绿色开采（共11篇）
绿色开采 篇1
煤炭开采方式有露天以及井工两种, 我国目前绝大多数采煤活动都采用井工的方式进行, 此方法容易造成山体或地底出现巨大坑洞, 时间一长, 极易发生地质灾害, 不仅破坏自然环境, 还会毁坏耕地, 更严重威胁着人民的生命财产安全。目前, 绿色开采的理念已经得到了一定程度的推广, 利用廉价的充填材料, 将其充入采空区后, 可以防止地面或山体塌陷, 并提高资源利用率。
1 技术研究
1.1 绿色开采理念
我国是极度依赖煤炭资源的国家, 而以当前的技术条件, 无法全面采用其他资源取代煤炭在能源中的地位, 煤炭的开采已经造成了非常多的不利影响, 除了煤炭本身所造成的环境污染问题以外, 在煤炭开采过的地下会形成巨大的采空区, 极其容易造成地质灾害[1]。目前的形势是, 我国迫切需要更多的煤炭资源, 但大量的煤炭开采又会造成更多的采空区, 引发更多的地质灾害。在此严峻的形势下, 解决资源开采与环境保护之间的矛盾就成为核心问题, 正是在这种背景下, 绿色开采理念应运而生。
从广义上的资源角度来看, 应对煤矿采集区范围内包括煤炭在内的地下水、煤层气、土地以及其他矿物都加以开发和利用。目前, 煤炭开采引发环境灾害的主要问题都在于煤炭开采的岩层运动, 这一地区的岩层在被开发之前是不会发生任何事件的, 然而人类的活动彻底打破了它的平衡, 开采煤矿后, 这一地区的岩体遭到破坏, 因此导致此地区的地质结构和生态环境都变得非常脆弱, 而绿色开采体现就是建立在此之上的, 如图1所示。
1.2 填充开采技术
充填开采技术具有很强的实用性, 它利用廉价的材料, 填充采煤采空区的空间, 主要使用水砂、膏体等材料, 这些材料以往都是废弃物, 用来填充采空区, 既经济, 又妥善处理了垃圾物品。填充采空区能够从根本上缓解煤炭开采所造成的次生伤害, 并且能够有效提高煤炭的回采率。
其实, 填充采煤采空区并不是现代人的专利, 早在一个世纪以前, 就有矿工用废弃的石料填充整个煤炭的采空区, 但当时这种方法只是偶然行为, 不具备系统性和规划性。真正开始重视充填采空区是从20世纪30年代开始的。最开始通常采用干式充填的工艺, 使用的基本是煤矿开采的固体废弃物, 这样既有利于地质结构的稳定, 也简单地处理了矿山的废料等。但这种技术也有缺陷, 因此50年代开始, 用水砂填充采空区成为一种新的方式。但水砂也不是最完美的, 依然存在缺陷, 直到80年代, 膏体填充技术的开发利用才有效地解决了曾经所使用材料会出现的问题及缺陷。膏体充填是目前各矿区使用最广泛的新技术, 同时也受到越来越多的重视。
2 材料研究
2.1 充填材料的发展
根据充填技术的发展历程, 充填材料的发展大致和其相似, 充填材料是决定充填工艺和成本的核心因素。随着充填技术的发展, 充填材料也在不断发展当中。
最早的充填材料为干式充填料, 这种材料就是采矿区随处可见的石块或砂土等自然资源, 也包括工业废料 (固体) 等填充料, 这些材料被运到需要填充的矿井, 这样的填充材料会产生很多很大的缝隙, 结构非常松散, 并不十分稳定[2]。而且搬运这些材料需要耗费大量的人力物力, 不仅极大地消耗了时间成本, 还耗费了大量的运输和操作费用, 可谓得不偿失。
这之后, 水砂材料流行起来, 它是和干式填充料配合使用的, 先用大块的干式填充料填充整体空间, 然后灌入水砂填充缝隙区域, 最终填满整个采空区。此种材料只是干式填充料的补充, 并没有什么实质上的提升。
目前, 最先进的填充材料为胶结充填材料。胶结料具有低廉的成本和便捷的操作方法, 这种材料的原料来源相当广泛, 几乎随处可见, 成本极低, 并且胶结料具有足够的物理力学性能, 能够胜任采空区充填料, 更关键的是, 胶结料既不会是填充区产生大的缝隙, 也不会浪费大量的人力物力成本[2]。胶结料采用新的工艺和材料, 降低了水泥单耗量, 却不会降低填充的强度, 是目前最受欢迎的材料。
2.2 充填材料的研究方法
通过地面进行高压传输, 最终输送至指定位置, 材料固化后, 在支撑上覆盖新的材料, 由此可见, 充填材料的强度和稳定性及流动性是关键。
材料的不同成分所占比例要准确计算并配制, 将组分材料分为主材料、辅助材料和添加剂, 利用组分材料进行交叉配比, 通过实验的方式可以确定填充物的最优配比方案, 还有助于研究填充材料的微观特征。
3 结束语
煤炭资源是我国含量最丰富的化石资源, 也是我国使用比例最大的化石资源, 开采煤炭这种固体资源时, 一定会造成采矿区地下形成一片巨大而密集的采空区, 如果弃之不管就很有可能造成自然灾害, 因此, 才要发扬绿色开采的理念, 及时填充已开采区域, 保护地质结构, 保护自然环境。
参考文献
[1]王晓东.基于绿色开采理念的煤炭充填开采技术研究[J].陕西煤炭, 2012, 05:48-50.
