煤矿开采技术论文：浅析我国煤矿的绿色开采技术

煤矿开采技术论文：浅析我国煤矿的绿色开采技术（共8篇）

煤矿开采技术论文：浅析我国煤矿的绿色开采技术 篇1

浅析我国煤矿的绿色开采技术

绿色开采是煤炭开采的发展方向,对提高煤炭采出率、保护生态环境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。本文分析了绿色开采技术,总结了我国煤矿绿色开采方法的发展现状,对科学采矿具有一定的指导意义。

关键词:绿色开采;保水开采;煤与瓦斯共采;充填开采;煤炭地下气化

煤炭开采造成岩层移动破坏,引起岩层中水与瓦斯的流动,导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动,进而造成地表沉陷,导致农田、建筑设施的损坏;煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石,既占用良田,又造成环境污染;随着我国矿井开采深度的不断增加,矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加,强度增大,危及矿井的安全生产。上述问题若得不到有效解决,在未来几十年内,随着能源总需求和煤炭产量的不断增长,煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重,人类的生存和社会发展环境将受到严重威胁。

根据我国的能源资源状况,煤炭作为我国最重要的一次性能源,在未来20年内,其在能源构成中的主体地位将不会改变。2020年我国煤炭消费量将达到40亿t。届时,煤炭产量很可能无法满足工业需求。不能再单纯地通过提高煤炭的产

量缓解煤炭供应的压力,而应该综合考虑发展煤炭循环经济,减少煤炭开采对环境的破坏,而且也应该把“发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采”作为理念,大力发展绿色的采煤技术。煤炭绿色开采体系

煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,绿色开采主要包括以下内容:水资源保护—“保水开采”;瓦斯抽放—“煤与瓦斯共采”;土地与建筑物保护—“充填开采”;排放矸石占用土地污染环境—“煤炭地下气化”等。2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系,随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标,为我国绿色开采技术的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采技术体系, 绿色开采理论依据:(1)关键层理论。

(2)开采对岩层移动的影响及移动规律。(3)水在裂岩体中的渗流规律。

(4)开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。保水开采

保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵,缺水矿区要以水资源保护和利用为主;大水矿区,要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此,保水开采包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流,大量排出地下水;采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通,形成大规模地下水降落漏斗,造成区域含水层水位下降,直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体(河流、湖泊、井泉等)的原来形态,造成部分沟泉水量减少甚至干涸;影响当地居民正常的生产生活,进而影响区域植被生长,甚至土地沙漠化。我国大部分矿区处在干旱半干旱地区,而每年采煤破坏地下水22亿m3,可见保水开采具有重要的意义。煤与瓦斯共采

瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。因此,应该使其资源化,其技术途径有:(1)采前抽采:若能在开采前将煤层内瓦斯抽出,则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于我国大部分煤体透气性低,在本层内抽采瓦斯有难度。

(2)煤与瓦斯共采:开采后围岩压力降低,大量瓦斯在采空区释放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤与瓦斯共采体系。

(3)废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯,因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔,将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后,抽出瓦斯。

(4)回风井回收瓦斯。

(5)煤与瓦斯共采的技术主要有:留巷钻孔法、卸压法等。4 充填开采

我国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题,充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况,有效减少地表下沉和变形,提高煤矿采出率,保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料的不同,充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。

4.1 矸石充填利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。

(1)抛矸机抛矸充填。将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场,经翻车机卸载后,矸石经破碎机破碎,而后进入矸石仓。通过矸石仓下口,胶带或刮板输送机将破碎后的矸石运入上下山,而后由胶带或刮板输送机转载进入采煤工

作面回风平巷,再由工作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部,由抛矸胶带输送机向采空区抛矸充填。

(2)刮板输送机卸矸充填。充填装备由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输送机组成。在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件,采用可调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽,悬挂是为了增加充填垂直高度。输送机中部溜槽按顺序连接,并与机头和机尾组成整部刮板输送机。每2节中部溜槽设置1个溜矸孔,溜矸孔开在溜槽的中板上。由电机车牵引矸石矿车至采区矸石车场,通过翻车机卸载,矸石经转载机、破碎机进入矸石仓。破碎后的矸石经上下山输送机、平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机,在采空区卸载。

(3)风力抛矸充填。风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的1/2~1/3。并且要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。矸石经充填机、充填管路充填采空区。一般采煤机割两刀煤充填一次,充填步距1.2~1.6 m,每次充填长度6~9 m,工作面每向前推进50~100 m,充填机前移一次。机械矸石充填对充填材料要求不严格,使用设备也较少,在我国山东矿区发展较快,有推广趋势。

4.2 水砂充填水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。我国早在20世纪

初就开始应用水砂充填采煤法,目前水砂充填技术已经十分成熟。在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。在贮砂室,砂与水混合成砂浆,经充填管路送至工作面采空区,并在采空区脱水,砂子形成充填体,废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池,经沉淀后,澄清的水流入水仓,用水泵经排水管将水排至地面贮水池,以供循环利用。水砂充填采煤法充填致密,可减少煤尘危害,能有效地控制地表下沉和变形,但井上下充填系统复杂,设备及设施投资大,充填材料昂贵,提高了吨煤成本。

4.3 膏体充填膏体充填技术是1979年在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的,由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点,这项技术试验成功以后在金属矿山得到较快的发展,在包括中国在内的许多国家得到应用。为解放村庄压煤,提高开采上限,提高煤炭资源采出率,延长矿井服务年限,太平煤矿与中国矿业大学合作开展了固体废物膏体充填不迁村采煤技术的研究。太平煤矿膏体充填系统是我国煤矿第一个膏体充填示范工程,2006年5月工业性试采取得成功。膏体充填采煤技术主要由三部分组成,即充填材料、充填设备与工艺、采动岩层充填控制理论。膏体是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等组成,由地面设备加工而成的类似牙膏的流体,具有十分良好的流动性和可泵性。充填时,膏

体通过巷道中的管路,由充填泵提供动力,输送到液压支架后的采空区。膏体充填技术的核心是膏体充填材料,膏体充填材料的强度对膏体充填的效果起决定作用。膏体充填后,地表下沉减小。膏体充填开采是绿色开采技术的重要组成部分,是解决煤矿开采环境问题的理想途径,是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。煤炭地下气化

煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体。可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。煤炭地下气化是一种整体绿色开采技术。它开始于英国1912年,由于热值低、成本高而未得到发展。我国于1958-1960年曾在16个矿区进行试验,于1962年停止,1984年又开始了新的试验,1994年达到连续产气295 d,产气量为200 m3/h,热值13.81~17.57 MJ /m3,采用的是有井式、长通道、大断面的煤炭地下气化方法。2005年中国矿业大学与重庆中梁山矿业集团合作实现了连续稳定生产优质水煤气和混合煤气。但是,地下煤炭气化燃烧产生的苯和酚是致癌物质,有可能毒化水资源;燃烧形成的大量二氧化碳对空气也是严重的污染。目前我国的地下气化技术仍处于工业试验阶段,有很多问题需要去研究和探索。结 语

资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路。要实现绿色开采,需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。绿色采矿可以减少环境污染,还能带来良好的社会经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分,相信随着绿色开采的不断发展和完善,煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用,为人类与自然的协调发展做出贡献。

参考文献: [1]刘开明.优化配煤生产优质焦炭[J].燃料与化工,2006,37(5):8-10.[2]缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报, 2009(3):1-13.[3]黄庆享.煤炭资源绿色开采[J].陕西煤炭.2008(03):18-21.[4]徐 睿,谢亚涛,周坤鹏.煤炭绿色保水开采[J].矿业快报,2008(6):20-22.

