煤矿绿色开采问题

煤矿绿色开采问题（共9篇）

煤矿绿色开采问题 篇1

我国的煤炭储量资源虽然丰富, 但是煤炭是我国地下的主要资源, 由于连年开采, 产生了大量的问题, 影响到了生态环境, 很多建筑物都遭到破坏, 矸石大量堆积, 广大农田沙漠化, 河川径流量降低。在开采煤炭的过程当中, 矿物质里面有很多有害物质, 由于处理不当, 流进了地下水里面造成污染, 埋下隐患。要想安全的永续经营, 就要进行改革, 使用科学的开采技术, 走矿产资源开发利用与生态环境协调发展的绿色矿业之路, 降低产量, 提高利用率, 减少废弃物, 建设绿色煤炭工业体系, 下面逐一解读。

一、何谓绿色开采

煤炭行业的绿色开采, 它的产生来源于资源的日益减少, 环境一天天遭受到破坏, 一系列问题随之出现, 比如说煤矿瓦斯事故层出不穷, 井下突水事故接二连三, 地表沉陷、滑坡比比皆是, 大量的农田遭受到严重的污染, 良田减少等等不胜枚举, 煤炭行业的绿色开采, 就是力求采矿工程优化技术, 高效、持续、协调的发展煤炭工业, 降低对矿区环境的扰动量, 而且要小于区域环境容量, 提高开采率, 降低对生态环境的影响, 让经济效益和社会效益最大化。

在煤炭开采的过程当中, 矿体之内往往存在着多种地下资源, 比如说除了有煤炭之外, 还有瓦斯, 地下水和煤矸石等等, 对于采矿工程而言, 一次工程的启动, 所有资源都是开发的对象。这样就能够最大程度地降低开采带来的不良影响, 取得最大的收益。绿色开采的技术基本上包括了这方面的内容, 我们用图来表示即能够一目了然。

根据上列图表我们可以体悟到:绿色开采的价值就是减少对环境的破坏, 让开采与环境保护并行和协调, 减少对水土的扰动, 利用地下的一切资源, 减少废物的排放, 对废物充分利用达到循环经济的实现。

二、绿色开采的策略

(一) 保水开采

使用先进合理的采煤工艺, 采矿过程中, 保护地下水资源、充分地利用水资源。开采煤层, 会使得上覆岩层中关键层断裂, 该区域内地下水将形成下降漏斗, 从而导致大量的地下水流失, 让开采区域水资源减少甚至枯竭。开采煤炭的过程中, 重视保水开采的技术, 有效控制岩层的运动, 掌握上覆岩层运移规律, 实现隔水层“O”形集中裂缝带的“裂隙弥散”, 防止或减弱导水裂隙带的形成。

(二) 减沉开采

减沉开采主要包括充填开采和条带开采, 它们各有利弊, 充填开采要考虑到材料的来源以及其成本价格, 而且要考虑到充填工艺是否能够满足技术要求;条带充填在控制开采沉陷方面措施采取比较好, 被广泛应用。

(三) 各种资源共同开采

地下有很多资源, 开采煤炭的同时可一起开采, 比如说对瓦斯的开采, 同时能够减少矿井的安全隐患。

(四) 煤炭地下气化

煤炭地下气化是将处于地下的煤炭采用科学的方法, 把地下煤炭加工燃烧, 之后产生价值非常高的可燃气体, 煤炭地下气化集建井、采煤、气化工艺为一体, 这种开采能源的方式变物理采煤为化学采煤, 通过管道直接把能源供用给用户, 大大地提高开采修率, 减少了投资, 增加了安全, 降低了污染。

三、安全意识是每一位煤矿职工的根本思想

(一) 保障煤矿职工安全

煤矿职工是煤炭行业的中流砥柱, 是开采大军的先锋部队, 我国煤炭事业的发展, 煤矿企业的繁荣, 都和煤矿职工的每一分努力息息相关, 这是他们促进了我国的经济持续而稳定地发展, 做好安全教育, 增强他们的安全意识, 规范煤矿职工安全行为, 保障煤矿职工生命安全, 促进煤炭行业稳定, 促进经济繁荣、社会和谐。

(二) 接受挑战

煤矿安全事故的发生当然无法排除自然灾害作祟, 但是我们应该看到, 大部分事故无不因为工作人员的违章操作、缺乏安全意识而造成的。现代的生活节奏快, 物质发达, 社会上各种各样的思想冲击着人们的大脑, 新的问题不断出现, 不断形成新的矛盾, 新的观念让人们无所适从, 甚至疑虑重重, 这些都给安全生产带来了压力。所以, 创新煤矿职工安全思想教育方式, 让他们接受挑战提高安全意识。