[2]李建东.基于绿色开采理念的煤炭充填开采技术研究[J].技术与市场, 2016, 08:70-71.
绿色开采 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
浅析我国煤矿的绿色开采技术 篇3
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。
一、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。他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。
二、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。
三、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。
四、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。
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 m～1.6 m，每次充填长度6 m～9 m，工作面每向前推进50 m～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。
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。
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。
五、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年-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。
六、结束语
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.
煤矿绿色开采与安全意识 篇4
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.
绿色开采 篇5
石油和天然气开采行业绿色矿山建设，应严格遵守国家相关法律、法规，符合矿产资源规划、产业政策和绿色矿山基本条件，并达到以下建设要求。
一、矿容矿貌环境优美
（一）矿区规划建设布局合理、厂貌整洁，标识、标牌等规范统一、清晰美观。
（二）矿区（含职工生活区）地面工程系统及配套基础设施完善，道路平整规范、交通方便，运行安全；应建立灾害、环境监测预警系统，实时动态监测；制定突发环境事件应急预案，配齐应急物资。
（三）因地制宜、绿化矿区，改善矿区自然生态环境，矿区绿化覆盖率达到可绿化面积的80%以上。
二、环保高效开采
（四）应建立完备的HSE管理体系，落实安全生产责任制和安全生产检查制度，保障安全生产投入，实现安全生产，无重大安全生产事故发生。
（五）应选择适宜的先进开采技术和合理开发方案，实现有效开采，油气采收率不低于开发规划指标要求，严禁使用国家淘汰类的技术、工艺。
（六）应对油气开发过程中产生的钻井液、污泥、岩屑、废气、废水等废弃物全回收无害化处理，最大限度减少对环境的扰动和破坏。油气储存和转运过程中，做好防渗漏。油气开发和储运场地应做好防渗和地下水监测工作。矿区 COD、石油类、二氧化碳及二氧化硫等排放应满足环评报告中指标的要求。
（七）应建立油气生产全过程能耗核算体系，控制并不断降低单位产品能耗。鼓励创新开发、应用适宜的节能技术，推广使用节能产品和设施。
三、资源节约与综合利用
（八）综合评价和开发利用油气伴生资源。与原油伴生的溶解气综合利用率：中高渗油藏不低于90%；中低渗-特低渗油藏不低于70%。与甲烷气伴生资源的综合利用率：凝析油利用率不低于90%；含硫天然气有工业利用价值的硫化氢综合利用率应不低于95%。
（九）充分利用油田采出水资源。对油气开采过程中的采出水，应采取清洁处理措施循环利用；不能循环利用的应按规定处理，达标排放或用于厂区绿化等。
（十）集约节约利用土地资源。油气开发相关的站址、场址、管网、路网建设占地等应遵守土地集约节约使用政策，切实履行土地复垦义务，及时按规划要求复垦，复垦率100%；新修道路、伴行路等应按规划方案规范平整治理，合格率100%。
四、建设现代数字油田
