由河北冀中能源峰峰集团研发的“1+1”或者“N+1”模式的双泵并联膏体泵送技术，获得2013年度中国煤炭工业科技进步一等奖。该技术在峰峰集团成功应用，取得了经济效益和社会效益，具有推广价值。

逼出来的创新

近年来，充填开采作为一种成熟的采煤方法，在国内广泛应用，它对回收呆滞压煤，减缓地表沉陷，处理废弃矸石，减少环境污染具有重大意义。

在实际推广应用中，由于膏体充填泵送能力的限制，致使充填能力低，平均年产量只有30万吨左右，不能满足矿井规模生产的要求，影响了采煤生产能力提升，制约了膏体泵送充填开采技术在煤矿的推广应用。

究其根源，传统的膏体泵送技术的充填时间占总循环用时的1/3以上，泵型小、充填慢、效率低。

如何快速充填、高效充填？峰峰集团研发了“双泵并联高效自动化膏体充填采煤技术”。实践证明，该技术大幅提高了膏体充填系统的泵送能力，彻底解决了膏体充填开采产能偏低的问题。

峰峰集团羊东矿采用这一新工艺后，充填作业效率大大提高。“传统膏体泵送技术是一台泵工作，一旦泵坏了，就会导致堵管等生产事故。”一位操作员说。

“一开始，很多人认为换大泵就行了，‘大马拉小车’，不信不快。可是由于技术问题，大幅提高单一充填泵的能力难以实现，并且泵送能力高的充填泵价格更高，需要进口。”峰峰集团副总工程师张步勤说。

无奈之下，该集团开始自己搞技术创新。双泵并联是两台泵同时工作，各泵的充填管路在经过一定的安全距离后，合流成一条总充填管路，将浆料输送到井下的采空区。“这样一来，两台泵使劲儿，泵送能力就是传统泵送能力的两倍。同时，充填系统投资节省接近一半，充填成本大大降低了。”张步勤说。

解决一道道难题

简单的1+1>2功效提升的背后，峰峰集团攻克了多项技术难关。

在充填管路合流点的选择上，技术人员进行了反复实验。合流点距离短，合流之后并联的双泵之间就会相互干扰，极易造成梗阻，工作效率低。合流点距离长，则需布置两条充填管路，会增加沿程工作阻力，增加投资。最终，在经过反复计算后，羊东矿结合地面充填站、注浆管路沿程工作阻力等布置合流点，取得良好效果。

为了让双泵并联运行收到最佳效果，峰峰集团反复核算工艺参数、设备参数，优化组合方案，把两台充填泵优化组合为一套充填系统，使两台充填泵优化组合后的总体效果达到最优。

泵送速度快了，效率高了，膏体料浆自然增加了一倍。可新的问题又来了，如何保证膏体料浆的流动性，不发生堵管事故？因此，延长浆料的凝固时间，膏体料浆精确合理的配比成为又一个技术难关。

为此，峰峰集团先后创新了膏体配料自动化控制技术、膏体料浆供给量自动化控制技术、双冗余管路自动清洗技术，实现了整个系统的自动化控制。

膏体配料自动化控制技术将煤矸石、粉煤灰、胶结料、水等进行配比，保证了配料精确，充填效果良好。

膏体料浆供给系统利用超声波物位计准确测得料浆缓冲斗里料浆的实时高度，按照料位高度自动控制调节膏体制备量的多少。

管路清洁是避免堵管的保证。双冗余管路自动清洗技术会在膏体泵送结束时自动配水、风，对管道中膏体尾浆进行清洗。

由于输送能力提高，充填速度加快，充填体接顶和凝固时间短，及时控制了顶底板的移动，减小了矿山压力。工作面煤体基本不产生破坏，工作环境得到了改善，一定程度上解决了安全开采的技术难题。同时，由于充填工作面自行留巷，万吨掘进率降低，解决了衔接紧张问题。

截至目前，双泵并联膏体充填技术已在峰峰集团新屯矿、羊东矿、大力公司、新三矿4个矿井进行了推广，平均单产较成果推广前增长了一倍。数据显示，峰峰集团膏体充填每年可增加煤炭产量271.4万吨，减少占用土地6公顷以上。在成本上，平均每吨节约成本15元，年可节约支出4071万元。