(三) 知行合一

司马迁说过, 能知不能言, 能言者不能行。这句话对我们的安全教育的有很大的启发意义。更大程度提高职工的安全素质, 行之有效的提升煤矿职工的安全意识, 行合一至为关键。安全意识是每一位煤矿职工规范行为的前提和基础, 安全意识教育应当成为煤矿职业教育的重点。

综上所述, 煤矿绿色开采技术是当务之急, 矿区环境的美化, 能源结构的改善, 开采效率的提高, 环境保护的实现, 无一不和绿色开采息息相关;实现“低开采、高利用、低废弃”, 舍绿色开采莫能为之, 建设绿色煤炭工业体系, 走矿产资源开发利用与生态环境协调发展的绿色矿业之路, 离不开绿色煤炭工业体系的建设, 我们工作人员, 要为绿色开采倾注身心, 竭尽微忱, 贡献自己的力量。

参考文献

[1]魏志军.绿色开采理论研究[M].中国矿业大学出版社, 2012.

[2]李明见.煤炭地下气化战略探讨[M].煤炭工业出版社, 2010.

煤矿绿色开采问题 篇2

陕西上河实业集团有限责任公司起步于20世纪90年代后期，经过20多年艰苦创业和不懈努力，现已发展为涉及煤炭采掘、洗选煤及深加工、文化艺术、酒店住宿、休闲餐饮、房地产开发、公路桥梁建设、五金交电销售、农牧渔业种养殖等诸多领域的综合性集团公司。上河集团下设的上河煤矿位于榆林市榆阳区牛家梁镇常乐堡村上河自然村，在榆林城东北约15公里处，属个人独资企业，始建于1994年4月，1997年4月建成投产，2008年矿井核定生产能力为30万吨/年，2013年3月矿井最终核定生产能力为60万吨/年。矿区地处毛乌素沙漠南缘，井田面积2.977平方公里，现有地质储量1141.7万吨，可采储量479.7万吨，剩余服务年限约8年。煤矿现证照齐全，为正常生产矿井。

煤矿开采与环境保护、城市发展、水资源保护等问题一直在矛盾中纠结，困扰着企业的发展。如何在发展经济的同时保住青山绿水？榆林市上河煤矿率先实施充填开采技术，即向煤矿采空区输送沙石、粉煤灰、膏体等充填材料，并在充填体保护下进行采煤的一项技术，充填开采属绿色开采技术体系的重要组成部分，是提高回采率、减少环境破坏的最有效方式，不仅实现了对村庄、建筑、河流等“三下压煤”的开采，大大延长了矿井服务年限，而且提高了资源回收率，解决了固体废弃物的排放问题，杜绝了污染物外排，实现了绿色开采。

充填验收会照片

探路：实施充填开采

为了响应国家提倡煤矿应用推广充填式开采的号召，提高煤炭资源回收率，延长矿井服务年限，有效保护水源地不受破坏、地表不产生塌陷、杜绝煤矿开采后采空区大面积悬空所遗留的诸多安全隐患，榆林市上河煤矿在多次由榆阳区煤炭局组织前往内蒙古、河北、山东等地实地考察的基础上，于2016年7月决定引进胶体充填开采技术，进行充采试验，建设绿色煤矿企业。

2017年3月，上河煤矿经榆林市榆阳区政府同意，由榆阳区煤炭局指定为充填开采试点煤矿。2017年6月，上河煤矿委托西安科技大学、陕西西矿工程勘察设计有限公司、陕西世诚矿业有限公司编制了《榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采方案设计》。上河煤矿启动充填开采技术应用，在经历了数月的建设、调试期后，在3216工作面针对原材料的配比、机械设备及工艺的配套进行了一系列的试验，于同年8月底成功试充填了5个条带。同年9月，上河煤矿邀请相关专家对井下充填试验现场实际查看的基础上，对充填开采方案设计进行了评审。2018年1月，上河煤矿委托设计单位根据井下开采条件及试采过程中遇到的具体问题，针对条带开采参数、开采回填工艺、监测方案和运输、通风、排水等系统做出适当调整，编制了《榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采方案设计（变更及补充）》。

上河煤矿严格按照设计方案执行，地面建设充填站包括风积沙堆场、风积沙原料仓、水泥仓、粉煤灰仓、储水罐、厂房等；试验工作面采用EBZ200型悬臂式掘进机割煤，ZL18FB型轮胎式防爆装载机装煤，采用WC3型防爆胶轮车运煤。目前3216试验工作面已完成第一阶段14个条带及采空区充填、第二阶段的6个奇数号条带煤柱及其采空区域充填，正在进行第三阶段的奇数号煤柱置换工作，基本达到设计要求的验收进度。经过监测，充填体实测强度8.22MPA，大于设计要求的6.47MPA，满足要求，上河煤矿开展此项技术应用至今，在煤矿3216工作面取得了局部成果。通过不断地总结，做出如下结论：一是地面设备、设施工作稳定、正常，且充填量有保障；二是井下施工，工艺工序合理有效，不产生窝工及各种浪费；三是在充填体稳固且承压力满足置换强度的前提下，接顶情况良好，满足充后置换开采的条件；四是针对成本情况，目前综合成本在可接受范围内，并通过项目持续性开展，还有降低成本的空间；五是通过井上下监测设备、设施所反馈的数据来看，地表暂无大幅沉降，且有效保护了该矿所属范围的水资源、地面设施不受破坏；六是通过该技术的引入及项目的逐步完善，不仅为该矿增加了收益，且一劳永逸地解决了上河煤矿所面临的如采空区塌陷、地表破坏、排污等问题。