（十一）工艺装备现代化。应适时对开采技术、工艺装备进行革新改造，鼓励采用现代化高效节能的新技术、新工艺、新设备和新材料，及时淘汰低效技术、工艺及装备，符合国土资源部《矿产资源节约与综合利用鼓励、限制和淘汰技术目录》。
（十二）生产监控数字化，实现油气生产、计量、集输与处理等全过程数字化远程监控。
（十三）运营管理信息化。采用信息技术、网络技术、控制技术、智能技术，实现油田矿区经营、生产决策、环境监测治理、安全生产管理和设备控制的信息化。
（十四）鼓励建立产学研用科技创新平台，培育创新团队，建设数字化油田，研发投入不低于上主营业务收入的1%。
五、保持企业良好形象
（十五）践行中国特色社会主义核心价值观，弘扬石油行业优良传统，创建不同地域特色的油田企业文化。建立环境、健康、安全和社会风险管理体系，制定管理制度和行动计划，确保管理体系有效运行。
（十六）应构建企业诚信体系，生产经营活动、履行社会责任等坚持诚实守信，及时公告相关信息。应在公司网站等易于用户访问的位置至少披露：企业组建及后续建设项目的环境影响报告书及批复意见；环境、健康、安全和社会影响、温室气体排放绩效表现；企业安全生产、环境保护负责部门及工作人员联系方式，确保与利益相关者交流顺畅。
（十七）企业经营效益良好，积极履行社会责任。建立健全企地磋商协调机制，实现企业驻地积极为油气资源开发提供良好条件，同时让油田发展成果惠及当地社区和居民，创造劳动就业条件，支援地方公益事业，实现办矿一处，造福一方愿景。加强利益相关者交流互动，对利益相关者关心的环境、健康、安全和社会风险，应主动接受社会团体、新闻媒体和公众监督，并建立重大环境、健康、安全和社会风险事件申诉—回应机制，及时受理并回应项目建设或公司运营所在地民众、社会团体和其他利益相关者的诉求。有关部门对违反环保、健康、安全等法律法规，对利益相关者造成重大损失的矿山企业，应依法严格追责。
浅析新形势下煤炭绿色开采技术 篇6
【关键词】新形势；开采技术；采煤工艺；绿色开采；煤与瓦斯共采
一、现阶段我国煤矿主要的开采技术分析
在采煤上，我国起步较晚，技术发展有些滞后，建国之后，特别是改革开放之后我国才广泛的采用现代化的采煤工艺。煤炭一直是我国的主要能源，在数量的需求上不断攀升，鉴于此，我国的煤炭开采技术也在不断的发展进步。就目前，现阶段的开采上，主要的方法有对于“埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效现代开采成套技术”、缓倾斜薄煤层长壁开采、缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采、各种综采高产高效综采设备保障体系、深矿井开采技术、“三下”采煤技术、优化巷道布置，减少矸石排放的开采技术、采场围岩控制技术等等。这些煤炭的开采技术有自身的优势，但是也存在一定的问题，他们关注的更多的是煤炭开采的规模和数量，很少兼顾到开采中所带来的环境影响，一定程度上造成了不同程度的环境破坏和环境污染。针对煤矿开采中出现的各种环境问题，我们必须给与重视，同时积极的调整和发展采煤技术，力争实现绿色采煤，积极发展环保型的煤矿绿色开采技术，这样才能实现既定的经济效益、社会效益和环境效益。
二、新形势下煤炭绿色开采技术探究
我国社会经济飞速发展，需要的能源数量不断扩大，在短时间内，我国的能源结构依然是以煤炭为主，所以现阶段要想发展经济，又要保护环境就需要我们不断的革新采煤技术，创新采煤理念，面对形式的变化和需要，不断的尝试和探索，力争实现煤矿的绿色开采。实现煤炭的绿色开采是大势所趋、形势所迫，也是煤炭发展的新方向和新目标。实现煤炭的绿色开采不但可以优化采煤过程，提升采煤效率和采煤质量，也能突出环境保护，对煤矿的实现可持续发展，构建资源节约型和环境友好型社会具有一定的促进作用。
（一）煤炭绿色开采体系
在煤炭的开采中，主要的目的是为社会发展提供能源，只要能提供相应的能源就可以了，但是往往在能源开采和利用的过程中都会造成对环境的破坏。实现煤炭的绿色开采，采取相应的先进采煤工艺，主要是从广义的角度去理解这一宏观的构想。在采煤的过程中，煤炭、瓦斯、水都是能源，都是资源，在他们的开采和利用中不应该有浪费、损失，也尽可能的减少开采中它们之间的相互影响。煤炭的绿色开采体系就是在开采的过程中尽可能的缩减对周边环境以及其它资源的不良影响，进而实现最大化的社会利益、经济效益和环保效益。依据实践调查和理论研究，笔者认为，在煤炭的绿色开采中，主要把握的内容就是：保护水资源，防止水污染，减少水资源的浪费，也就是所谓的“保水开采”；做好合理利用，最大限度的利用开采中产生的一切能源，比如采取新鲜工艺，做好煤与瓦斯共采；突出土地的保护，在开发中保护土地，及时的填充，做到边开采边保护，实现充填开采。在开展煤炭的绿色开采中，一定要突出理论的指导，做好可行性分析。绿色开采理论主要有关键层理论、开采对岩层移动的影响及移动规律、水在裂岩体中的渗流规律以及开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。
