为了绿色矿山的梦想

——飞翼股份充填开采技术与装备研发推广报告（上）

本报记者 徐兰山俞慧友

    “你去过矿山吗？见过矿区地表塌陷，附近耕地干涸开裂吗？见过矿区尾矿库周边污染地带，‘癌症村’的人们绝望无助的眼神吗？……真的惨不忍睹。”刚落座，眼前这位曾载誉“中国最具竞争力品牌”杰出人物、“铁路建设十大风云人物”等称号的中年男人，带着凝重的表情，向记者描述着他所见到的矿区场景。

    正是此般许多国人不曾亲历的“惨不忍睹”，让他带着他的公司，毅然转型，致力于矿山环保机械领域的技术革新与开发。

    从决策到实践，仅仅4年，他的公司已拥有59项矿山充填领域（发明专利21项）专利技术，成为我国拥有矿山绿色开采成套技术及核心装备的独家企业，和唯一一家具诸多矿山成功使用案例的全套充填方案供应商。

    “公司研发团队的每位成员，都有个共同的梦想：运用科技，让矿区安全、环保、高效和绿色的开采。这是件社会效益远超经济效益的大事，也是我们能迅速行动，全力以赴去做的原因。”他眼神中充满自豪与坚毅。

    这，便是张泽武和他的湖南飞翼股份有限公司（以下简称飞翼股份）。

    一个科技实业家的绿色矿山梦想，在这里，从岳麓山脉放飞……

    偶遇：“绿色矿山梦”

    2008年夏天，河北冀中能源峰峰集团某矿区。

    张泽武看望那里的老友。路过一片矸石山（采矿产生的石渣堆积而成）时，“偶遇”的大风，让现场卷起了黄尘毒气弥漫的“沙尘暴”。眼前的景象和无法呼吸的窒息感，让他触目惊心。这些矸石山怎么消除？矿区的十几万老百姓怎么生活？

    席间攀谈中，大家聊到充填开采。简单而言，便是利用采矿伴生的固体废弃物置换有效资源的开采方式。“如果不用充填开采，这里最多只能开采4年。用充填开采置换压煤，便可多开采几十年。还可有效保护环境，避免瓦斯爆炸、透水、冒顶等安全事故发生。”

    张泽武顿感“开窍”：充填开采既能延长矿山使用寿命，又能保护环境，降低安全事故发生概率，保障当地老百姓生命财产安全。这么好的开采方式，为何没“市场”？

    对所有矿山而言，充填开采都极为必要。金属矿、化工矿的无序开采，破坏性和危害性更为严重。尾矿库一旦溃坝，会导致重金属二次污染、山体滑坡、耕地破坏、水资源污染等严重影响环保、民生的问题。国外发达国家早已解决这个问题，采矿充填同步，并有专门法规保障。可国内没有制造充填专用核心设备的企业。光进口整套工业泵，就好几千万。建设使用下来，开采成本增加不少。若不是非充填不可，大家不会选择它。同仁们的议论充满忧心与无奈。

    国内竟无一家企业制造充填工业泵？张泽武想到了自己公司的高性能混凝土输送泵。那是我国首家具独立自主知识产权、7项国家专利、填补了我国高速铁路制梁专用设备在该领域空白的产品。为何不尝试研发充填工业泵？一旦成功，就可以打破国外垄断，有利促进矿山绿色开采在我国的推广。

    一直以振兴民族工业为己任的他，当即决定要和国外充填工业泵制造商“飙劲”。

    回到长沙，张泽武迅速和公司决策层商议。当年，公司正式转型，将研发矿山绿色充填开采核心设备作为主营方向。

    思路决定出路。张泽武和他的研发团队未曾料到，当时他们的选择与转型，既是公司本身的一次成功升级，又开拓了我国绿色矿山环保产业的广阔空间。几年后，飞翼股份成为了撑起我国绿色矿山充填开采产业规模化的中坚力量，行业的领头羊。