2018年6月，由榆阳区煤炭局牵头组织项目建设、设计、施工等单位及专家组成立了验收委员会，对上河煤矿充填开采项目进行了现场检查验收，验收结论为：同意榆林市上河煤矿风积沙似膏体充填开采项目工程阶段性成果通过验收。验收专家组一致认为上河煤矿实施充填开采技术为全省首例，为陕西煤矿充填开采进行了积极探索，具有很强的实践推广意义。

充填站图片

成效：源头解决地表沉降问题

推动煤炭产业向“生态环保型”转变，第一个层次，是尽量减少对生态环境的影响；第二个层次，是不影响生态环境；第三个层次，主动改善生态环境。上河集团率先实施充填开采，实现了榆林煤炭行业所期待的由被动治理向主动防治转变，是煤炭产业向“生态环保型”转变的生动典型。上河煤矿实施充填开采，可以延长矿井服务年限5年左右，对当地的经济、就业、税收与人民群众的生活稳定都起到良好的作用。总之，应用充填开采技术，在更加安全的前提下，提高了回采率，并有效保护了水源地不受破坏、地表不产生塌陷、杜绝了煤矿开采后采空区所遗留的诸多安全隐患，同时也相对地提高了煤矿的经济价值，也为地方带来了一定的社会效益。

上河煤矿

声音：“上河实践”如何复制

上河集团在煤炭主管部门的积极引导和大力支持下，投入了大量的人力、财力、物力、时间，克服了各种困难，付出了艰辛努力，率先探索出了一条绿色开采的新路子，是来之不易的，形成了“上河实践”。对榆林这样一个产煤大市而言，在目前的情况下，“上河实践”应当如何复制？笔者认为，政府应当加强技术改造项目投入扶持力度。利用煤矿安全改造、煤炭产业升级等中央预算内资金支持煤矿实施充填开采，省级财政应制定配套扶持政策，同时执行充填开采煤炭资源税费优惠，减轻充填开采企业的成本负担。地方政府相关部门要积极支持煤矿企业开展充填开采工作，以便加快充填开采技术的推广。此外，从国家宏观层面，应考虑将以沙石、矸石、膏体等尾矿废渣为主要填充材料生产的煤矿副产品以及充填开采的煤炭产品列入资源综合利用目录，享受国家资源综合利用增值税政策优惠。

上河集团率先实施充填开采技术，为陕西煤矿企业绿色开采和可持续发展探索出一条新路子。“上河实践”值得其他煤矿企业借鉴和推广。目前，上河集团实施的充填开采技术已向榆阳区十家保水采煤矿井推广。

（来源：陕西日报

通讯员 冯伟

煤矿的绿色开采新技术 篇3

【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）.

浅析我国煤矿的绿色开采技术 篇4

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) .

现代煤矿绿色开采技术的应用 篇5

一、实施绿色开采技术的必要性分析

在煤矿开采工作区域进行开发建设之前, 其与周边生态环境之间有着良好的协调性特征。然而, 伴随着煤矿开采活动的加剧与频繁, 这一区域的自然生态环境建设发展受到了大量的人为性干预因素影响, 由此也就导致了大量的生态环境恶化问题产生。特别是对于我国而言, 现阶段制约煤矿开采事业长效发展因素主要集中为以下两个方面:一方面, 包括技术投入、装备投入、安全设施投入以及人工投入等生产成本投入不够健全;另一方面, 以生态环境为主的相关费用支付不够全面。以上两个方面的因素导致了我国现代意义上的煤矿开采作业停滞不前。如何将绿色性的煤矿开采技术引入生产实践过程当中, 对于提高煤矿生产建设质量, 实现可持续发展而言有着重要意义。

二、现代煤矿绿色开采技术的应用分析

(一) 保水开采技术的应用分析:

