五沟矿主采煤层上方覆盖272.9m左右的厚松散含水层，特别是其底部平均厚20.7m的第四含水层，直接覆盖在开采煤系露头之上，给浅部煤层的安全开采构成了明显地威胁。

      矿井初步设计留设了60～91m的防水煤岩柱，压煤近1000万吨，资源损失严重。如何在保证安全的基础上，使煤炭资源开采量最大化?向科技创新要资源、要效益，是必然选择。

      从五沟矿煤层赋存的特点看，采用矸石充填开采效果最为理想。2009年5月1日，该矿与中国矿业大学合作，正式启动含水层下矸石充填开采试验研究项目。充填开采是由综合机械化固体充填采煤技术与现代化矿井普遍采用的综合机械化采煤相匹配，用机械化的方法把矿区的矸石、粉煤灰、建筑垃圾等固体废弃物直接密实充填采空区，在能满足控制岩层移动目标的同时，采出传统技术无法回收的煤炭资源，如“三下”(建筑物、铁路和水体下)压煤、边角煤柱等。充填开采对于推进煤炭生产方式变革、提高煤炭资源利用水平、保护生态环境、建设和谐矿区具有重要意义。

      2010年10月初，五沟煤矿含水层下矸石充填开采技术运用与实施拉开了帷幕，设计首采工作面——CT101工作面，作为安徽省煤炭系统首个充填开采工作面，CT101工作面走向长度512米，倾向长度100米，可采储量21万吨。采用采区布置设计、充填物料输送系统设计、成套技术装备设计与配套、岩层运动预计与地表沉陷控制等技术，以地面矸石、粉煤灰、建筑垃圾等固体废弃物为主的充填材料，通过固体充填物料垂直输送系统输送至井下，再经过皮带输送机运输至充填采煤工作面，借助刮板式充填输送机、采煤与充填一体化液压支架等设备实现采空区的密实充填。2011年8月贯通，11月设备安装完毕，2011年12月8日，五沟矿完成矸石充填开采系统的建设，并进行联合试运转。

      工程技术人员告诉记者，五沟矿充填开采是将矸石在地面经破碎后经投料井直接进入井下矸石仓，再经矸石仓给煤机通过风巷矸石运输皮带机转运至采煤工作面顺槽，通过转载机将充填矸石转运至支架后方的充填开采输送机，充填到采空区，由夯实机构进行夯实，从而达到控制顶板不垮落，有效地解除了“四含水”对工作面回采的威胁、解放水体下压煤，置换出煤炭资源，并控制地表沉陷的目的。

      五沟矿含水层下矸石充填开采，可以将煤炭回采上限由负300米提高到负255米，解放煤炭资源1000多万吨，增加收入12亿元。该矿自觉担当起“含水层下矸石充填开采”的开路先锋，积极构建充填开采科学的技术体系和管理体系，为全省同类型地质条件的矿井，积累和提供成熟的开采经验。■