    攻坚：装备先行到工艺先行

    “2010全国绿色开采理论与实践研讨会”上，一款由飞翼股份自主研发的200型充填工业泵，吸引了与会专家、企业领导的高度关注：

    这款主要针对矿山充填开采新技术应用、国内目前单位时间内处理方量最大的充填工业泵，结构、性能达到甚至部分性能超过国际先进水平，价格却不到国外同类产品的1/3。

    拥有4项发明专利的液压控制系统，是飞翼股份充填装备的核心技术。它运行稳定可靠，且可实现系统纯液压控制，能适应长时间大排量状态下的连续作业，并能通过电脑联动控制实现故障自诊断。其中，备受业界青睐、飞翼人引以为自豪的双泵组合流液压系统，两组动力单元可并行工作，彼此独立，互为备用，进一步提高了矿山绿色开采的可靠性。

    充填核心装备的自主研发成功，让整个行业为之振奋。随后的矿区应用案例也显示，国产化充填核心装备，完全可替代进口同类产品，应用于煤矿、金属、化工矿的尾矿充填开采、冶金石化行业污水处理和固废弃物处理等领域，为成分复杂的高含固、黏稠物料进行安全可靠的远距离输送。

    飞翼股份转型升级的初衷：利用自身优势，研发充填核心装备。在调研中，张泽武和他的研发团队，却逐步深刻了解到充填开采的“复杂”与“个性化”：有一万座矿山，就有一万种不同地质条件的矿区。充填开采必须根据具体矿区情况，研究配比差异性充填材料，进行个性化工艺设计等，才能利用调配充填工业泵达到充填最佳效果。这也是进口装备，在我国矿山充填开采中容易“水土不服”的重要原因。

    在深度调研和反复论证的基础上，飞翼股份调整了研发力量和创新方案，决定进行充填材料、工艺、全套充填方案设计和装备的一体化研发。“工艺先行，装备随后”，形成了公司独具一格的研发思路。

    克难：膏体充填系统工程

    充填开采主要有水砂充填、抛矸充填、高水充填和膏体（高浓度）充填四种方式。其中膏体充填是目前国内外最为安全环保、先进有效的充填方式，可完全解决地面沉降问题，不会造成废弃物二次污染，基本避免非人为的矿山安全事故。同时，可最大限度的延长矿山服务年限。

    以煤矿为例，如果推广膏体充填，可回收出矿区地表水体、建筑物、铁路下（俗称“三下”）压煤量的75%，延长矿山开采年限至少一倍。

    尾矿膏体充填料浆浓度高，输送时间长，输送距离远。从地面往地下输送过程中的重力作用，容易导致材料分层、离析，还极易堵管，输送难度远大于从地面往上方泵送的模式。

    如何输送，并避免输送过程中堵管，是成套充填开采工艺与装备研发的关键难题。

    飞翼股份通过个性化的技术设计和反复试验，最终研发出一种物料控制方式，成功解决了膏体材料输送过程中的分层、离析等问题，有效和最大程度地降低了堵管风险。

    充填管路根据矿区复杂条件铺设，没有及时有效的检测技术，容易造成严重事故。如何对充填管路的运行状况实时监控，及时发现堵塞部位，并进行处理至关重要。飞翼股份专项研发了充填管路防堵塞压力检测技术，该项发明专利可预警，并能迅速找到故障发生点，使得充填装备解决此类故障的能力大幅提高，保障了公司承接的充填项目能一次性实施成功。

    从装备先行，到工艺技术先行；从装备研发到一体化研发……每一座矿山的充填开采，都是一个系统工程，需要设计个性化的全套充填方案。张泽武和他的研发团队，在充填领域的集成创新，以不同矿区的个性需求为出发点和切入点，收获了系统的技术、工艺和装备发明专利群，使飞翼股份的绿色充填成套技术与装备更为成熟，更为“接地气”与个性化。

    目前，飞翼股份研发的充填开采行业制备、泵送、管道和井下充填开采的成套技术与设备，已达到国际先进水平。矿山绿色开采全套充填工艺方案设计，“工艺+设备”双管齐下的研发方式，使公司具备了各类矿区充填开采“交钥匙”的工程能力。