煤矿开采技术论文：浅析我国煤矿的绿色开采技术 篇2

煤炭绿色开采, 其主要的途径就是在煤矿开采的过程中, 采用各种先进的科学方法尽最大可能或者防止煤矿开采对生态环境以及其它的资源造成不良的影响, 最终的目标则是获得最大的环境效益、经济效益和社会效益。

煤炭绿色开采的内涵即是尽量减轻煤炭开采过程中对环境的破坏程度, 形成一种让资源开采与环境协调发展的开采技术。其主要体现在:对开采煤矿的技术进行改革, 以减少对地表的扰动和水土的破坏;降低废弃物的排放量;重新利用矿山上的废弃物, 实现循环经济。在此过程中, 是将岩层控制理论作为基础, 在本质上改革煤矿开采的技术。

2 我国煤炭绿色开采技术

2.1 保水开采

保水开采指的是运用合理的地面注浆和采煤工艺技术等措施, 在开采煤炭的过程中尽量避免破坏到地下水资源和地表层, 进而能够保护和充分地利用矿井水资源。在开采煤矿之后, 将会引起上腹岩层中的关键部位发生断裂, 就造成了此区域内的地下水形成下降漏斗。比山西大同煤矿开采区, 大多数的顶板均是后坚硬岩层, 当开采完煤矿之后, 地板的从井下采空区一直到地表都将有地板裂缝形成, 这就会使顶板上部的含水层中的水资源透过这些裂缝流失, 导致了地下水资源枯竭。

能否重新恢复地下水位, 主要依赖于推进工作面后上覆岩层中是否有软弱岩层经重新压实, 造成裂缝闭合进而出现多条隔水带。保水开采技术在我国西北干旱缺水矿区应用较广泛, 均把保水开采技术当做煤矿绿色开采技术的核心。目前, 相关技术研究人员正在研究如何维持隔水层的稳定性, 即是对岩层运动的有效控制, 实现隔水层“O”形集中裂缝带的“裂隙弥散”, 这就有效地阻止了裂缝带的形成。

2.2 减沉开采

减沉开采技术主要涉及到充填开采与条带开采。而目前, 条带开采技术的缺点十分明显, 它的采出率比较低, 这就导致了很多煤炭资源不必要的浪费;充填开采技术的缺点也比较明显, 它的充填成本相比于煤炭的价格有些高、所需充填量极大、填充材料来源不足、充填方法也不能保证煤矿开采的高效性。为了能使充填的成本尽量降低, 有关学者以“关键层理论”为基础, 提出了条带充填的开采技术, 实践证明, 条带开采技术能有效防止开采沉陷, 并得到广大应用。近几年来, 我国在大屯、抚顺、兖州等地区的煤矿开采区运用在采空区上方离层裂缝注浆填充法, 也能有效地控制下沉量和下沉速度。

2.3 共同开采煤和瓦斯

瓦斯是一种新的能源, 不仅能够用于发电, 还能用于居民生活燃料、化工原料和工业燃料。所以, 对于有些含瓦斯量较高的煤层, 就应该全面分析该地区岩层的运动特点, 在开采煤炭资源的同时还能充分挖掘出瓦斯, 以提高煤矿开采的经济效益。此外, 还必须严格监视矿井内的瓦斯含有量, 防止发生安全事故, 把高瓦斯煤层转变成低瓦斯煤层, 进行可以安全开采。

2.4 综合利用煤矸石

煤矿单位在降低矸石排放时, 一般是在煤层内部布置井下巷道, 还能够结合煤矸石的各项特征, 将其综合利用。通常煤矸石分成两种:其一, 在建设和挖掘煤矿井的过程中产生的矸石, 也称为“岩矸”, 这就通过运输车将矸石直接运输到采空区进行充填, 或者充填废弃的井下巷道, 或者置换煤柱等;其二, 在煤炭的洗煤加工过程中形成的附产品, 比如洗选煤泥、筛上物和矸石等, 还可以把这种矸石用于供热、发电, 其燃烧产物还能后进行制造陶粒、混凝土、砖、水泥、砌砖等。

2.5 煤炭低下气化技术

煤炭低下气化是一种效果较好的煤炭绿色开采技术, 该种技术通过实践证明, 有着出色的效果和广泛的应用前景。煤炭低下气化技术的主要特征就是直接将地层中的煤炭转化成煤气, 再由煤气管道运输到电厂、工厂、家庭等用户, 这就将低下作业发展成采气作业, 是一种先进的煤炭开采新工艺, 值得深入研究和推广。

3 结语

随着我国国民经济的快速发展, 国家全面推行可持续发展的战略目标, 采用煤矿的绿色开采技术是环境、经济、社会发展的必然选择。因此, 煤矿开采单位要坚持以科学发展观为核心思想, 努力构建环境友好型和资源节约型的社会, 为煤炭的长远发展和人们的生活质量做出意义深远的贡献。此外, 煤炭的绿色开采还存在一系列的技术瓶颈, 这就要求相关学者投入更深入的研究, 为煤矿绿色生产提供技术支持。

摘要：我国煤矿资源丰富, 其中在一次能源中煤炭大约占到了79%, 因此, 煤炭资源将依然会是我国未来数年中主要的能源。然而, 我国对煤矿开采的规模不断增加, 也对生态造成了严重的破坏, 比如:土地沙漠化严重、地下水严重枯竭、农田植被破坏严重等, 这既影响到人们的生活质量, 还将会阻碍我国可持续发展战略的实施。因此, 在煤矿的开采过程中, 技术人员应该采取科学的、先进的绿色开采技术, 与生态环境协调发展, 以实现“低开采, 高利用, 低废弃”的经营目标, 构建绿色煤炭工业体系。本文解释了煤炭绿色开采的基本概念及内涵, 并提出了一些可供参考的绿色开采技术, 希望能给读者一些帮助。

关键词：煤矿开采,绿色开采技术,可持续发展,生态平衡

参考文献

[1]缪协兴, 钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报, 2009 (1) .

[2]刘建庄, 王作棠, 黄温刚, 等.浅谈煤矿绿色开采技术[J].矿山机械, 2010 (18) .

[3]田立波, 刘帆, 陈忠良.中国煤炭资源绿色开采技术进程与现状[J].能源技术与管理, 2010 (4) .

浅析我国煤矿的绿色开采技术 篇3

【关键词】煤矿掘进；绿色开采

根据我国的能源资源状况，煤炭作为我国最重要的一次性能源，在未来20年内，其在能源构成中的主体地位将不会改变。2020年我国煤炭消费量将达到40亿t。届时，煤炭产量很可能无法满足工业需求。不能再单纯地通过提高煤炭的产量缓解煤炭供应的压力，而应该综合考虑发展煤炭循环经济，减少煤炭开采对环境的破坏，而且也应该把“发展煤炭循环经济，实现煤炭绿色开采”作为理念，大力发展绿色的采煤技术。

1.煤炭绿色开采体系

煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术，在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，绿色开采主要包括以下内容：水资源保护—“保水开采”；瓦斯抽放—“煤与瓦斯共采”；土地与建筑物保护—“充填开采”；排放矸石占用土地污染环境—“煤炭地下气化”等。2003年，中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系，随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标，为我国绿色开采技术的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采技术体系，绿色开采理论依据：

（1）关键层理论。

（2）开采对岩层移动的影响及移动规律。

（3）水在裂岩体中的渗流规律。

（4）开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。

2.减沉开采

减沉开采技术主要包括条带开采与充填开采。条带开采技术存在的主要问题是采出率低、浪费大量煤炭资源；而传统的全部充填开采技术存在的主要问题是充填成本相对煤炭价格偏高、充填材料来源受限、充填量大、充填工艺不能适应煤矿高效开采要求。为了降低充填成本，基于“关键层理论”，相关学者提出了部分充填（条带充填）控制开采沉陷的思路，并推广应用。近年来，我国在兖州、抚顺、大屯等矿区应用采空区上方离层裂隙注浆充填法也起到了减缓下沉速度和下沉量的作用，但开发廉价、性能优良的充填材料和提高对岩层移动控制规律的认识势在必行。

