实施充填开采 改变煤炭形象
　　矸石山是煤矿环境不友好的重要体现。大量矸石在地面堆存，不仅占用土地，还对周边的空气和水体造成严重影响。另外，矸石在运输、提升和外排过程中，还需要消耗大量的电力、运力，造成能源浪费。
　　为从根本上解决这些问题，冀中能源从研究煤矿开采的矿压显现规律入手，提出了将矸石“资源化”高效利用，置换煤炭资源，进而消灭矸石山的新思路，研究出了一种全新的综合机械化固体充填采煤方法，实现了对煤矿矸石山问题的彻底解决。
　　记者了解到，冀中能源已初步掌握了充填采煤的矿压显现规律：充填采煤条件下，影响工作面矿压显现的岩层范围只有直接顶和基本顶，它们仅是上覆岩层中很小的一部分。其弯曲、沉降和断裂是矿压显现的表现形式，而岩层从弯曲、沉降发展到断裂有两个条件：一是岩层中的最大弯曲拉应力达到其抗拉强度；二是岩层下部所形成的允许空间高度大于岩层允许沉降值。满足这两个条件时候，岩层就会逐渐弯曲、沉降并发展至断裂。如果达不到这两个条件，顶板岩层就不会断裂，矿压显现会比较缓和。
　　在充填采煤实践中，冀中能源利用液压支架和充填体的作用，限制上覆岩层的纵向运动，使顶板弯曲拉应力和允许沉降空间达不到破坏条件。同时，采取相应技术，使充填体充分密实，实现直接顶和基本顶不离层，并通过支架强有力的支撑和充填体对顶板支护的接力，促使直接顶转化为基本顶，增强了矿压显现的控制能力，达到充填采煤控制地表沉降的目的。而这正是充填采煤对矿压显现控制的关键所在。
　　要实现技术突破，还要有装备的支撑。为了全面实践综合机械化充填采煤技术，冀中能源研究了采煤和充填推压联合作业工艺，成功开发了成套充填装备。
　　据该公司工作人员介绍，他们研制了推压式充填液压支架，支架后部带有矸石输送机，运输机每隔一个中部槽就有一个液压控制的卸料孔，矸石自卸料孔放至采空区；支架后底部装有强有力的推压装置，能把输送到采空区的矸石密实推压，起到快速支撑顶板的作用。“该支架的成功研制，实现了采煤和充填在空间上分开、在时间上平行，提高了充填速度和效率，实现了规模化生产。”该工作人员称，他们还设计了充填投料系统，解决了矸石回填井下时的运输问题。
　　此外，冀中能源还开展了充填材料的研究，已成功开发出固体矸石充填技术、矸石膏体充填技术、矸石似膏体充填技术和超高水材料充填技术等一系列适应不同地质条件、适应不同材料需求的成套充填开采关键技术，整个集团公司实现了充填采煤规模化。
　　截至2010年，冀中能源在邢台矿、小屯矿、陶一矿、通顺公司等矿井已经安全回采优质井下煤炭资源230万吨，充填固体废弃物180万吨，取得了较好的经济效益。到今年年底，邢东矿、东庞矿、郭二庄矿、井陉三矿、新三矿、羊东矿、大利公司等矿井也将推广应用该技术。
　　“充填采煤技术，实现了矿区地表沉降可控，为统一规划矿区生态环境提供了技术支撑。”冀中能源集团公司副董事长、副总经理刘建功向记者表示，“仅邢台煤矿就新增可采量5800万吨，延长矿井寿命30年。这一技术能让冀中能源36亿吨、全国137亿吨‘三’下煤炭资源得到解放。”

利用煤矿地热资源 减少碳排放
　　由于煤矿井下开采的特殊工作环境，井下温度常年恒温，同地表冬、夏两季存在巨大温差形成鲜明对比，构建成了一个巨大的地热资源库。因此，煤矿不仅拥有煤炭资源，还拥有丰富的地热资源。这不但是煤矿的一大资源，也是煤矿实现绿色开采、生态运行的一个其他行业无法比拟的得天独厚的有利条件。把这个天然能源提取利用，将是煤炭行业绿色开采、生态运行的一个鲜明特色和亮点。
　　近年来，冀中能源利用矿井常年恒温的特点，成功应用了高效矿井热交换器，利用矿井回风和矿井水同地面空气温差作为能源，提取热量，进行做功，实现了矿井冬季采暖、夏季制冷的目的。这一技术的应用，使生产煤炭的矿井不消耗煤炭，不建锅炉房，有效改善了地面环境，取得了非常好的效果。
　　目前，这项技术已在东庞矿北井、梧桐庄、云驾岭、章村和葛泉等矿井得到推广应用，并取得了成功。应用该技术后，集中能源已拆除矿井锅炉房8座。经测算，这些锅炉房的取消，每年可节约标煤20172吨，实现减排二氧化碳50289吨，减排“碳”13717吨。另外，锅炉房的取消，还可以节省大量运行费和人工费，经济效益和社会效益显著。
　　“仅东庞北井、梧桐庄矿、章村矿、葛泉矿、云驾岭矿应用热泵技术，就拆除空调2000多台。”刘建功表示。
　　记者对此深有体会。去年冬天，记者去章村矿采访时，一走进该矿的办公大楼，一股暖流就扑面而来。当时，该矿相关负责人自豪地向记者介绍：“水源热泵为矿上基本解决了冬季取暖和夏季制冷的全部问题。这项技术的应用，可使章村矿年减少空调运行费138.44万元，年节省煤炭4896吨，减排二氧化碳12729.6吨。”

