又能保护脆弱生态环境的新路径。”马新青介绍，公司为此成立了专业化研发团队，并与中国矿业大学许家林教授团队达成战略合作，率先提出了采用新型覆岩隔离注浆充填技术处置煤矸石的设想。
研发团队围绕“创新链”“产业链”“价值链”协同发展的底层逻辑，最终成功研发出集“处废、保水、减沉、防冲、减震”五大功能于一体的系统性技术。“这不仅仅是处理固废，更是一项能够带来综合环境效益的生态工程。”马新青总结道。
全面破解传统充填工艺困局
与传统技术相比，这项百万吨级的新型充填技术究竟有何过人之处？马新青为我们梳理了八大技术亮点。
“首先，该技术具备大规模处理能力。”马新青介绍，该技术对于千万吨级现代化矿井，年处理煤矸石能力可达300万吨以上，是解决蒙陕地区煤矸石难题的最佳途径。
“第二，也是煤矿企业非常看重的一点，即对井下生产零干扰。”他解释道，该技术全部在地面进行作业，彻底解决了井下传统膏体、固体等充填工艺对矿井产能的制约，能充分释放千万吨级矿井的先进产能。
“第三大亮点在于保水开采。”马新青指出，通过注浆可以有效形成隔水层，降低井下涌水量，保护当地宝贵的地表水含水层，“这是在不影响矿井产量前提下，目前最有效的保水开采技术手段之一，直接践行了黄河流域生态保护的重要指示。”
此外，该技术还能减少矿震发生频次，降低冲击地压能量等级，实现减震防冲；同时，通过防止关键层破断，能有效减少地表下沉，保护地表建（构）筑物。“全部在地面作业，也意味着不增加任何井下安全风险。”马新青补充道，“而从经济性看，相较于井下充填工艺，我们的技术成本更低，更便于煤炭企业接受和推广。”
在谈到核心工艺创新时，马新青的语气中透露出自豪：“我们创新研发了完整的工艺系统，提出了台阶立体布置、两级注浆站布置等全新理念。通过理论推导和大量实验，解决了浆液长距离输送和扩散控制的难题。可以说，我们创造了国内煤矸石充填领域最大处理量、最远输送距离等六项国内第一。”
示范工程成效显著前景广阔
任何先进技术最终都要接受实践的检验。马新青介绍，目前该技术已在国内建成投运了4个百万吨级科技示范项目，包括葫芦素煤矿、大海则煤矿等，累计处理煤矸石已超过770万吨，刷新了国内纪录。
“以鄂尔多斯盆地的葫芦素煤矿项目为例。”马新青用具体数据展示了技术的综合效益，“应用该技术后，注浆工作面的矿井涌水量减少了30%，地表减沉率达到43%，冲击地压能量频次降低了30%。这充分证明了我们‘五位一体’的设计目标是完全可以实现的。”
正是凭借显著的综合效益，该技术此前已被工业和信息化部、国资委、中国科协等部委和机构评选为9项典型案例。
谈及未来，马新青描绘了广阔的应用场景：“首先，是用于煤矸石、粉煤灰等煤基固废的大规模地下处置，节省地表土地，保护土壤与水体环境，助力煤炭企业绿色转型。其次，是实现高效的保水开采，推动煤炭和矿井水双资源型矿井建设。最后，该技术将极大推动‘三下’（建筑物下、铁路下、水体下）压煤资源的安全、环保开采，在保障生态的前提下，提升企业效益，解放宝贵的煤炭资源。”
随着此次入选国家目录，这项百万吨级煤矸石新型覆岩隔离注浆充填技术有望在全国范围内加速推广，为我国煤炭工业的绿色未来注入更强大的科技动能。
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