3.煤与瓦斯共采

瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。因此，应该使其资源化，其技术途径有：

（1）采前抽采：若能在开采前将煤层内瓦斯抽出，则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于我国大部分煤体透气性低，在本层内抽采瓦斯有难度。

（2）煤与瓦斯共采：开采后围岩压力降低，大量瓦斯在采空区释放，有利于瓦斯抽采，因此形成煤与瓦斯共采体系。

（3）废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯，因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔，将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后，抽出瓦斯。

（4）回风井回收瓦斯。

（5）煤与瓦斯共采的技术主要有：留巷钻孔法、卸压法等。

4.充填开采

我国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题，充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现，改善采场和巷道维护状况，有效减少地表下沉和变形，提高煤矿采出率，保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料的不同，充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。

4.1矸石充填

利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法，既可以减少煤矿固体废弃物排放，又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率，是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。

（1）抛矸机抛矸充填。将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场，经翻车机卸载后，矸石经破碎机破碎，而后进入矸石仓。通过矸石仓下口，胶带或刮板输送机将破碎后的矸石运入上下山，而后由胶带或刮板输送机转载进入采煤工作面回风平巷，再由工作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部，由抛矸胶带输送机向采空区抛矸充填。

（2）刮板输送机卸矸充填。充填装备由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输送机组成。在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件，采用可调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽，悬挂是为了增加充填垂直高度。输送机中部溜槽按顺序连接，并与机头和机尾组成整部刮板输送机。每2节中部溜槽设置1个溜矸孔，溜矸孔开在溜槽的中板上。由电机车牵引矸石矿车至采区矸石车场，通过翻车机卸载，矸石经转载机、破碎机进入矸石仓。破碎后的矸石经上下山输送机、平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机，在采空区卸载。

（3）风力抛矸充填。风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的1/2～1/3。并且要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。矸石经充填机、充填管路充填采空区。一般采煤机割两刀煤充填一次，充填步距1.2～1.6m，每次充填长度6～9m，工作面每向前推进50～100m，充填机前移一次。机械矸石充填对充填材料要求不严格，使用设备也较少，在我国山东矿区发展较快，有推广趋势。

4.2水砂充填

水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。我国早在20世纪初就开始应用水砂充填采煤法，目前水砂充填技术已经十分成熟。在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。在贮砂室，砂与水混合成砂浆，经充填管路送至工作面采空区，并在采空区脱水，砂子形成充填体，废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池，经沉淀后，澄清的水流入水仓，用水泵经排水管将水排至地面贮水池，以供循环利用。水砂充填采煤法充填致密，可减少煤尘危害，能有效地控制地表下沉和变形，但井上下充填系统复杂，设备及设施投资大，充填材料昂贵，提高了吨煤成本。

5.结语

绿色开采是针对煤炭大量开采造成的环境问题提出的，本文主要阐述了煤炭绿色开采的方法，并介绍了当前我国煤炭绿色开采的现状。绿色开采不仅能减少环境污染，还能带来良好的社会经济效益。因此，绿色开采的进一步实施能为人类与自然的协调发展做出应有的贡献。 [科]

【参考文献】

[1]周加启，李钱坤.推广综采充填技术 实现矿井绿色开采[J].山东煤炭科技，2011（01）.

[2]曹伟康，徐建文，高鹏飞，张海君.发展循环经济 推进绿色开采[J].煤炭技术，2011（01）.

煤矿开采技术毕业实习大纲 篇4

业

实

习

大

纲

（煤矿开采技术专业）

昆明冶金高等专科学校矿业学院

采煤工程教研室 2011年12月22日

毕

业

实

习

大

纲

（煤矿开采技术）

一、毕业实习的目的和任务

毕业实习是学生学完所有课程后，进行毕业之前的一个重要教学环节。其目的和任务是：

1、向实习矿井的工程技术人员和工人学习，培养和加强学生为实现祖国社会主义现代化而贡献力量的决心，培养和加强热爱专业的思想感情。

2、理论联系实际，学习生产实际的专业科学技术和组织管理知识，掌握实际调查研究的方法，提高分析和解决实际问题的能力。

3、为进行毕业设计所需的资料。

二、实习内容

（一）、在矿区概况及井田地质特征方面，学习应通过实习了解矿区的地理位置。交通情况。地形特征、气候条件、主导风向、最大风速、土壤冻结深度。最高洪水位、地面河流湖泊、建筑物和铁路分布、降雨量、矿区的水、电。建筑材料等供应情况。

井田的勘探程度，煤系地层的特征，地质结构的分布和特征，水文地质情况，主要含水层的分布，矿井涌水量，以及其他影响开采的地质特征等。

煤的牌号，工业用途，煤质软硬，自燃性，含瓦斯性，煤尘爆炸性等。

（二）、在井田境界和储量方面，应了解实习矿井的井田境界划分的情况，及其划分的依据，井田的走向长度和倾斜长度，井田的水平面积。

井田的地质勘探类型，勘探线钻孔的分布，储量等级的圈定，实际确定的煤层可采厚度。井田按不同水平（或按标高）计算的工业储量和可采储量。储量计算方法。井田内各种安全煤柱（井田边界。井筒、工业广场、地面建筑物及河流等）的留设方法，矿区的岩石移动角（α、β、γ、λ）和这些永久性煤柱的煤炭损失量。

矿井开采损失的计算方法和煤炭损失量。采区护巷煤柱回收率。

（三）在矿井的工作制度和年产量，服务年限方面。应了解矿井每年实际生产天数、每天的工作制度，出煤数、每班工作小时候数。矿井的设计生产能力和实际年产能力、各水平的服务年限。了解确定矿井设计能力的依据。矿井的年产量与开采条件是否相符，个辅助环节的能力（提升、运输、通风等）是否想适应。

（四）在井田的开拓方面。了解矿井的开拓方式：主、副、风井的形式，数目，位置及布置方式，矿井安全出口的设置情况。开采水平的划分，上、下的开采情况，煤层群分组的情况，以及这些划分的决定的依据合理性分析。开采水平高度及阶段尺寸的确定及其依据，主要开拓巷道布置（主要石门，采区石门、运输大巷、总回风道等）及其依据，采区的布置，划分及尺寸的确定及其依据。

（五）在矿井基本巷道方面。应了解主，副，风井的断面形状。尺寸断面布置，井壁材料及厚度。井底车场的形式和布置方式。硐室的布置，调车方式，通过能力。井底车场的开拓工程量。主要运输大巷的布置、运输方式、通过能力。井底车场的开拓工程量。主要运输大巷的布置、运输方式、运输设备的技术特征，运输大巷的断面形式，规格和支护方式。主要石门，总回风道的布置断面形式、断面尺寸、支护方式。矿井三个煤量是否符合规定，采区接替关系如何。各种基本巷道的掘进和维护费用。

（六）在采煤方法和采区巷道布置方面。应了解矿井可采煤层的赋存(厚度、倾角、煤层结构)情况。地质构造的分布、围岩情况。煤层瓦斯涌出量，含水情况，自然性，煤尘爆炸性，其他与开采有关的煤层自燃地质特征。

矿井主要的采煤方法，机械化程度、回采工作面长度，推进度（月进度）。原煤层开采时，分层厚度。矿井现用采煤方法的合理性进行分析。

主要采煤方法的破、装煤工艺方式，设备型号、规格，使用情况。运输机型号、技术特征、铺设长度、防滑装置。推移方法。工作面支护形式、支架型号和技术特征、支架布置方式和规格。工作面上、下出口支护方式，采空区处理方法，控顶距及放顶距，特种支架类型，假设方法及规格，回柱方法和设备，人工假顶材料，规格和铺设方法，充填方式，各工艺过程的安全注意事项。