（二）保水开采
在煤矿开采的过程中，实现保水采煤意义重大，但是在不同的煤矿条件下所采用的技术也是不同的。在水资源匮乏的矿产开发中，要注意水资源的保护与合理利用；在水资源充沛的地区，开采中要减少水资源破坏和防治水灾害。在保税开采中就主要包括说资源的保护开发、循环利用、煤水共采和水灾害防治等。
（三）煤与瓦斯共采
在煤矿开采的过程中，除了产生所需要的煤炭资源之外，也附带着产生了一些其他的能源。比如瓦斯，它属于一种毒性较大的气体，但是又是清洁能源，为此，必须采取技术利用好瓦斯，做到能源的开发利用，做到煤炭与瓦斯的共采。主要的方法就是采前抽采，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。在废弃矿井抽采瓦斯，回风井回收瓦斯。煤与瓦斯共采主要使用的技术是留巷钻孔法、卸压法等。
（四）充填开采
煤炭资源存储在地表下，很多的还存储在建筑物、基础设施、水体以下，在开采的过程中采取挖掘的方式，挖空了土体，所以必须及时的进行填充，否则后果不堪设想。充填开采的方法就是使用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法，它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。矸石充填利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法，是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。有抛矸机抛矸充填、刮板输送机卸矸充填、风力抛矸充填、水砂充填、膏体充填等。
当下，我国的社会经济发展态势良好，经济发展迅速，环境保护有待提升。煤炭作为我国主要的能源资源，在开发和利用的过程中一定要采取相应的方法提升资源的利用率，并且确保此过程中的環境保护。绿色开采理念和技术的实施极大的改变了以往那种以牺牲环境为代价的能源开发利用，为我国的煤炭开采提供了新的工作思路和工作技术。我国作为煤炭开采和利用的大国，应该与时俱进，不断的钻研开发利用技术，优化绿色开采的作业技术和环境，确保资源的合理利用。
参考文献
[1]高永格，常猛，卢全督，付佳.浅析绿色开采技术及发展前景[J].江西煤炭科技，2013（04）.
充填绿色开采经验交流 篇7
关键词：充填绿色开采,交流
矿区范围:西南部为F19断层, 东南部为19煤层露头线, 东北及东部为秦家洼断层、2-1~1-2号孔连线、颜庄断层及F1断层, 北部至花园断层, 东北部与潘西煤矿、西部与鄂庄煤矿以井田技术边界为界。井田总体呈单斜构造, 地层走向一般为270°~310°, 倾角一般为10°~35°, 倾向北东及近南北向。井田内地质构造复杂, 断裂构造发育, 多为高角度正断层, 以北西向为主, 同时伴有少量北东向、近南北向断层。矿井经过多年开采, 研究制定了一系列经济有效的开采方法。
1 概述
华泰矿业公司自2007年开始了以矸换煤工作, 分别在3205西面、3205东高档普采面及3203东、3202东综采工作面, 采用原生矸石充填、普采似膏体充填、综采似膏体充填等方法进行充填。
2 3205面高档普采工作面原生矸石充填分析
3205面倾斜长度51m, 走向长度400m, 煤厚1.1m, 采高1.1m, 采用井下掘进出的原生矸石进行充填管理采空区顶板, 工作面支护采用见六回三的方式, 一次性回撤三排支柱 (沿走向) , 使用4架π型钢控制回撤区域, 沿倾斜由下而上一次回撤4m并充填4m, 完成后将工作面运输机掐缩4-6m, 充矸皮带上移4-6m, 进行充填。
工作面采用大循环作业, 2天6个小班完成一个大循环作业。工作面集中推采至最大控顶距, 炮采三班生产, 每班一循环, 循环进度为1.0m, 完成三个循环。停止采煤后充矸, 三班进行, 完成一个充矸循环, 充矸每班沿倾斜充填17m。
充填系统:掘进的矸石装一吨矿车→32采区下部车场卸载坑→扒装机装入3吨自卸车→绞车提至工作面上巷片口处卸车→扒装机装入3吨自卸车→工作面上巷卸至40T运输机→工作面40T运输机→抛矸皮带→采空区。