在相关实践研究资料作用之下发现:对于我国而言, 70%比例以上的煤矿矿采区域均在不同程度上的存在开采过程中的透水性问题, 并且煤矿矿采区域内的透水危险问题将在煤矿开采规模的不断推进过程当中呈现出极为显著的严重趋势。与此同时, 在煤炭工业的建设发展的过程当中, 采煤活动中需要确保对水资源的合理保护与利用。特别是对于包括陕西、内蒙古、山西以及甘肃在内的各煤矿开采大省而言, 上述省市区域内的水资源占有量并不丰富, 从而更要求在煤矿开采的过程当中, 从源头上实现对水资源的合理利用, 防止出现任何的透水事故。在关键层理论研究视角作用之下, 认为:煤炭开采过程当中, 可能导致开采区域内的原始水体径流发生显著改变。与此同时, 在开采区域上覆岩层关键层的断裂作用之下, 同时也有可能该区域形成下降漏斗。若开采区域内存在个时代, 则势必会在各类地下水及地表水的补给作用之下, 逐步实现对地下水水位的有效恢复。与之相对应的是:若开采区域内未分布有软弱岩层, 则也就无法形成有效的隔水带, 从而导致地下水水体出现明显的渗漏趋势。针对这一问题, 现阶段所采取的处理方式为:就裂隙部位进行注浆处理, 从而尽可能的实现在煤矿开采过程中的保水开采性。

(二) 煤与瓦斯共采技术的应用分析:

煤与瓦斯共采技术的“绿色性”主要体现在对瓦斯抽采率的提升方面。在此项煤矿开采技术的应用过程当中, 能够同步形成以煤矿开采以及以瓦斯抽采为主的开采系统。通过实践研究的方式证实:瓦斯相对于煤层所表现出的渗透率数值会在煤矿采掘活动所引发的岩层移动因素作用之下, 呈现出极为显著的增高趋势。而渗透率数值的增高在一定程度上是有助于瓦斯运动以及涌出的。更为关键的一点是:在煤与瓦斯共采技术作用下所抽采得到的瓦斯属于一种洁净性能源, 在整个工业领域中有着极为广泛与深远的应用价值。对于我国而言, 现阶段70%以上的开采煤层所表现出的渗透率数值均在10-um2单位以下, 无法实现有效的煤与瓦斯共采。从这一角度上来说, 在实际工作过程当中, 可以通过快速留巷“Y”字形通风处理的方式, 针对煤层开采过程中的卸压瓦斯进行同步性抽采。此项处理方式的应用, 一方面能够提高低渗透率煤层应用煤与瓦斯共采技术的可行性, 另一方面也使得整个煤矿开采所处的工作环境得到了有效改善。可以说, 为进一步提高高瓦斯含量煤层在开采过程中的综合质量, 应用并深化此项技术有着重要意义, 值得重视。

(三) 充填开采技术的应用分析:

对于我国绝大部分煤层在开采过程中所存在的“矸石山”问题、“三下”压煤问题以及地面沉降问题而言, 充填开采技术的应用有着必要性与有效性。在当前技术条件支持下, 充填开采技术的应用主要是以粉煤灰、煤矸石以及河沙为主要填充材料, 以煤层开采采空区为主要对象, 将其填充于采空区当中的技术。此项技术的目的在于提高采空区煤炭资源的开采效率, 防止采空区出现地面沉降问题。结合实践工作中所选取填充对象的差异性, 当前的充填开采技术可以进一步分为矸石充填、水砂充填以及膏体充填这三种类型。其中, 水砂充填技术因在设备投入、工艺流程以及处理效果方面的局限性因素影响, 现阶段应用较少;而矸石充填尽管能够得到大规模的应用, 然而却需要以生态环境的恶化为代价, 不符合“绿色”开采技术的相关要求。因而, 以固体废弃物为主要对象, 按照一定比例配置而成, 并通过泵压方式输送至采空区的膏体充填技术应当在实践工作中予以特别重视。

三、结束语

现代意义上我国社会经济的发展在很大程度上依赖于对煤炭资源的应用。煤炭资源一方面对社会经济的发展起到了极为显著的推动作用, 但同时也导致生态环境遭到了一定程度上的影响与破坏。从这一角度上来说, 为彻底解决上述问题, 实现煤矿开采发展与生态环境保护的均衡性, 就要求在煤矿开采的过程当中积极引入绿色开采技术。总而言之, 本文针对有关现代煤矿绿色开采技术应用过程中所涉及的相关问题做出了简要分析与说明, 希望能够引起各方关注与重视。

摘要：本文以现代煤矿开采过程中绿色开采技术的应用为研究对象, 就绿色开采技术的应用情况进行了详细说明, 希望能够有助于煤矿开采技术的“绿色性”发展与转型。

关键词：煤矿开采,绿色技术,问题,应用分析

参考文献

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[3]张凯, 等.某煤矿开采中含水层的破坏及其防治措施[J].地质灾害与环境保护, 2012, 23 (1) .

[4]彭祥新, 王爱兰.煤矿开采复合顶板结构面应力分布特点分析[J].安徽建筑工业学院学报 (自然科学版) , 2011, 19 (2) .

