在毛乌素沙地东南缘地下百余米深处，一场地层“置换手术”正有序推进。在中煤三建阴湾煤矿，项目团队将长期堆存地面、处置压力突出的煤矸石粉碎制粉，掺入粉煤灰、水泥制成膏体，重新注回井下采空条带巷道。膏体凝固后牢牢支撑顶板，从源头遏制地面塌陷。这是阴湾煤矿C52101膏体充填工作面的日常作业场景，也是该矿落地的首块膏体充填开采试验区域。

煤矸石回注井下

包袱变支护骨架

过去，煤炭洗选产生的煤矸石堆置地面，既占用土地，又带来环境隐患，被称为“黑色包袱”。如今在阴湾煤矿，煤矸石就地回返井下，成为维系地层稳定的支护骨架。

充填骨料以煤矸石为主，破碎后粒径控制在10毫米以内。矿井配套洗煤厂年产矸石约10万吨，叠加周边矿井矸石供给，原料保障充足。一线工人形象地比喻：矸石从地层中来，再回到地层中去，如同闺女回娘家——从哪来，回哪去。每立方米膏体的“配方”也已固定：矸石870公斤、水泥540公斤、水445公斤。搅拌好的膏体通过地面充填泵，经管路送到井下，把采空的条带巷道填得严严实实。

C52101工作面是阴湾煤矿第一块充填试验区域。工作面共设计35条条带巷道，总长度超过6300米。每条条带巷道宽6.6米、平均高4.7米，算下来需要充填的体积接近20万立方米——如果灌进标准游泳池，能填满近80个。

这么大的量，怎么保证填得匀？工艺上采用“分层充填、接顶充填”：先用短布料管充底部，等浆体初凝再换长管充中间，最后用中间管接顶。每根布料管都用尼龙绳吊挂在顶板锚杆上，每隔3米固定一处。排气管从高处引出，直到看见浆体返出来，才算“接顶”成功。

管路加压输送挡墙筑牢封堵防线

从地面充填站到井下最远的条带巷道，充填管路全长约1400米。地面与井下高差达127米，靠重力无法自流，必须用泵加压输送。设计流速控制在每秒1.4米左右，泵送压力约4兆帕。

为防范堵管风险，现场采取了一整套措施：矸石必须过筛、除铁器吸走铁块、双回路供电防止突然断电、每班检查管路磨损……集控操作人员实时监控压力曲线，出现异常立即反泵卸压、分段排查。泵送作业如同输液，管路通畅、供料连续是关键。

膏体注入巷道，挡墙是第一道封堵关口。条带巷道两端砌筑厚度60厘米的混凝土砌块挡墙，墙身顶底各掏槽20厘米，保证砂浆饱满；墙外架设单体液压支柱，布设间距不大于80厘米，初撑力不低于90千牛，强化支护约束。挡墙顶部预留80厘米见方的观察孔，覆盖风筒布，充填过程中可掀开观察浆体抬升高度，临近接顶时封闭孔口。每条条带巷道高点布设3根排气管，见浆即关闭。

全链监测研判

防控塌陷风险

充填效果是否可靠，依靠成套监测体系持续核验。目前，首批充填条带巷道已完成接顶，排气管返浆正常、挡墙无渗漏，地表测点初始数据采集完成，后续持续跟踪工作面推进后的地层变化。

据悉，传统开采易诱发顶板垮落、地面开裂、民居倾斜等问题，膏体充填实现顶板主动支撑。C52101工作面充填系统设计能力为每小时200立方米，每日有效充填时长为12小时，月均充填量可达6.7万立方米，一轮充填周期不足3个月。

阴湾煤矿项目部经理欧阳长远表示，后续这套充填工艺将在更多条带工作面推广应用，煤矸石不再是矿井负担，而是守护地层稳定的地下骨架，让煤炭开采不再留下塌陷创伤。

通讯员　李继峰　张良慧