其主要优点: (1) 工作面上下留巷无需再留设区段煤柱, 实现了采区内无煤柱开采。 (2) 工作面采用矸石充填, 矿井全部矸石不升井, 就地消化, 实现了节能减排、安全环保开采。 (3) 充填成本相对较低, 节约了矸石升井的费用, 经济效益显著。
3 3205东高档普采膏体充填工作面分析
2010年建立了粉煤灰似膏体自流充填站, 并成功在秦家洼村东南3205东仰采工作面进行了似膏体充填开采, 对控制地表因开采而导致的沉陷取得了显著的效果。
3205东高档普采工作面, 面长120m, 倾向仰采, 倾角平均18°, 采高1.2米, 最大控顶距5.5米, 最小控顶距3.5米, 充填布局为2米, 针对工作面现场地质条件和顶板岩性, 采用膏体充满采空区的方法管理顶板, 为与工作面采煤循环相匹配, 采用每推采二个循环, 充填一次。
3205东似膏体充填工作面, 采用电厂的尾料粉煤灰 (矸石山的煤矸石) 、水泥和减水剂在地面加工成的膏状浆体, 利用重力的作用通过管道自流送至井下工作面。
其主要优点: (1) 浓度高、流动性好。我矿采用的膏体充填材料质量浓度为62%左右, 流动性较好, 不宜产生堵塞现象。 (2) 充填与排水工作可以同时进行。 (3) 便于操作, 能实现分段充填。a采煤工作与充填工作相对独立, 充填体脱水面积较大, 有利于早期膏体强度的提高, 充填作业前沿切顶排单体支柱里侧, 挂尼龙布进行挡浆, 底板处采用矸石袋进行压实、封严, 因此不会对采煤工作面的工作环境造成影响。b由于工作面受地质条件影响, 有时底板产生标高差并出现起伏现象, 导致似膏体无法正常从溜尾流动至溜头, 根据似膏体堆积效应, 采区多点式充填。我们在工作面安设了3个活动充填阀口, 哪里充填不到, 及时将活动的充填阀口移至此处进行充填, 膏体会在此处堆积, 保证充填效果。c高档普采工作面, 通过切顶排可以观察到整个采空区的状况, 包括:顶板情况、膏体充填情况、排水情况并及时采取措施。 (4) 最大限度的增加充填空间。在保证支护强度的同时, 我们将两端头的支护进行了优化, 机头切顶排支柱提前两排回撤, 与工作面切顶排保持一条线;机尾处采用HJDB-800型顶梁进行支护, 支回方式为见三回一, 且最里面一排支柱挡设篷布, 保证了机头、机尾处的最大化空间充填。
4 3203东 (3202东) 综采膏体充填分析
鉴于上述3205西工作面原生矸石充填及3205东工作面高档普采似膏体充填工作中的缺点及不利因素, 经研究、论证, 在3202东工作面采用综采膏体充填。
其主要优点: (1) 施工安全性高。由于工作面采用综合机械化采煤, 采煤机割煤后, 及时拉架进行支护顶板, 顶板空顶面积及空顶时间较短, 对顶板不完整处可以采用提前拉移超前架进行超前支护。工作面及切顶排支护强度高, 人员在此空间施工比较安全, 而且充填管路不需人员重复掐、接、固定牢固, 不影响行人。 (2) 施工简单、职工劳动强度较小。工作面充填期间, 只需将下巷垒砌挡浆墙, 铺好篷布, 即可在其上方任何地点进行充填, 而且实现了分段、分时集中充填, 因此, 职工劳动强度大大降低。 (3) 人员占用少, 材料消耗少。工作面充填时, 因施工工序比较简单, 只需4-5人就可进行充填工作, 而且只需要挡浆墙处使用塑料袋及篷布, 使用量较少, 并且采用自然排水法, 节省了排水设备及管路的投入。 (4) 有利于顶板控制。由于综采工作面比普采工作面施工进度快, 相对顶板来压较慢, 而且工作面采用综采支架支护顶板, 支护速度快, 支护强度大, 及时防止了顶板下沉, 有利于实现采、充平衡。
5 315采区大倾角煤层走向长壁膏体充填技术研究
通过项目研究, 使膏体充填不仅适合仰斜开采, 也适合走向长壁开采, 极大地拓展似膏体充填技术适用范围, 具有重要的研究意义。
膏体 (似膏体) 充填是近年来在国内煤矿兴起的新技术, 仍处于发展完善阶段。现有的倾斜煤层似膏体充填试验都应用于仰斜开采工作面, 回避了支架隔离问题。研究大倾角煤层条件走向长壁综采隔离充填技术, 对集团公司各矿乃至全国煤矿充填开采技术具有重要的引领作用, 具有广阔的推广应用前景。
煤炭企业绿色开采技术的研究 篇8
关键词：绿色开采技术,研究,循环经济
传统的煤炭开采技术落后, 发展模式粗放, 不仅降低了企业利润, 给企业生产带来了安全隐患, 同时, 生态环境也遭到了破坏, 引发了社会矛盾。因此, 煤炭企业的发展需要制定长远地、科学地战略目标, 要打造节能、环保、循环、高效的开采方式, 以实现企业和社会的多赢。本文以协庄煤矿为例, 探讨了煤炭企业的绿色开采技术。