浅谈露天煤矿绿色开采技术 篇6

1.1 我国煤矿企业的现状。

煤矿企业向来是国家最重视的部分企业之一, 而当今在国际煤矿企业中进行企业改革的趋势与状态已经愈发明显, 并且逐渐影响着我国煤矿企业, 使我国煤矿企业认识到, 企业的开采技术管理已经成为企业发展的动力之一。拥有煤矿企业自身技术革新系统, 能够保证我国煤矿企业与国际煤矿企业的改革发展同步化, 有利于保持企业的时代先进性与竞争力, 是我国煤矿企业与国外煤矿巨头企业竞争中重要的一环, 当前我国煤矿企业的绿色开采技术改革与管理已经迫在眉睫, 必须要保证在煤矿企业不断完善现代化开采管理制度的同时, 加强企业自身的技术革新系统建设, 推动煤矿企业的不断发展与改革。

1.2 关于绿色开采。

现如今绿色开采在煤矿开采中的呼声越来越高, 在露天煤矿开采中实施绿色开采技术改革也是大势所趋, 实施绿色开采不仅能够在露天煤矿开采过程中提高技术水平, 而且也能提高露天煤矿开采企业的整体技术水平。但是在实现绿色开采的过程中, 出现了开采设施要求不严格, 管理手段不到位的现象, 对露天煤矿开采质量的影响太差, 并且由于技能技术不成熟, 反而造成行业间的发展状况出现差异性, 所以在露天煤矿绿色开采的过程中要同样注意开采的水平。

2 煤矿企业实施绿色开采中的问题

2.1 露天煤矿绿色开采技术人员的专业知识水平不足。

现如今从事绿色开采煤矿工作活动的人员有很多, 这是煤矿企业认识到绿色开采重要性的一个标志, 但是在这个工作群体中, 有的工作人员是通过专业的煤矿开采教育院校学习毕业的, 而有的工作人员是从普通劳动人民选拔中来的, 这样的就出现了煤矿绿色开采工作人员专业水平良莠不齐的现象。导致在进行日常的城绿色开采煤矿过程中, 选择的并不是专业知识过硬的人才, 影响了正常的工作进度。耽误我国进行煤矿绿色开采发展的进程, 影响了开采工作的顺利进行, 对于此类现象, 要进行严厉的管理, 以保证煤矿绿色开采工作的正常进行。

2.2 煤矿绿色开采工作没有切实有效的制度保障。

在煤矿绿色开采工作管理过程中拥有完善的管理制度是非常重要的, 能为煤矿的开采奠定坚实的基础。目前我国煤矿开采行业的具体管理制度还不完善, 这就导致我国的煤矿开采中出现了许多问题与现象, 主要表现为相关法律法规不满足当今绿色开采的要求, 不能为煤矿绿色开采的发展提供有效的实践手段, 对煤矿绿色开采工作的改革与创新进行起到了负面影响, 所以建立健全煤矿绿色开采工作的管理相关制度是相当重要的。

3 探究加强露天煤矿绿色开采技术的手段与措施

3.1 加强对煤矿开采材料的管理, 避免材料的乱丢与滥用, 达到绿色开采的目的。

开采设备与开采材料是露天煤矿开采工程的核心之一, 属于消耗品。在露天煤矿开采工程中, 对开采设备的定期检查与维修是开采工作顺利进行的保证, 也是减少露天煤矿开采设备维修费用的重要手段, 露天煤矿开采设备往往都是大型的, 精密的, 昂贵的, 所以对露天煤矿开采设备的维护工作要定时定期完成, 避免造成露天煤矿开采设备的损坏, 导致开采工作中的不必要浪费增多, 失去了绿色开采的目标, 在露天煤矿开采设备的使用过程中, 应该由专业的技术人员进行操纵与控制, 避免在露天煤矿开采施工过程中出现问题。并且要注意开采材料的乱丢与乱放, 避免造成对环境的破坏。

3.2 对各部门的绿色开采技术的更新要进行实时监控, 保证进行最有效的绿色开采技术使用方案。

在煤矿企业的绿色开采技术管理中, 要建立完整的绿色开采技术管理与更新团队, 时刻监控绿色开采技术使用的实况信息, 并且要做到应对在绿色开采技术使用中出现的不同问题, 要活用绿色开采技术的过往数据与信息, 完善煤矿企业绿色开采技术的手段与方案, 并且将绿色开采技术与煤矿设备保养系统有机结合起来, 从而做到对绿色开采技术实施的改革与进步, 最终形成完整的绿色开采技术更新系统, 保证我国煤矿企业中基本绿色开采技术的正常使用, 对绿色开采技术管理水平的发展也有所推动。

