(来源:中国煤炭科工集团)
2026年8月,国家发展改革委、国家能源局联合印发《煤炭工业发展“十五五”规划》,明确提出“因地制宜推广充填开采、离层充填、保水开采等绿色开采技术”,将充填开采提升到煤炭绿色低碳转型的战略高度。针对大宗煤矸石与固废协同处置这一行业共性难题,中国煤科南京设计院以科技研发为核心抓手,深耕煤矿绿色开采领域,构建“设计—科研—装备—工程—运维”全链条技术服务体系,凭借一个个标杆项目、一套套自主装备、一项项关键技术突破,交出充填开采技术创新的亮眼答卷,为煤炭行业绿色低碳转型提供了可复制、可推广的“南京设计院方案”,充分彰显了央企服务能源绿色转型的使命担当。
科研筑基,锻造自主创新硬实力
作为国内较早开展充填开采技术研究的设计单位,南京设计院持续聚焦行业痛点,搭建起“产学研用”一体化自主创新体系。公司先后培养了50余名专业技术人员,形成梯度合理的科研团队。同时建成专业实验室与验证平台,拥有十余项自主知识产权,形成完整的研发闭环。
NJSJY-400H煤矿大流量智能化工业充填泵
核心装备国产化取得重大突破。长期以来,国内大流量充填泵、高端搅拌设备高度依赖进口,是制约充填开采技术大规模推广的关键瓶颈。南京设计院联合业内企业开展协同攻关,成功研制出NJSJY-400H大流量国产化充填泵。该设备突破国内大流量泵送技术瓶颈,理论输送能力达到400立方米/小时,可适配大型矿井规模化充填需求,填补了国内技术空白,实现关键核心装备自主可控。
产研融合,树立示范工程新标杆
南京设计院坚持产学研用深度融合,先后承接十余项充填开采工程及设计项目,覆盖多源固废协同处置、边角资源回收、区间煤柱置换、“三下”采煤、无煤柱开采、生态修复与地质灾害耦合治理等全场景应用,建成一批具有行业影响力的标杆示范工程。
老石旦煤矿充填EPC项目充填站效果图
老石旦项目创新应用分层充填开采工艺,有效处置矿井固废,盘活矿井遗留煤柱、边角煤等呆滞煤炭资源,为资源枯竭型矿井转型脱困探索出成熟可行的工程路径;乌兰色太项目高效回收边角煤与置换煤柱,显著提升回采率、延长矿井服务年限,形成可复制的残煤开采解决方案;苏家坡项目破解“三下”开采难题,开采村庄下大量压覆煤炭资源,大幅削减搬迁配套投入;棋盘井项目应用无煤柱掘巷、充填防火一体化技术,攻克沿空留巷漏浆难题,配套自研防灭火材料,将采空区自燃风险降低80%;丈八崖项目兼顾生态林地保护与采空区隐患治理,实现资源开采与生态安全协同共赢。
数字赋能,推动管控模式智慧升级
顺应煤炭行业智能化转型趋势,南京设计院自主研发了智能化膏体充填开采控制系统,实现充填全流程集中管控、一键启停与实时监测,推动充填开采从“经验管控”向“数字管控”迭代升级。该系统集成了多参数实时监测、智能配比调节、远程故障诊断等功能,全面提升了充填作业效率与施工安全性。针对充填管路易堵塞、磨损难监测、疏通处置效率低等行业痛点,南京设计院进一步研发了充填管路智能化监测与疏通系统,通过在关键管段布设传感设备,构建管路全生命周期数字孪生模型,实现堵塞风险提前预警、磨损状态实时评估、疏通作业智能调度。系统可根据管路运行参数自动识别堵塞位置与严重等级,联动管路疏通装备执行疏通作业,可有效提升管路疏通效率,降低停机时间,为充填开采连续稳定运行提供了坚实保障。
智慧管控平台
依托全链条技术优势,南京设计院主动参与行业技术规则制定,牵头或参与编制多项充填开采领域行业标准、技术指南,为规范充填开采工程设计、施工与运维提供了专业依据,助力行业充填开采技术应用整体规范化发展。
面向未来,中国煤科南京设计院将继续紧扣煤炭行业绿色低碳转型发展需求,持续推进充填开采技术的创新迭代,聚力攻克低成本规模化充填、极端地质条件下充填开采等关键技术课题,进一步完善“装备+工艺+管控”的全链条技术服务能力,为全国煤炭行业绿色转型发展提供更加坚实的科技支撑,在保障国家能源安全、推动生态文明建设的进程中展现更大担当、实现更大作为。