1 实施以矸换煤充填开采技术, 实现科学开采和有效保护并行
科学开采就是要摒弃传统的生产—排放—治理的老路, 坚持落实科学发展观, 革新“掘进”、“采煤”二元开采模式, 将“处理”纳入矿井整体设计, 淘汰落后的生产工艺, 实现高效生产与生态环保的统一。协庄煤矿自2005年下半年开始研究、实施“以矸换煤”技术, 先是研究应用了综采工作面高效机械化以矸换煤技术, 这项技术的应用避免了煤矸石升井上山的工作, 而是将煤矸石通过轨道运输巷、翻笼、矸石仓、给料机等环节输送粉碎, 最后填充到巷道内, 不仅减少了污染排放, 还提高了煤炭资源的开采量。
2 实施了矿井巷道的“煤巷化”布置技术, 减少废弃物排放
矸石的产生不仅增加了企业的运输和处理支出, 同时造成了环境的污染, 因此煤矿企业需要研究和创新开采技术, 减少甚至避免矸石的产生。协庄煤矿在总结原有巷道开采布置技术的基础上, 积极探索, 勇于创新, 在力争矸石的零采出的基础上, 开展技术创新, 统筹规划巷道设计布置, 严格按照绿色生产理念进行巷道掘进管理, 采用矿井巷道的“煤巷化”布置, 减少岩石巷道的工程量, 以确保降低的产生矸石产出。
协庄煤矿深入研究矿区的地质构造和煤质情况, 综合考虑煤质设计工作, 科学安排拓布局, 最大限度地减少地质构造对煤质的影响。
3 针对矿井大采深及地质构造复杂的特征, 开展了
复杂地质环境下地表岩移变形特征及建筑物下开采技术研究。
协庄井田位于为莲花山与蒙山间的山间凹地半缓阶地形丘陵, 区内绝大部分为农用耕地, 土地肥沃, 环境舒适宜人, 矿井上方地面人口较多, 建筑物也比较密集, 这就需要开采煤矿时注意地面建筑物的保护, 给开采工作带来了一定的困难。协庄煤矿技术人员通过设置多处岩移观测站, 仔细勘察地表和开采煤层上覆岩层形变, 记录大量观察数据, 经过综合分析探明了地表移动变形参数和变形规律, 并在科学计算和分析数据的支持下, 制定了科学开采、绿色开放的方案。
4 研究应用废弃矸石综合利用技术, 实现土地塌陷
治理、下井充填
以往的煤炭开采过程中, 大量的矸石被开采出来, 运输到地面上, 堆积成矸石山, 这不仅加大了企业的运输成本, 更造成了生态环境的污染。协庄煤矿通过近几年的矸石置换煤炭技术的推广应用, 很好的解决了这一问题。煤矸石充填采空区的采煤方法是实现煤矿绿色开采的关键技术之一。矸石置换煤炭技术是通过井下分矸系统分离矸石和煤, 经煤运到井上, 而矸石直接在井下填充采空区。矸石置换煤炭技术使得矸石量大幅减少, 同时应用矸石充填采空区技术将矸石填充到采空区, 填充效果很好。通过矸石填充采空区, 地面上的矸石山得以消除, 矿山得到美化, 实现了企业发展与环境保护的双赢, 这一技术的应用对促进了我国煤炭开采利用和环境保护的和谐发展有重要的意义。
5 实施热电联产技术研究, 建设节能环保电厂, 实现资源综合利用
实施锅炉改造工程, 实现环保节能目的。协庄煤矿矸石热电厂于1995年12月投产运营, 2005年5月电厂开始进行锅炉改造工程, 将原有的三台35t/h循环流化床锅炉拆除, 新增加两台75t/h循环流化床锅炉。对原有除尘、脱硫等设备更新, 新增气力输灰系统。锅炉改造工程完工后达到污染物大幅度削减的目的。煤泥、煤矸石经锅炉燃烧后产生的灰、渣, 一部分出售到周围水泥厂用来造水泥, 另一部分由协庄矿投资建设的年产3000万块的机械化制砖生产线生产免烧多孔砖, 其质量水平超过常规粘土砖, 实现灰渣零排放。
6 研究运用水处理技术, 提高水资源的综合利用率。
协庄煤矿大力开展用水节水的管理创新、制度创新和技术创新活动, 采取地面生活生产用水综合利用、生产废工业污水回用、供水系统优化、煤泥水闭路循环、煤泥水综合治理和加强用水管理等措施, 大力推进节水技术进步, 全面推进企业节水工作, 特别是近几年, 协庄煤矿运用“矿井水恒温利用技术”, 建立井下超磁净化水处理工艺系统, 以水资源的可持续利用支持企业的可持续发展, 以节水促减排成效显著。
协庄煤矿在注重企业效益的同时, 坚持走绿色节能的发展道路, 实现企业发展和环境保护的和谐发展。近年来, 协庄煤矿积极探索新技术, 不断赋予煤矿绿色开采的新内涵, 从绿色开采理念和开采技术上为煤炭企业走内涵挖潜、集约发展的新型工业化之路提供了成功的经验。
参考文献
[1]刘元明, 丁瑞, 田伟, 等.煤矸石井下充填置换煤技术的研究与应用[J].煤炭加工与综合利用, 2009, 5.