回采工作面循环左右情况，循环方式和循环率及作业方式各工序的安排，劳动组织。循环作业图标，各班个工种出勤人数，主要技术经济指标。

为计算回采工作面劳动生产率及吨煤成本，应了解：回采工作面定员方法及劳动人数；工作面的计划与实际的劳动生产率和吨煤成本指标，以及计划成本的计算方法；回采巷道平均每天修理木棚架数；工作面坑木复用率和坑木消耗构成。工作面金属支柱、金属顶梁的实际丢失率和平均消耗率，回采工作面的材料消耗定额（或计划指标）。通过劳动工资科了解并收集现行《劳动定额手册的使用方法，各种类型（炮采、机采、综合）采煤队的工人平均日工资（包括基本工资、奖金、津贴）。通过计划可查阅作业计划，了解并摘抄各种类型回采工作面的材料消耗定额（或计划指标及劳动生产率指标，了解作业计划内容、编制的步骤和方法。通过财务科查阅矿井固定资本台帐（固定资产卡片）摘抄工作面采煤、运输支架、回柱放顶设备型号、原始价值、服务年限、残值、及清理费用，以及它们的确定方法。查阅《矿区材料计划价格》摘抄回采工作面所用的各种材料、电力计划价格。

对主要可采煤层的采煤方法和回采工艺应进行详细了解并加以分析论证。

采区巷道布置方面应了解采区走向长度、区段斜长和数目、各种煤柱的尺寸以及这些尺寸确定的依据。了解采区上（下）山，区段平巷区段集中平巷和它们之间联络巷道的形式，布置方式及其确定依据。了解并分析采区煤层开采顺序，同时生产的煤层和 回采工作面数目，上下分层，上下煤层，上下区段同时回采工作面的超前距离，了解并分析采区通风系统和通风设施，运输（包括煤,材料设备系统，供电及其他生产系统。

了解并分析采区上、中、下部车场形式，线路布置。调车方式。特别是采区下部车场的线路设计情况，了解并分析采区煤仓的形式，规格，容量，支护方式，采区绞车房位置，绞车型号，技术特征，平面布置，硐室尺寸及支护方式，采区变电房硐室的位置，平面布置，设备类型，型号，技术特征，硐室尺寸。

了解并分析采区各主要巷道断面和 支护方式，掘进方法，使用的 设备型号和技术特征，掘进作业方式，掘进速度。

了解并分析一个采区的工作面接替安排，采掘关系，采区的产量递增，递减期和 正常生产期。

了解并分析采区年产量及采区回采率，各种采区巷道的掘进和 维护费用。

（七）矿井运输方面：了解并分析以下内容：

（1）全矿煤、矸石、材料设备、人员的井下（从回采工作面到井底车场）运输系统。绘制井下运输系统示意图，说明各个运输环节的运输方式和 设备型号、规格、运输距离和货载量。

（2）采区运输：回采工作面、区段平巷(顺槽)区段集中巷，采区上（下）山等各个环节使用的运煤设备类型，规格和数量。运输距离，运输设备的运输能力，分析实际运输工作情况：如是否满足运输要求，运转是否正常，存在问题及原因，改善措施等。采区辅助运输方式，轨道上（下）山绞车型号，规格，电动机功率，钢丝绳规格，轨道型号，运输货载量，运输距离，一次提升矿车数，设备运输能力并分析实际运输情况是否满足要求，运转是否正常，存在问题及原因，改善措施等。了解中间辅助运输方式，运输距离及运输能力，采区运输 费用。，（3）大巷运输：电机车，运输时，电机车型号，规格和供电电压，矿车型号和规格，列车组成，电机车和矿车总台数，运输能力，分析实际运输工作是否满足要求，运转是否正常，存在问题及原因，改善措施等。大巷运输费用，胶带输送机运输时，设备类型，规格和台数，牵引机构规格、电动机功率，巷道倾角有无变化，运输费用，工作可靠性，胶带运输机运输费用。

（八）矿井提升方面，了解并分析提升方式，箕斗和罐笼类型和容量，绞车型号，最大提升速度，绞筒直径和宽度，钢丝绳规格，安全系数，天轮直径卸载高度，一次提升时间，每日净提升时间，井架高度提升机与井筒的相对位置，实际提升能力，电动机功率，提升电能消耗和 提升费用，多绳轮提升时，还应注意了解主尾绳规格及数量，容器中心距离是否需要用导向轮，导向轮规格，钢丝绳在摩擦轮上的 围包前摩擦轮的衬垫材料，钢丝绳有无打滑现象及其原因，防滑措施，井塔高度尺寸。

斜井胶带输送机提升时，提升长度，倾角，胶带速度，设计运输能力和实际运输能力，设备选型，规格和台数，电动机功率，驱动方式，传动装置的围包角大小，摩擦衬垫材料，有无打滑现象，牵引钢绳规格和使用寿命，胶带的规格结构和 速度，空重托辊或托滚轮组间距，撒料现象是否严重，工作可靠性。

了解副井提升最大作业的 各种作业情况，了解主、副井提升费用。

（九）通风安全方面应了解和 分析矿井通风系统(抽出式或压入式，中央式，对角或混合式，分区式等)及其确定的依据，进出风井的位置和装备，主扇的 数量和型号，性能曲线，工作风压和风量，反风设施，主要通风构筑物的设置，各煤层回采工作面，掘进工作面，采区各硐室(绞车房，变电所等)和中央各硐室的经验配风量矿井各种型式成支架的 巷道摩擦阻力系数，矿井通风总阻力，自燃风压的取值，地面常年温度，进，回风井底的温度，工作面温度，全矿所需风量的计算方法及风量备用系数的选取，主扇联合运转情况及各主扇的工矿点，全矿及采区风量的调节方法和设施，矿井通风费用，吨煤通风成本，矿井防治瓦斯，煤尘，水，火等灾的情况和安全技术措施。

（十）动力供应及照明方面，应了解全矿供电系统，供电电压等级，地面变电所的布置，变电及配电设备的技术特征，井下中央变电所的设备容量及布置及布置方法，井下供电系统，采区变电所的位置绘制采区变电所设备平面布置图，绘出采区供电系统图并注明电缆和开关型号，规格，调查采区配电点的情况并 绘制出平面布置图及接线方法，了解采区变电所的继电保护正定情况。了解采区供电系统的接地装置情况（局部接地和总接地网的关系等），了解采区供电系统的漏电保护情况，综采工作面的移动变电站和 开关的布置情况，动力变电开关和 电缆的型号，规格。

压气供应方面，应了解空压机站的设置地点，矿井压气的供应系统，空压站压气机的型号，规格，台数，压气机的起动和停车的步骤和方法，锚喷机及其他风动机械的同时工作系数，及其选取方法，矿井压气站每天平均工作时数及每年工作天数，压气机的技术经济指标（包括年压气电耗、压缩1米空气电能，吨煤电耗）。

3照明方向，应了解矿井下固定照明地点的布置，固定照明设施的型号、规格和数量，各种固定照明地点的照明指标。

（十一）矿井排水方面，应了解：

1、井型、瓦斯等级、井口标高、同时开采的水平数，各水平标高各水平正常涌水量及最大涌水量，年正常涌水天数及最大涌水天数，矿井水容重及PH值，矿区电压等级。

2、排水系统并绘制排水系统图。

3、中央水泵房、水仓在井底车场的情况并绘制草图。

4、了解排水管路长度（其中包括泵房内管长，斜井管长、地面管长和吸收、排水管的管路附件。

5、水泵的启动和停车步骤及冲水充水方法。

6、水仓的容重，尺寸及清理水仓的方法。

7、排水设备（包括水泵工作备用和检修台数，排水管路趟数，泵房内管路布置）情况。

8、排水技术经济指标（包括年排水电耗，排1M水电耗，吨

3煤电耗及每度电费）。

三、实习方法

根据上述实习内容的要求，实习按三个阶段进行。

1、一般性了解：通过邀请现场有关工程技术人员作报告，参观查阅矿井地质勘探报告，矿井初步设计说明书，图纸及有关资料等方式，对矿区概况，煤田地质特征，矿井地面布置，以及矿井开拓系统。采煤方法，运输系统，通风系统，排水系统主要机电设备的类型、技术特征、生产能力、动力供应情况，同时对井田储量的计算，井田范围，矿井和水平服务年限，矿井工作制度，矿井在籍人员总数和各类人员比重，效率，全矿吨煤成本及其组成等主要技术经济指标，以及矿井生产中存在的主要问题，做一般性了解，并记录有关的资料。

