近日，由中國煤科武漢設計院自主研發的“白堊系極軟地層煤礦采空區矸石漿體充填與灌漿防滅火一體化系統”在華潤電力(錫林郭勒)煤業有限公司西一礦正式投入運行。該系統創新性地將矸石井下充填與防滅火灌漿功能合二為一，年處理能力達50萬噸，實現了三軟地層礦井矸石充填技術的重要突破。

據了解，西一礦地處白堊系三軟地層區，具有頂板垮落快、矸石含泥量大等特殊地質條件。傳統的地面堆存方式不僅占用土地資源，還存在環境污染風險。而常規的采空區充填技術又面臨充填時域難確定、矸石成漿輸送困難等技術瓶頸。

“這套系統成功攻克了極軟地層矸石處置的三大技術難題。”中國煤科武漢設計院生態（深地）技術研究院副院長陳虎介紹。研發團隊通過建立工作面推進過程中冒落帶空隙空間的動態演化模型，創新性地提出了適用于白堊系地層充填時域與靶區的計算方法。基于這一理論突破，團隊進一步研發了白堊系地層條件下充填層位、采充步距、充填壓力等工藝參數的量化設計工具，成功實現了白堊系地層矸石井下規模化處置的高效運行。該團隊創新開發了集分選、破碎、制漿與泵送于一體的連續化工藝系統。在分選環節，采用改進的TDS智能分選系統將矸石泥化率控制在系統健康運行要求以下。在破碎環節，通過重構破碎篩分工藝鏈，制備出性能穩定的矸石級配料。最后運用由中國煤科武漢設計院自主研發的高濃度粗顆粒漿體輸送技術，成功攻克矸石漿體管道輸送這一行業瓶頸。

值得關注的是，這套系統實現了資源循環利用與安全生產的雙重突破。一方面，將礦井矸石和電廠粉煤灰轉化為防滅火材料，實現了固廢材料的資源化利用。另一方面，通過建立矸石充填、防滅火灌漿協同管理模型，使系統利用效率提升40%以上。經測算，項目全面實施后，每年可減少矸石和粉煤灰處置費用超700萬元，節約建設用地5000㎡。

中國煤科武漢設計院總工程師辛德林稱，“該技術創造了‘以廢治災、變廢為寶’的綠色開采新模式，為煤炭行業“無廢”目標實現提供了可復制的技術方案。”目前，該技術已申請專利3項，發表學術論文3篇，將在全國類似條件的礦井推廣應用。

這一創新成果標志著我國在特殊地質條件下綠色開采技術取得重要進展，對推動煤炭行業高質量發展具有重要意義。下一步，研發團隊將繼續優化系統參數，為構建清潔低碳、安全高效的能源體系提供技術支撐。