我国煤矿的绿色开采技术略论 篇9
一、传统的开采方法危害重重, 绿色开采迫在眉睫
在煤炭开采过程当中, 必然会造成地下岩层的破坏, 会导致地下水四处奔流、瓦斯爆炸、煤矸石随处皆是。开采引起的岩层移动会造成塌陷, 出现深坑, 毁坏庄稼, 导致房屋倒塌, 中断公路;矸石大量的被抛弃在地表面, 占用大量的面积, 造成大量的污染, 而随着煤炭的不断开采, 矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加, 矿井面临的最强大的安全隐患, 现代社会经济的发展一日千里, 对煤炭的需求日益增加, 将来社会所面临的煤炭过量开采的问题将更加严重, 已经威胁到社会环境发展和人类的正常生活。
二、绿色开采顾全大局
在开采煤炭的过程当中, 要拓展开采范围, 但凡是地下的资源, 如瓦斯、水等尽可能统筹兼顾, 这样能够减少开采的费用, 杜绝重复开采同一地域, 同时单纯的开采一种地下资源, 会对其他的地下资源造成严重的浪费和损害的, 同时开采, 减少开采的时间, 减少对环境的污染, 能够取得最大的经济效益。根据地下资源的不同, 又分别分为对水资源的保护开采法, 瓦斯与煤的开采同时进行, 为了对地表的建筑物进行保护, 还要采用充填开采法;下面详做举例。
(一) 保水开采
保水开采有什么意义呢?根据资料显示, 我国每年采煤破坏地下水22亿m3, 这个数字触目惊心。
有矿井, 就有矿井水存在, 在以往的开采过程当中, 人们往往是把矿井水随意丢弃、外排, 造成了非常大的污染, 影响了植被的生长, 污染的土地的质量, 造成庄稼减产, 给当地居住的人们造成了很大的伤害。保水开采的目标就是保护水资源, 使煤炭开采对矿区水文环境的扰动量小于区域水文环境容量。研究在开采后上覆岩层的破断规律和地下水漏斗的形成机理, 从采矿方法、地面注浆等方面采取措施, 实现矿井水资源的保护和综合利用。
在不同的矿区, 不同的保水开采煤炭有不同的方法, 在缺乏水源的地区, 一定要以保护水资源为第一目标, 要竭尽所能对水资源进行保护和充分的利用, 在开采煤炭的同时, 根据当地的需要同时进行水的开采;在不缺乏水的地区, 要不污染水源为主要的防护措施;在开采煤炭的时候, 必然破坏了水原始径流, 从而造成大量的地下水排除来;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。不注意保水情况下的开采煤炭, 也会造成地表塌陷、沟泉水量降低乃至枯干, 影响植物的生长, 造成沙漠化的环境。
(二) 瓦斯与煤共采
瓦斯灾害事故是煤矿企业中危害最大、死亡比例最高的重大事故之一, 但是同时作为有害气体的瓦斯也有它自身的经济价值, 所以我们应该让瓦斯这种洁净的能源发挥它应有的作用, 瓦斯与煤共采的方法有以下几种。
1) 在开采煤炭以前抽采瓦斯, 这样就能够防患于未然, 完全免除掉了瓦斯爆炸的危害。不过这种方法有一定的难度, 也需要有一定的环境条件, 比如说煤体透气性要高。
2) 瓦斯与煤共采, 在这种情况下围岩压力降低, 安全系数增高。
3) 抽采废弃矿井中的瓦斯, 开采煤炭结束以后的矿井, 在开采煤炭的过程当中, 能够产生大量的瓦斯, 设置好封闭措施以后, 就可以利用瓦斯抽排管抽采。
(三) 充填开采
建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题, 充填采矿法;充填法就是把废弃的矸石等不可燃物品充填入工作面采空区来控制顶板的冒落, 从而以达到安全管理顶板的目的, 有抛矸机抛矸充填, 刮板输送机卸矸充填, 风力抛矸充填, 水砂充填, 膏体充填等等, 不一而足。