2、矿井开拓和采煤方法的调查、观测、参加劳动，同工人和工程技术人员座谈及查阅有关资料等方式进行。

矿井其它生产系统的调查，如矿井提升、运输、通风、排水。动力供应，以及安全技术措施等方面的调查。主要也应井上下实际调查，观测的方式进行，借助查阅有关资料，达到了解实际情况，收集有关资料的目的。

四、毕业实习注意事项

（一）严格遵守纪律，遵守矿上规定的规章制度，听报告不得迟到、缺席。井下注意安全、听从工程技术人员的安排和劝告，下井不允许携带烟火、不允许乱碰电缆，按人行道走。

（二）保护国家机密、防止丢失资料及图纸。

（三）加强同学间的团结，互相关心、互相帮组，共同前进。

（四）根据这次实习的目的和任务，不应把这次实习单纯看成为毕业设计搜集资料的过程，而是一次深入实际学习的过程，因此相应做到理论联系实际、虚心向工程技术人员和工人学习，边学习边搜集既符合实际情况又经过分析的实际活资料、而不是只满足于抄录些死资料。

（五）在实习过程中应记好笔记，注意随时记录观测到的数据，以及心得体会，不断地积累资料。

（六）整理资料和编写实习报告时，应尽量用图标来反映、并附上文字说面，要求文字准确、整齐、明晰。

（七）实习前学生必需深入学习实习大纲和设计大纲，准备好必要的实习用品及参考书。

五、实习期间所需参阅主要资料 矿井地质勘探报告及图纸

矿井初步设计（改、扩建设计）说明书及图纸 矿井储量计算资料 矿井月报表 矿井采掘年进度计划 “三量”计算表 各种巷道设计图纸 掘进工作面作业规程

矿井掘进月报表历年来巷道掘进的各项技术经济指标表 采掘设计说明书及图纸 回采工作面作业规程 各种采煤方法技术经济统计表 有关采煤方法的经验总结 矿井提升系统图 矿井井底车场布置图 全矿运输系统图 电机车运输图表 矿井排水系统图 水泵房布置图 井上下供电系统图 采区供电设计资料 矿井压气系统图 全矿通风系统图 避灾线路图

矿井生产计划，完成计划的统计报表 劳动定额手册 材料消费定额 矿区材料价格

矿井技术经济指标统计表

以上资料，可向实习矿井有关部门借阅，对于毕业设计所必需的资料。如地质地形图，主要勘探线剖面图、煤层底板等高线图，矿井储量计算、综合柱状图等，可向矿上申请复印。

六、实习成绩的考核

根据实习报告内容，采用口试提问办法考核，成绩按优、良、中、及格、不及格评定。实习期间若有一次缺席者，成绩按不及格定。

昆明冶金高等专科学校矿业学院

采煤工程教研室

煤矿技术开采专业论文 篇5

关键词： 煤矿开采;采煤工艺;促进生产;设备保障;深矿井开采

1 煤炭开采的意义

煤炭是黑宝石，是工业的食量，是可燃烧的墨色黄金，各行各业都少不了对煤炭的需求;当今社会发展一日千里，在新形式下，煤矿开采技术需要与时俱进，不断进步和臻于完善是行业追求的最高目标，自始至终是采矿学科发展的主题。理论与实践紧密结合才能使得采煤行业不断成熟，因此，在持续发展现代采煤工艺之际，研究多层次、多样化的采煤工艺，建立符合新时代需要的、具有中国特色的采煤工艺理论迫在眉睫。一直以来，由于不断地进步，我国采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的`应用随着时间的推移，随着业内人员的努力，在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度日益提升。

2 采煤方法和工艺

为了提高工作效率，增加企业的经济效益，就要研究开发出各种适宜开采条件的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，以适应开采需要;生产系统和开采布置力求简易实用、高效经济、安全可靠，生产过程监控与科学管理桴鼓相应，彼此增益，相互配套，增加不同矿井煤层在各种条件下的采煤机械化，使用最先进的装备，提升开采工艺，让应用水平更上层楼，为生产服务，提高采煤机械化的程度，增强效益，扩大应用范围。

2.1 各种领先技术，促进生产 埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效技术，现代科技广泛应用，开采技术成套全备，各种技术难题迎刃而解。硬顶板控制手段先进，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，经由岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等一系列的顶板快捷解决方法，俾使直接顶能随采随冒，增加顶煤回收率，还能够基本顶能按定步距垮落，顶煤不仅仅可以轻而易举的被破碎，尚且能够确保工作面的安全工作。有的开采技术能够使顶煤体能随采随冒，提高其回收率，比如硬厚顶煤控制方面的技术;有的技术对工作面的推进度能够大幅度的提高，促进生产效率的提升，比如两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，其特点是工序简单，极大地得到优化，能够对放煤时间有所节省;5.5m宽煤巷锚杆支护技术更是展现了技术的强大作用，工作面高产高效，采煤机被得到充分的使用，综采配套设备重型化，功率巨大。

2.2 缓倾斜薄煤层长壁开采 薄煤层采煤机、刨煤机的使用，适宜特殊的开采条件，体积轻小，便于移动，功率非凡，性能高;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术，促进开采进程，增加刨煤机综采量。

2.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采 支架结构及强度的增强和完善在安全方面有所增加，防倒、防滑双管齐下，顶梁焊缝开裂现象得到控制，以前的工作中，千斤顶常常受到损害，今一并得到缓解。

2.4 各种综采高产高效综采设备保障体系 开机率进一步提高，采掘运设备三位一体，得到完善的自动监控，“支架—围岩”系统亦在其监控范围之内，各种信息比如顶板状态、支护质量、支架位态等都得到及时的反馈，信息全部是自动采集，及时的检测故障，随即的诊断，采煤机在线与离线相结合的“油-磨屑”监测与温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。

3 深矿井开采技术

煤炭资源信息表明，我国煤炭储量虽然巨大，但是浅部储量较少，大部分在1000m以下，量达储藏量的四分之三左右;有鉴于此，井开采技术水平急需提升，深矿井面临的问题亟待解决，开采必须高瞻远瞩，不能急功近利，要永续经营，不断研发心得战略技术，进一步为开发和利用深部煤炭资源发挥作用。当今世界，很多国家的煤炭开采业对深井开采技术高度关注，在波兰、俄罗斯、德国等国家，普遍采用深井开采;在我国，随着煤炭开采量的增加，随着开采规模的大幅度扩张，开采深度日益延伸，对深矿井开采技术十分需求。深部开采由于多方面因素，在生产方面不断滋生出大量的问题，对企业的煤矿生产、对资源的保护、对矿井建设的影响都十分显著。研究深部开采的问题，找出妥善处理的对策，对安全、经济、合理地开发深部煤炭资源颇具价值和研究意义。深矿井开采的关键技术涉及几个方面，瓦斯毒害预防、热害防治、煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、热害治理及深井通风、井巷布置等等。比较关键的是，支护技术的提升、装备的精良方面，深井巷道掘进的速度，尤其需要说明的是软岩巷道需要快速的条件，深井围岩状态和应力场及分布状态的特征研究，此外尚有深井冲击地压防治技术与监测监控技术，二者对开采一样具有影响。

