采空区治理难？临沂这家全国最大的超高水充填企业有妙招

矿山矿石采出后形成的采空区会出现缓慢下沉、垮落，形成很大的安全隐患，如果不及时处理，会造成人员伤亡、地表建筑破坏等危害，地下采空区的治理成为制约矿山发展的一个重要难题，也成为很多科研院校研究的课题。

在山东省兰陵县应急管理局开展的 “大手拉小手”传帮带政策引领下，当地龙头矿企金玺泰集团旗下山东固封源科技有限公司的超高水充填材料走进越来越多周边矿企的视野，并通过实践获得市场认可。

“正在开采的矿山和停产的采空矿区均需要治理，充填法即是主要的治理方法之一。我们最初和有关科研院所研发超高水充填材料，是为了增加采矿安全系数，给自己企业节约开采成本。在兰陵县应急管理局‘大手拉小手’的鼓励支持下，我们把这项技术应用到其他矿企，得到了市场的检验和认可。”刘元朋说。

山东固封源科技有限公司的超高水充填材料生产车间

据介绍，超高水充填材料由甲乙两种组分组成，其中，甲组分主要为硫铝酸盐;乙组分主要为偏铝酸盐，外加剂为缓凝分散剂、复合速凝剂。此材料具有初凝时间短、凝结后强度高、强度稳定的优点， 28d单向抗压强度大于 4.5MPa ，且此材料无毒、无味、无污染、安全环保。

相比较传统的尾砂胶结充填材料，超高水所制成的浆体具有流动性好、可以实现超大倍线自流充填，同时具有固化速度快( 3至 10 分钟固化)、充填效率高、施工工艺简单、人工劳动量小等优势，同时对环境无污染。在山东固封源科技有限公司的人工湖里，放有实验用的充填材料，水中投放的数百尾锦鲤自由畅游。

“传统的尾沙充填工艺复杂，易跑浆，我们的超高水材料充填仅需一个人就能实现全自动化充填，在采空区外数字操作即可完成材料填充，减少了充填环节的安全隐患。而且充填使用大量矿井废水，达到减少矿井排水费用和保护地面环境的目的。”作为一个安全工程师，刘元朋的项目研发始终把安全和技术突破放在首位。

“固封源项目一经确定立马筹建，97 天进入试生产，我亲自盯项目抓研发抓生产，我对超高水项目超有信心。一般情况下，矿山充填成本约占总采矿成本的 25% — 30% 。固封源研发的超高水充填材料，可以帮助矿产企业降低采矿成本，消除安全隐患，以更低的成本、更高的效率来治理采空区，从而实现本质安全。”站在一个企业执行者的角度，刘元朋算起了经济账。

山东固封源科技有限公司于 2019年 6 月 24 日开始破土动工， 2019 年 10 月 1 日正式投产运行，为我国首个年生产能力 60 万吨的超高水充填材料生产线，是全国最大的超高水生产材料厂，能满足周边 500 公里范围内的矿企使用，对附近矿山、尤其是地下矿的安全开采具有重要意义。目前生产的超高水充填材料主要供走马岭和黄牛岭矿区采空区的充填，能满足矿山充填的需要。为实现高效、环保充填理念，固封源自主建设超高水充填站 3 座(黄牛岭 1# 站、走马岭 2# 站、走马岭 4# 站)，其中走马岭 4# 站( 300m 3 /h )为我国首套连续制浆充填工艺系统。

下一步，山东固封源科技有限公司将开展露天采坑治理等充填材料的研究，以发展绿色矿山，消除采空区安全隐患，支持地方经济建设。