3.3 选择适合改造煤矿绿色开采工作的植物, 保持煤矿开采的水土。

在煤矿绿色开采工作中, 周边植物选择是十分重要的一个部分, 在工作过程中, 首先选择的是大型植物, 大型乔木, 大型常绿植物, 如香樟树, 槐树, 垂柳等, 能够在煤矿绿色开采工作中起到支柱性的作用, 能够有效抵挡煤矿开采造成的粉尘与噪音。其次要选定小型花草, 这类小型花草是细节, 是煤矿绿色开采工作周围环境的点睛之笔, 通过两种植物之间的配合绿化作用, 以达到煤矿绿色开采工作效益的最优化。

4 结束语

现今的全球经济高速发展, 环境逐渐被人们重视起来, 在露天煤矿开采过程中产生的环境污染问题是当今环境管理中的一个重大问题, 绿色开采技术在煤矿开采中的运用可以有效地处理这个问题。通过绿色开采技术对整体环境状况的调整, 煤矿周边的水土生态环境得到可持续发展, 更能改善人们的生活质量。在煤矿开采的过程中, 理论与技术的结合考虑是必然的。通过对不同煤矿开采技术的改革与调整, 使煤矿的绿色开采系统整体化, 形成有机的良性循环, 促进煤矿绿色开采工作可持续发展的正常发展。逐渐全面改善煤矿开采工作效果, 带动煤矿绿色工作的全面发展。

参考文献

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[2]邹友峰, 柴华彬.我国条带煤柱稳定性研究现状及存在问题[J].采矿与安全工程学报, 2006年02期

[3]张绍良, 汪云甲, 顾和和.我国矿山测量的十五年回顾与新时期的任务[J].测绘通报, 2006年09期

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。

煤矿绿色开采问题 篇8

一、不容忽视的问题

随着我国煤矿事业的发展, 一些不容忽视的问题逐渐露出水面, 其中安全问题、资源问题、环境问题都亟待解决。我国煤矿开采工艺落后, 国民安全意志薄弱, 开采煤炭的同时, 造成了水土流失, 破坏了岩层的移动, 土地沙漠化等问题突出;地球资源有限, 煤矿、石油的日益开采, 使地球上的资源面临枯竭, 导致地震频发, 破坏了土地资源, 污染和浪费了地下水资源;煤矿的开采造成了土地塌陷, 水位降低, 各种建筑和设施随之被破坏, 瓦斯自燃现象严重的污染了大气, 这些都是我国煤矿开采过程中必须解决的问题。

二、绿色开采技术的提出

我国资源短缺, 为了适应我国国情, 所以要建设新型的工业体系, 低消耗、少污染、效益高的发展道路。由此, 中国矿业大学的钱鸣高院士于20世纪90年代提出了“煤矿绿色开采的理念及其技术体系”。该体系提出以绿色工业为基本原则, 这是绿色工业的核心。绿色开采最终要实现“低开采、高利用、低排放”的开采原则[1]。

三、绿色开采体系的内容与构建

绿色开采就是要利用一切可利用的绿色资源, 来减少开采煤矿时带来的一切问题, 如环境问题、资源问题和安全问题等, 同时取得最大的效益。绿色开采体系的主要内容就是“保护资源”。

煤矿的发展是以水资源作为基础, 而中国目前的矿井大部分都具有透水性, 透水性非常危险, 利用“保水开采”技术保护现有的水资源, 这是绿色开采的重点, 关键层理论认为, 地下水的恢复难度较大, 需要进行充分的研究才可以进行保水开采。

煤矿开采导致了地面下沉、采空区存在瓦斯及矸石山等问题, 充填技术是将一些充填材料用于采空区, 提高了资源利用效率, 减少了地面下沉, 降低环境污染, 充填技术是保护土地资源, 防止水土流失的绿色开采技术。根据不同的材料, 充填技术可有多种充填方法, 水砂充填年代久远, 目前技术已经非常成熟, 但是水砂充填的不足也相对较多, 工艺复杂且烦琐, 耗时长、消耗大, 大规模的应用难以实现, 如今已渐被淘汰;矸石充填首先减少了矸石山的堆放问题, 而且充填效果可观, 污染小, 但是成本高;膏体充填是另一种充填技术, 是利用废弃物制成膏状物体在重力作用下对采空区进行充填, 此种膏体具有很好的流动性, 便于管道输送, 膏体凝结时间短, 凝结之后具有很高的强度, 膏体充填的此等特点使该技术现已广泛应用。充填技术在采矿事业上解决了很大的问题, 一些不足仍需改进, 继续推广, 有效保护环境、节约资源[2]。

“瓦斯抽放”实现煤与瓦斯共采, 降低了瓦斯造成的安全隐患, 防止瓦斯自燃对大气造成污染。我国大部分煤层的渗透率都非常小, 影响了瓦斯抽取, 导致我国高产的气井很少, 提高渗透率可以增加煤气开采量, 煤层开采导致岩层移动, 岩层移动可以提高渗透率, 我国的瓦斯抽放工作进行的非常顺利, 但是并没有完全利用而是直接释放到大气中, 造成了浪费, 而且瓦斯抽取量低, 所以提高瓦斯抽取量是研究的关键。