4 采煤技术与环境保护

根据以往经验，提高数值模拟计算和相似材料模拟等，解读煤上岩层的变化，研究地表沉陷原因，找出规律，解决开采资源和地下水资源、地表建筑物的矛盾，总结沉降控制规律，发展其理论，提升充填技术、建筑物防护技术以及重建技术，村庄受到保护以及损害后的修复，等等， 煤炭开采与环境保护，土地复垦和矿井水资源优化和谐统一。开采布置合理，采煤方法先进，不断完善，持续改进，最大的实现开采效益，降低污染和成本，研究开发最具备战略意义的煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采技术与开采布置与煤层地质条件的最合理最环保的匹配。

5 发展绿色开采

绿色是随着时代的发展应运而生的一个概念，涉及保水、建筑物下采煤保护、离层注浆减沉、多种资源共采、条带与充填方式、煤巷科学支护、井下妥善处理等等，不一而足，并且，随着环境的日益破坏，环保的呼声越来越高，小煤矿逐步得到清理，落后生产技术和生产设备相继被淘汰，单井规模得到扩大，采煤方法不断提升，最大限度地减少事故的发生。

6 煤炭地下气化技术

煤炭地下气化开创以来，倍受青睐，它是将处于地下的煤炭采用科学的方法先行处理：把地下煤炭进行加工，完全燃烧之后，产生了可燃气体，易于管理、输送，煤炭地下气化集建井、采煤、气化工艺为一体，具备诸多优点如投资低廉、安全可靠、工期较短、见效快速、节省用工量、效率颇高、低成本、高效益等等，不胜枚举，并且十分符合我国的开采情况，变复杂的物理采煤为化学采煤，通过简易的管道安全快速的把能源供用给用户，大大地提高开采修率，减少了投资，增加了安全，降低了污染。

综上所述，要想提高采矿行业的开采效率，必须精心研磨，黾勉惕厉，知机识变，提高开采技术水平，实行绿色开采，永续经营，推广煤炭地下气化技术，注重安全生产，不断提高开采工艺，为企业的生产竭尽微忱，创造更大的经济效益。

参考文献：

[1]黄庆.煤炭资源绿色开采[M].煤炭工业出版社，.06.

[2]惠功领.我国煤矿充填开采技术现状与发展[J].煤炭工程，2010/02.

煤矿开采技术论文：浅析我国煤矿的绿色开采技术 篇6

山脚树矿南井

黄如平

摘要：本文针对煤矿开采对矿区环境、地表破坏的影响，并以减轻危害程度为目标，根据各个矿区应合理的应用采矿方法和工艺，来防治和控制开采沉陷。关键字：开采沉陷

土地复垦

沉陷控制

煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出，开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水，农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等，这都是开采引起的岩层移动，是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源，有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转，各集团公司都加大了环境的防治和治理，对煤炭事业来说，功在当代，利在千秋。

一.沉陷的防治技术途径

沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑；（1）对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施，来减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。（2）开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。

1.1.1全部充填开采

在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法，其次是风力充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要专门的充填设备和设施，还需要有充足的充填材料。矿井初期投资大，吨煤成本相应的增加。

1.1.2条带开采

根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源，保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动，控制地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护。但该方法采出率低、巷道掘进多，工作面效率低。

1.1.3覆岩离层带充填

根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充填，加固离层带空间，将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构，使离层带的下沉空间不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大，再近一步研究。

1.1.4限厚开采

根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据，确定可开采的煤层厚度，开采是仅回采这一厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低，仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。

1.1.5协调开采

厚煤层分层开采时，合理设计各工作面的开采间距，相互位置与开采顺序，使开采一个煤层（工作面）所产生的地表变形和开采另一个煤层（工作面）所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分，以减少采动引起的地表变形，保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定的错距，因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。

1.1.6 “采-注-采“三步法开采

充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用，应用荷载置换的原理，进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开采，有效的对岩层移动和地表沉陷的控制，解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率，保护了地面建、构筑物，但也存在工艺复杂，成本较大等缺点。

二.土地复垦技术

2.2.1煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦

（1）地下开采产生的大量煤矸石运到地表排放，既占地有污染环境。利用煤矸石作为充填材料，即可使采煤破坏的土地得到恢复，又能减少矸石的额占地。

（2）利用电厂的废弃物--粉煤灰充填沉陷区复垦土地，可以化两害（沉陷区、粉煤灰）为三利（电厂、煤矿、农民三放面有利）。

2.2.2平地和修建梯田复垦

对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带，可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度，应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定，田间坡度的大小和坡向，应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。

2.2.3输排法复垦

开挖排水渠道，将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等，作为蓄水用，是沉陷水淹地重新得到耕种。

2.2.4深挖垫浅复垦

运用人工或机械方法，将局部积水或季节性积水沉陷区下沉大区域挖深，适合养鱼、蓄水灌溉等，用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区，使其成为可种植的耕地。

2.2.5积水区综合利用技术

对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区，科学的综合利用，发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。

2.2.6固体微生物复垦技术

煤矸石添加适量微生物活化剂，经过一个植物生长期（约6个月）就可建立起稳固的植物生长层，形成熟化的土壤。

三.结束语

开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因，有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法，近年在山东有些矿区正在做膏体充填的实验，这种方法可使采场没有或减少垮落带，能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大，输送倍线大，管路易阻塞，如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。

煤矿绿色开采技术的推广与应用 篇7

煤炭在我国能源资源储量中占比达92%, 在社会生产和消费环节, 煤炭占比已经达到我国整体能源的70%左右。而在目前开发利用的新能源中, 太阳能、风能、水能的能量分布不集中, 且利用成本偏高, 暂时还不能大范围利用。因此, 短期内煤炭作为我国工业社会发展的主体能源的地位还不会动摇, 同时在经济可持续发展的大方向指引下, 煤炭行业的绿色发展对我国整体经济的健康发展具有重要意义。为此应双管齐下, 在积极推动发展新能源的同时, 下力气解决煤炭开采和消费过程中带来的环境问题[1]。

目前, 我国煤炭开采存在一系列的问题, 其中水体污染影响最大最广。煤炭开采引起覆岩移动产生大量的岩体裂隙, 成为地下水系的通道, 造成大量地下水流失, 进而影响地表农作物的种植。同时由于煤炭行业的特殊性, 开采出来的煤炭需要经过洗选, 而洗选过程中又要用到大量的水。洗选之后的水里面含有大量的有毒物质, 如果直接排放会对地表造成严重污染。煤炭消费利用的过程中, 同样也会对环境造成污染。例如, 火电厂中燃烧用的动力煤, 燃烧后会向大气中排放许多有毒有害污染物, 造成大气污染。最近几年频发的雾霾其中很大部分就是燃煤排放的污染物引起的。煤炭在利用完之后, 还会残留大量的固体废弃物。例如, 煤炭燃烧之后产生的煤灰、矸碴等, 如果不对这些固体废弃物进行合理处理, 不仅会占用大面积的土地, 而且很有可能会对土地产生污染破坏。

尽管从煤炭的产量和消费来看, 我国已经占到了世界总产量的1/3, 但从整体行业良性健康发展来看, 我国对于世界发达国家的煤炭开采仍然有着不小的差距。我国的煤炭绿色开技术尚处于起步阶段, 许多技术还不成熟, 仍然面临着许多难题。因此, 应加大力气攻破这项技术壁垒, 为实现煤炭行业的健康和可持续发展助力[2]。

2 绿色开采技术理论

煤矿在开采过程中因造成了岩层的运动, 也就是钱鸣高院士谈到的采动的原因, 才从本质上导致了环境问题的产生。岩层运动会在岩体的内部形成“裂隙场”, 对岩层中离层的发育和位置会产生影响, 同时会影响到岩体内部的瓦斯和地下水的渗流规律[3]。综合国内多位专家院士的绿色开采技术研究理论, 大致可以分为以下几方面:煤矿开采引起的地表沉陷;采动岩体中“节理裂隙场”发育以及离层规律;裂隙围岩体中的气体和液体的渗流规律;煤巷支护的围岩控制和应力场分布规律[4]。进行绿色采矿, 必须要了解到该理论是建立在岩层控制的关键层理论的基础之上的, 因为覆岩结构中的关键层控制整个岩层运动对岩体“裂隙场”的发育和形成也起到重要作用[5]。