保护水资源 维护环境生态
　　水是构成生态环境的基本要素，也是维护生态环境的最重要资源之一，要建设生态矿山，必须要保护好水资源。
　　冀中能源目前已掌握了先进的保水开采技术，在开采煤炭资源的同时，利用技术手段实现对水资源的保护：利用先进的探测手段，查清地下水系，科学安排生产，减少采矿活动对地下水系的影响；利用注浆技术，控制地下水的径流，减少地下水涌出；对特殊地区，利用充填技术，控制含水层下沉，保护地下水系；对涌出的地下水，积极开展循环利用，用于井上、井下的生产和绿化，并用回灌系统将多余部分注回地下含水层，实现对水资源的保护和循环利用。
　　梧桐庄矿就是这方面的典型。该矿井下水文地质条件复杂，水压高、突水量大，对煤矿的安全生产构成巨大威胁。通过应用保水开采技术，矿井涌水量由建井初期的每分钟17.5立方米减少至5立方米，有力保证了矿井安全生产。经过过滤、净化处理后的水，可用于矿井防尘、注浆、绿化等各个方面，剩余水量则通过回灌系统注回井下含水层，矿井水达到“零排放”，真正实现了保水采煤。
　　由于排水量的大大减少，仅排水一项，矿井每年就可以节省排水电量约2187.81万千瓦时，节省排水电费约1700万元，实现减排二氧化碳21812.5吨，减排“碳”5950.8吨。另外，在开采过程中，由于保水开采技术的采用，矿井的地下水位几乎没有受到影响，矿井的生态环境得到了有效保护，这对于极端缺水的华北地区，意义非常重大。
　　此外，冀中能源还积极实施“碧水蓝天”工程，开展对生产、生活废水的处理和利用。“十一五”以来，冀中能源共计建设污水处理厂34座，污水日处理能力达到16万立方米以上，水资源综合利用率达到79.3%以上，通过对水资源的科学利用，真正实现了对水资源的保护。

优化产业链 构建循环经济
　　煤炭生产过程中会产生一些“副产品”，造成资源浪费和环境污染，为解决这一问题，冀中能源运用生态循环经济模式优化产业链，将传统的单向直线式经济发展模式变为反馈式循环经济发展模式。其具体做法是：积极打造消耗废品的下游产业，利用循环产业链消解内部工业废弃品，使上一级的废物变为下一级的原料，形成了矿井只有煤炭产品输出，无废水、无废渣、无废气外排。
　　通过近几年的尝试，章村矿这一百年老矿井基本上形成了自己独特的生态循环经济圈，做到了无废物产出，走出了一条“煤－电－建材”的新型工业化道路。
　　章村矿矿井生产的原煤首先进入选煤厂洗选，优质的洗精煤作为工业用煤，用于炼钢和化工；劣质煤以及煤矸石作为坑口电厂的燃料；采矿产生的矿井水经过净化处理后，一部分作为电厂的冷却循环水，一部分作为选煤厂的生产用水，还有一部分作为厂区内生产及生活用水；坑口电厂发的电作为矿井生产和水泥厂生产用电；电厂的粉煤灰和炉渣作为水泥生产的配料；电厂产生的余热为办公区、家属区供暖；水泥厂生产的水泥供矿井生产、维护使用；水泥生产的过程中，利用回转窑产生的余热发电，供水泥生产使用。目前，章村矿的生产模式正在向冀中能源其他条件相似的矿井推广，并已初显成效。
　　近年来，冀中能源以“绿色开采、建设生态矿山”为目标，不断加大科技投入，提高科技创新能力，从2008年以来，已有90多项科技成果达到国际领先或国际先进水平。通过将这些科技成果在矿井进行有机集成，大大促进了其“绿色生态矿山”的建设步伐。□