地下气化可以减少对大气的污染, 地下气化是将煤炭在地下转为可燃气体, 减少对大气的污染, 同时也减轻矿工的工作, 目前该技术尚不太成熟, 产生的可燃气体热值不高, 燃烧产物中有致癌物质, 对人身体健康有严重威胁, 地下气化还需加强, 使绿色开采技术日趋成熟[3]。煤巷支护部分矸石井下处理, 应用煤巷支护技术产能, 高效快捷, 以煤巷代替岩巷可以减少矸石量, 矸石的井下处理要实现无煤柱开采, 进而实现绿色开采。

四、结论

中国的煤矿发展必然要经过绿色开采, 绿色开采将实现低排放、高效率、少污染的开采技术, 实现可持续发展战略与循环经济。由此可见, 绿色开采技术能够更好地促进我国煤矿事业的发展, 使我国煤矿事业更上一层楼。

摘要：本文重点分析了当前我国煤矿开采面临的主要问题, 其中安全问题和环境问题可谓重中之重。同时, 提出了绿色开采的理论, 并对其含义及内容进行了说明, 着重探讨了煤矿绿色开采技术体系的构建与实践。

关键词：煤矿,绿色开采技术,充填技术

参考文献

[1]江成玉, 李春辉.瓦斯绿色开采技术的实现及其资源化[J].洁净煤技术, 2010, 16 (4) :1-3.

[2]钱鸣高, 等.煤矿绿色开采技术[J].中国矿业大学学报, 2003, 32 (4) :343-348.

对煤矿绿色开采技术的几点探索 篇9

1 煤矿绿色开采的重要意义

煤矿绿色开采技术的重要意义主要表现在三方面:一是煤矿绿色开采技术能提升开采技术水平, 就当前情况来看, 国内煤炭行业整体开采技术水平比较低, 长时间坚持粗放型的发展战略, 生产集约化程度难以提升, 煤矿绿色开采就必然要求开采技术的不断创新;二是煤矿绿色开采技术能更充分利用产品。绿色开采要求基于广义资源层面看待矿区里的煤层气、煤炭、煤矸石等可利用资源, 同时追求最高的经济和社会效益, 尽量降低对环境的污染和破坏;三是煤矿绿色开采技术要求综合评价企业效益, 充分考虑生态环境。绿色开采是基于生态大系统的观念评判企业的经济活动, 实现可持续发展, 这就要求企业要同时考虑经济效益的实现以及社会和环境效益的保障[1]。

2 煤矿绿色开采技术内容

2.1 采空区充填技术

在煤矿开采中填充开采能有效处理环境问题, 尤其是在经济比较发达的地区, 要更加注重开采后环境问题的处理。但充填技术成本很高, 所以在实际使用中还是有一定限制。目前, 充填开采技术的关键就是如何选择充填材料和有效节省成本费用。要节省成本, 可以先充填部分采空区, 但要保证没有充填的采空区宽度不能超过覆盖岩的初次破段跨距, 同时充填条带还要确保长时间的稳定性。

2.2 采矿与瓦斯共采技术

鉴于国内很多煤层都有变质程度高、渗透率低下、含有饱和度低等特点, 这些均会对开采瓦斯前的预抽工作造成影响, 但就煤矿开采过程而言, 即便煤矿渗透率很低, 只要开采的时候到导致岩层移动其渗透率也会得到有效提升, 进而给瓦斯运移和抽放提供合理条件。这就是说, 可以使用煤矿和瓦斯共采技术, 开采的时候煤矿与瓦斯构成了两个相对的完整系统, 同时确保了矿井的安全性与开采能源的清洁度。

2.3 支护技术和降低排放矸石技术

开采煤矿时排放的矸石也会对环境造成影响, 目前, 减少煤矿开采中矸石的排放主要通过在煤层里设置巷道的方式。但鉴于煤巷围岩往往会产生难以抗拒的大变形, 所以很多时候要通过可缩性支架、大断面预留量和巷旁填充的方式降低矸石排放量。但使用这种方式倘若不把矸石上井, 就必然会影响煤巷的维护工作, 而且随着煤矿开采深度的增加其维护难度也会越来越高。倘若把矸石弄到井上处理, 也必然会导致地面复垦问题。

2.4 煤炭地下气化

煤炭地下气化是相对于传统采煤方式的革新, 基于原位之上运用热化学反应实现煤炭到可燃性气体的转换。煤炭地下气化不单单改善了煤矿开采过程中的工作条件和环境, 从某种程度而言, 也降低了煤矿开采对环境的污染和破坏。