3 绿色开采技术推广六大核心内容

3.1 针对采空区实施充填开采技术

在煤矿开采的过程中, 利用充填开采可以说是一个很好的解决煤矿开采环境问题的技术。只是因为充填开采的成本在目前来说较高, 在一定程度上限制了煤矿企业广泛应用这项技术。采空区充填开采技术是绿色开采技术的重要内容, 在经济比较发达的地区, 在地面建筑物和农田下进行煤炭开采时, 这项技术的运用显得尤为重要[6]。

如何降低充填开采的成本, 关键在于充填材料的选取, 其中还包括充填材料的力学特性以及充填材料的运输问题等, 这关系到后期的安全性和方便性问题。应用充填开采技术时, 一定要同时协调好充填系统与开采系统。如能彻底解决这些问题, 那么将从根本上改变我国经济较发达地区的开采技术。为了降低充填成本, 根据关键层理论, 要想达到地表不出现沉陷问题, 可以采取仅充填部分采空区, 只实施部分充填, 但要保证充填条带能长期稳定, 未充填采空区的宽度小于覆岩主关键层的初次破断跨距。

3.2 西北缺水地区必须实施保水开采技术

随着工作面的不断推进, 关键层破断之后, 沉陷区地下会形成下降漏斗。如果上覆岩层中含有较为软弱的岩层, 在经过重力致使裂隙闭合, 那么形成的隔水带就可以使地下水位得到恢复。从理论上讲, 隔水带的产生, 会因为雨水的再次补给, 下降漏斗会不复存在[7]。漏斗的形成与消失时间的间隔直接影响到地面生态环境的改变。例如, 淮北矿区形成的多个水位降落漏斗, 正是因为第四含水层与煤系地层相连接, 工作面推进后, 第四含水层的水位持续下降造成。目前淮北临涣矿区近40 km2范围内的第四含水层水位严重下降, 造成了第四含水层水资源的永久性破坏。

纵观历史数据可以发现, 煤层开采形成的裂隙与水位下降有着高度的相关性。在我国西北地区, 因为地表水严重缺乏, 地下水就是该地区极为珍贵的水资源。如果煤矿开采技术运用不当, 形成下降漏斗, 那将对该地区形成灾难性的打击。所以应遵循绿色开采原则, 让保水开采技术在该地区推广应用, 确保地下水位不会下降, 不会对地表生物根系造成影响。

3.3 建筑物和农田下实施减沉技术

煤层开采后, 引起的地表沉陷对地面建筑物和农田会产生较大的破坏。只有通过充填和条带开采方法进行减沉, 才能实现农田复垦并消除地表建筑物的潜在隐患。但是必须认识到条带开采的不足之处, 主关键层对地表的移动过程起到控制作用, 主关键层破断后地表快速下沉。正因为如此, 采空区部分充填开采技术显得尤为重要。它仅仅是对垮落区与离层区进行充填, 或者是只对采空区的局部区域充填, 从而利用上覆关键层、充填体以及留设的煤柱形成共同的组合支撑结构。

3.4 变害为利, 实施瓦斯抽采技术

瓦斯学名甲烷, 属于矿井内的主要有害气体, 但是它也是一种高热能的清洁能源。根据煤矿开采生产顺序, 一般有采前抽采, 即在煤矿开采之前就将煤层内瓦斯进行抽采, 既能保证煤层开采过程中的安全问题, 也能有效利用该能源资源。但是各个煤矿情况均有所不同, 有些煤体透气性差, 甚至有些瓦斯浓度不达标, 抽采和抽放都有一定的技术难度。随着煤矿开采的继续深入, 部分煤层开采之后围岩的压力降低, 此时赋存在煤层中的瓦斯会释放出来, 聚集在采空区内, 此时就形成了瓦斯抽采的最佳时机。当煤矿开采完成后, 矿井便废弃不再使用, 废弃矿井煤层受到采动的影响, 同样会聚集大量瓦斯在采空区内, 可以根据工作面采动对覆岩裂隙场发育的分布规律, 布置抽采钻孔, 在井下把瓦斯抽采设备安装好, 密封好井口之后进行瓦斯抽采。此外, 还有一种较好的办法是在回风井回收瓦斯, 如在已发生卸压且瓦斯含量较高的位置, 直接从地面钻孔抽采卸压释放出来的瓦斯。

3.5 煤矸石综合利用处理技术

我国的煤炭产量估计在38.7亿t/a[8], 而煤矸石的排放量大约占到原煤产量的18%, 也就是说煤矸石排量大概在7.0亿t。降低煤矸石的排放量以及对煤矸石采取综合开发利用, 是实现绿色开采技术的有效途径之一。通过优化巷道的布置, 开发必要的护巷技术, 尽量减少岩巷的挖掘, 才能真正减少煤矸石的排放量。但是随着采深的增加, 岩巷挖掘不可避免, 煤矸石的绝对排放量依然很大, 综合开发利用便成了最好的处理方法。

根据煤矸石的燃烧性, 可以将含煤量高的煤矸石用在供热、发电上;对于含碳量比较低的煤矸石, 可以用作农田复垦的充填材料, 也可以用作建筑材料;对于部分不宜在地面使用的煤矸石, 可以作为充填材料直接充填采空区, 既可以保护地表, 又可以保护环境[9,10,11]。

3.6 煤炭地下气化技术

煤炭地下气化完全打破了传统的采煤方式, 将煤炭通过热化学反应, 在地底下直接将煤炭转化成可燃气体, 属于较为先进的绿色开采技术, 目前只是在少数国家和部分煤矿中加以利用。该项技术不仅将煤炭开采变得极为简单, 也省去了井下作业之苦, 而且把因为煤炭开采带来的环境破坏问题一并解决了, 基本不会影响到生态环境。经过十多年的精心研究, 我国在煤炭地下气化技术上也有了良好的基础。随着技术研发的深入, 还有一些相关的技术难题有待破解。例如, 如何降低热能损失, 提高气体的热值;如何让生产的气体更适合用户;如何建立测控系统有效控制燃烧位置以及速度;如何在抽采生成的气体后解决地面沉陷问题;如何使气化技术下燃烧产生的有毒物质不污染大气、不溶入地下水资源等等。相关问题不彻底解决, 地下气化技术也无绿色可言[12,13,14,15]。

4 应用绿色开采技术的重要意义

随着我国社会经济的快速发展, 在可持续发展的总战略目标指导下, 实现矿业绿色开采是社会、经济、环境发展共同的需要, 同时也是煤矿开采面临的重大课题。绿色开采技术可有效解决因开采引起上覆岩层移动, 造成地表沉陷以及对农田、建筑设施的损坏, 控制因岩层移动造成瓦斯流动, 进而遏制煤矿瓦斯事故, 从源头上根除瓦斯隐患, 避免瓦斯排放到大气中引起的环境污染。消灭地面堆积矸石山存在着的自燃现象, 杜绝矸石自燃过程中产生大量有害气体对大气造成的污染。煤炭属于一次性能源, 不可再生, 在社会需求日益加大的今天, 储备量只会越来越少, 随着环境破坏的加剧以及生产利用的成本逐渐增加, 全面实现煤炭资源的绿色开采, 不仅有利于实现煤矿的安全生产, 而且对矿区生态环境的保护也有重要意义。

(1) 煤炭作为最重要的主体能源, 对全社会的进步与发展起着举足轻重的作用, 由于前期只重视开采而忽视了环境保护, 而当今社会环境保护关系到全球的可持续发展, 所以煤炭绿色开采和环境保护要双管齐下, 协调统一发展, 实施绿色开采技术势在必行。

(2) 随着科技的发展以及政府部门的重视, 煤矿开采技术有了长足的进步。相关领域的专家学者掌握了环境破坏的根本原因, 是由煤炭开采之后的覆岩活动岩层运动造成的, 因此, 系统地研究分析关键层理论在岩层控制中的重要作用和作用机理, 是研究绿色开采技术的基础。于是, 发展和推动了充填开采和农田复垦、保水开采技术、瓦斯抽采、煤矸石综合利用和地下气化技术等大量绿色开采技术的实施。

(3) 绿色开采技术是一个系统工程, 既包含了对生态环境的保护, 又涵盖了矿井的安全生产。目前还只是提出了基本技术框架, 还没有全面落实实施。各个煤矿企业要根据自身的特点和状况, 研究好管理模式和必要的经济核算, 最终找到适合自己的绿色开采模式。

摘要：传统的煤炭开采工艺不仅生产效率低下, 而且破坏了环境, 甚至打破了自然生态平衡。当前, 由于世界资源紧缺, 而且良好的环境是人类赖以生存的基础, 必须要保护好。因此提出煤矿绿色开采技术, 包括采空区充填开采技术、西北缺水地区保水开采技术、建筑物和农田下减沉技术、瓦斯抽采技术、煤矸石综合利用处理技术和煤炭地下气化技术。随着环境破坏的加剧以及生产利用的成本逐渐增加, 全面实现煤炭资源的绿色开采, 不仅有利于实现矿井的安全生产, 而且对生态环境的保护也有重要意义。

煤矿的绿色开采新技术 篇8

【关键词】煤矿；采煤工艺；控制技术；机械化开采；绿色开采；保水开采；条带开采；充填开采

“绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则，形成一种与环境协调一致的，努力去实现低开采、高利用、低排放”的开采技术。煤矿绿色开采及相应的绿色开采技术：基本概念上是从广义资源的角度来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的资源，基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响，目标是取得最佳的经济效益和社会效益。

矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，开发建设后，人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问题，如造成农田及建筑物破坏、村庄迁徙、矸石堆积，河川径流量减少、地下水供水水源干枯，在地面导致的土地沙漠化，矿物内的有害物质流入地下水中等。

1.煤炭绿色开采体系

根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，绿色开采主要包括以下内容：水资源保护—“保水开采”；瓦斯抽放—“煤与瓦斯共采”；土地与建筑物保护—“充填开采”；排放矸石占用土地污染环境—“煤炭地下气化”等。2003年，中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系，随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标，为我国绿色开采技术的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采技术体系， 绿色开采理论依据：

（1）关键层理论。（2）开采对岩层移动的影响及移动规律。（3）水在裂岩体中的渗流规律。（4）开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。

2.保水开采

开采对地下水分布的影响。

2.1地下水的来源与分类

矿井水来源于地表水和地下水，主要是雨水。地表水主要是指矿区附近地面的江河、湖泊、池塘、水库、废弃的露天坑、塌陷坑积水以及雨水和冰雪融化汇集的水。地下水主要是指含水层水、断层裂缝水和老空积水。这些水源可能从各种通道和岩层裂缝渗透进入矿井，是主要水源。

地下水的分类：含水层水、断层裂缝水和老空积水。按含水空隙的类型分为：空隙水，裂隙水、岩溶水。按埋藏条件分为：包气带水、上层滞水、潜水、自流水、承压水。

2.2开采对地下水的影响

（1）开采对浅、中层地下水的影响。（2）开采对深层地下水的影响。（3）矿井疏排地下水的影响。（4）开采引起含水层水位变化。

2.3保水开采技术的主要影响因素

主要影响因素：地质构造特征；水文地质条件；煤矿开采阶段。

2.4保水开采技术和矿井水循环使用技术

合理选择开采区域；防水（砂）煤（岩）柱留设；保水开采方法①减小导水裂隙高度的开采方法②以底板加固为主导技术的开采方法③浅埋煤层长壁工作面保水开采方法。

2.5矿井水的合理利用及循环使用技术

（1）矿井水合理利用矿井水资源化，提供煤矿自用水和社会公用水。（2）矿井水循环使用处理工艺根据水源水质的差异和用水对象的不同需求选择水处理工艺：

3.条带开采

3.1条带开采地表沉陷的影响因素

3.1.1条带开采地表沉陷特点

条带开采只要尺寸选得合适，地表不会出现波浪形下沉盆地，而是出现单一平缓的下沉盆地。其它变形的分布规律与全采相似，但明显减小。在一定深度的界限以上下沉盆地都是平缓的，在此界面以下呈波浪形。正规条采引起的地表移动与变形值是很小的。一般而言，冒落条采的下沉系数约0.10～0.20，大体上相当于长壁冒采的1/6～1/4。由于条采引起的地表下沉值小，其他的地表移动和变形值也小。主要影响角正切一般为1.0～2.0。水平移动系数较小，一般为0.2～0.3。观测结果表明，条采的活跃期和移动持续时间都比全采的短。如淮北临涣矿使用条带开采时，地表移动持续时间约为全采的35～55%。

3.1.2条带开采地表沉陷的影响因素——采深和采宽

在面积采出率和采深相同的情况下，条带开采地表下沉和变形随着采宽的增加而增加。采出率为50%、采深400m时，当采宽由10m增至60m时，地表最大下沉值由110.4mm增至289.9mm，最大水平变形值则由0.05mm/m增至0.14mm/m，其他各项参数亦如此。

3.1.3条带采出宽度的经验设计方法

我国已有大量的现场实践表明，当条带采宽大于或等于1/3 H（H为开采深度）时，地表易出现波浪形的下沉盆地，此对地面建筑影响较大。因此，为避免地面出现波浪形沉陷，采出条带宽度b应等于或小于（1/10～1/4）H。在此基础上，综合采出率与煤柱稳定性确定具体的采宽b。

3.2条带采出宽度的关键层理论设计方法

条带最大采宽应不大于使覆岩主关键层发生破断失稳的极限跨距，保证主关键层不破断失稳。当覆岩主关键层不是特别厚硬岩层时，为了安全起见，可以按某一层亚关键层不破断进行设计。

4.充填开采

我国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题，充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现，改善采场和巷道维护状况，有效减少地表下沉和变形，提高煤矿采出率，保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料的不同，充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。

5.土地保护技术

（1）在煤矿建设及开采过程中，要尽量减少对地面植被的砍伐，积极预防水土流失的发生。

（2）在坡地修筑梯田、开沟筑埂、植树造林，增加水分深入，减少冲刷，拦蓄水土，防止水土流失。

（3）在沟谷中、沟头拦截地表水，制止沟壑发展；沟坡两崖造林、种草、防止冲刷；沟底修建淤地坝，拦截洪水泥沙淤积坝内，减少水土流失。

（4）在矿区内全面规划，科学造林，合理耕作，设法增加地面的粗糙度和植被覆盖率，进行小流域综合治理，控制水土流失，改善生态环境。

在矿区开发建设的同时还应加强生态建设，采取工程和生态结合等有效办法，防止水土流失。总之，水土流失应预防与治理相结合，兴利与除害相结合，因地制宜，统筹规划，综合治理。

6.结语

资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路。要实现绿色开采，需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。绿色采矿可以减少环境污染，还能带来良好的社会经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分，相信随着绿色开采的不断发展和完善，煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用，为人类与自然的协调发展做出贡献。 [科]

【参考文献】

[1]师天华.煤炭资源绿色开采高效利用技术和政策建议[J].国土资源情报，2010（09）.

[2]钱鸣高，缪协兴，许家林.资源与环境协调（绿色）开采[J].煤炭学报，2007（01）.

[3]李興尚，许家林.条带间垮落区注浆充填覆岩移动规律研究[J].采矿与安全工程学报，2009（03）.

[4]张洪军.建筑物下开采采空区膏体充填技术及应用[J].煤炭技术，2010（06）.

[5]顾义磊，龚书贤.矿山绿色开采技术浅析[J].西部探矿工程，2010（05）.

[6]黄庆享.煤炭资源绿色开采[J].陕西煤炭，2008（01）.