3 煤矿绿色开采技术的应用

3.1 保护土地和建筑物, 形成充填、离层注浆和条带开采

煤矿开采过程中要注意保护周围的建筑物与土地, 可以通过充填的方式对矿区土地进行保护, 最大程度降低水土流失情况。也就是充填采空区, 可以用矿井的固体废物进行充填, 或是用城市固体废物补填。这样一来就能有效避免地面出现沉陷情况, 达到保护环境的目的。煤矿开采过程中可以通过充填、离层注浆以及条带开采的方式实现对采矿区周围环境的保护, 其中矿山开采管理顶板充填常用的两种方式为胶结充填法和非胶结充填法。由此可见, 充填法是一种效率较高、效果较好的节能减排技术, 也是煤矿绿色开采技术的重要体现。

3.2 保护水资源, 形成保水开采技术

在开采煤矿过程中, 保水开采的目的就是要避免渗流出现突变, 造成煤矿重大突水事故, 同时要有效保护水资源。在开采煤矿时要尽可能降低对环境的污染与破坏, 使用矿井水回灌技术, 就能有效实现保水开采与绿色开采。以往煤矿开采过程中的矿井水都是直接排放的, 使用矿井水回灌技术就是将产生的矿井水转向处理后再回灌到井下[2]。此外, 还要全面分析开采后覆岩层的破断规律, 探究形成地下水漏斗的原理, 再结合煤矿开采实际情况, 利用地面注浆的方式, 实现对矿井水资源的有效维护, 做好全面、有效、综合的补救工作。

3.3 煤层巷道支护技术及降低矸石排放技术

运用煤矿支护技术要紧密结合巷道的具体情况采取强有力的防护措施。如果要强化网或是喷层的刚度和强度, 就要尤为注重薄弱位置, 做好加固锚梁支护工作。这是强化围岩表层的约束性, 能有效避免破碎区出现持续性的恶化。要强化煤矿支护强度, 可以进行二次支护, 就是以一次支护柔性为基础, 保证巷道的稳定性和坚固性, 同时让其在一定限度里变形, 进而实现能量的有效释放。此外, 还应落实软岩巷道厚壁的防护措施, 即着力改善围岩的受力情况。支护软岩巷道厚壁主要通过加厚围岩自承圈的方式实现的。降低矸石排放量的重要方式就是借助矸石实施煤矿采空区的充填, 还可以通过煤矸石加工成水泥、制作硅肥等方式达到降低矸石排放量的目的[3]。

4 煤矿绿色开采技术发展对策及前景分析

首先煤矿区的开采要做好整体规划。煤矿区开发的可行性、整体规划、矿井运行的可行性、初步设计等都要对绿色开采做出全面、深入、详细的论述。煤矿开采主管部门要紧密结合国家以及煤矿行业的法律法规、政策、标准及有关规章制度, 严格审核煤矿开发和运行可行性研究里绿色开采相关内容, 一旦发现与规定、法律和政策不相符或是背道而驰的就要实施一票否决制, 并及时责令整改。

其次改革煤矿巷道部署, 降低岩巷掘进量。始终坚持“多做煤巷、少做岩巷”的原则, 从源头上降低矸石的排放量。现目前, 国内外矿井建设首选的最佳设计方案就是全煤巷开拓部署, 这种部署方式不单单能促进煤矿绿色开采的实现, 还能有效节省建设投资成本, 并且见效快, 建井阶段就能出煤。

再次科学合理选择开采工艺。煤矿开采工艺是否科学合理对原煤质量以及地面环境保护都有直接和重要影响。在煤矿开采前, 要结合煤层赋存条件以及实际生产技术条件, 基于安全生产、高效生产的原则上, 科学选择最适合的煤矿开采工艺。这样不单单能降低巷道工程量, 还能优化煤矿开采程序, 实现工作面的高效率和高产量, 同时还能降低分层开采过程中矸石的混入量。如果是特厚煤层, 就可以实施放顶煤开采, 选择最适合的放煤工艺, 有效减少含矸率。

5 结语

目前, 国内煤矿绿色开采技术的推广应用还没有步入成熟、稳定的阶段, 所以还有很长的路要走。因为受到传统煤矿开采方式以及追求短期利益思想的影响, 有的煤矿企业仍然处于高污染和高排放的开采状态, 为此, 国家以及相关部门应该从资金和技术方面多给予支持与鼓励, 让煤矿企业自觉运用煤矿绿色开采技术, 进而有效保护环境, 同时确保社会效益、环境效益以及煤矿企业的经济效益。

参考文献

[1]石昌昊.新形势下煤矿绿色开采技术及应用探讨[J].化工管理, 2013, 12:101-101.

[2]赵铁军.煤矿绿色开采技术与应用[J].企业技术开发, 2015, 02:172-173.