综上所述, 要解决诸多问题, 避免后遗症, 就要实现绿色开采, 让绿色开采为人类发挥巨大的作用, 为自然的平衡作出努力。
摘要：煤炭是黑色的玉石, 是工业的食量, 是可燃烧的黄金;煤炭是一种不可再生的资源, 在传统的开采方法当中, 煤矿透水事件不胜枚举, 煤矿瓦斯爆炸数见不鲜, 矸石堆积破坏生态, 地球伤痕累累, 环境污染不堪;因此发展绿色开采技术、使之成为今后煤炭开采的主要发展方向迫在眉睫。绿色煤炭开采在保护生态环境的基础上, 注重提高煤炭开采的采出率, 最主要的是实现煤矿的可持续发展。本文开篇先论述了传统的开采方法危害重重, 绿色开采刻不容缓;随后就进入绿色开采顾全大局的主题, 解读了保水开采、瓦斯与煤共采和充填开采几个细节。工作所得, 一管之见, 商榷同仁, 敬请斧正。
简析煤炭绿色开采技术及其应用 篇10
关键词：煤炭资源,绿色开采,环境问题,循环经济
1引言
我国能源的分布特点是富煤缺气少油,在我国能源资源储量中煤炭占90%左右,水电占4.7%左右,风能核能约占1.9%,石油占2.9%左右,天然气约占0.7%。由于可再生能源(如风能、太阳能、生物能等)具有分散、不稳定和利用成本高等特点,因此在我国的能源生产和消费结构中,煤炭一直占有主导地位,煤炭产量约占全国一次能源生产总量的70%。目前,我国的经济发展过度依靠煤炭资源支撑,随着煤炭的大量的产出和消耗、煤矿环境污染和破坏日益严重,由此带来的环境问题和社会问题也越发受到人们的重视。
2煤炭开采对环境的影响分析
在开采煤炭的过程中[1],有害有毒气体的产出对水资源、土地和空气都造成了不同程度的污染破坏,其主要表现形式有以下三个方面:
1)开采煤矿对水资源的破坏,主要体现在一是导致地下水位的大幅度下降;二是开采造成地表及地下水污染。
2)开采煤矿的过程中,对土地的破坏,主要表现为井工形式的开采,以矸石山压占和地表塌陷为主,而露天开采则以挖损和外排土场压占为主。
3)也是最直接的方式,就是有大量有毒有害气体产生。
传统采煤方法所造成的环境破坏问题,主要体现以下几方面:[2]
1)在煤矿开采过程中,务必造成岩层移动以及瓦斯的逸散,从而导致井下瓦斯事故。
2)煤矿井下开采产生的矸石,运到地表以后,如不有效利用,将会造成破坏。
3)煤矿开采造成地表的沉陷,导致地表农房、农田以及其他建筑设施的破坏。
4)随着煤矿的开采,我国深井的数量逐年增加,灾害事故发生的频率增加,对矿井的安全生产造成极大威胁。
以后在开采矿井的过程中,必须考虑如上问题,不然不但会继续破坏环境,而且还会危及人类的安全。
3绿色开采的理论基础
绿色开采技术[3]是指,通过对采煤工艺、采煤方法、岩层控制等相关技术的研究,改进采煤工艺,实现煤炭资源高效、环保、安全开采,彻底解决煤炭资源采出率低、地表沉陷及环境破坏等严重问题。绿色开采是适应绿色工业发展要求,形成的一种与环境协调一致的,努力去实现“低开采、高利用、低排放”,其宗旨是将矿山开采活动对环境的污染和破坏减少到最低程度。
理论支撑:开采产生的环境问题是由采动造成的,与采动后岩层移动相关。岩体受采动影响破坏实际上是岩体地质结构改组和结构连接的丧失现象,采动岩体内存在的移动破坏形式主要有弯曲、跨落、断裂、离层等,由此造成裂隙场,影响离层的发育状态及位置和地表沉陷,引起岩层水和瓦斯流动。其理论基础为:⑴岩体内部移动变形及破坏规律;⑵地表移动变形及破坏规律;⑶液体与气体在裂隙场的渗流规律。关键层对岩体运动及裂隙场发育起关键作用。关键层控制理论是绿色开采技术的理论基础。
3.1绿色开采结构体系
绿色开采技术要求在煤矿开采范围内的煤炭、煤层气、地下水、煤矸石及相邻其他矿产等一切资源都要得到合理开采,充分利用。煤矿绿色开采及绿色开采技术从广义上讲,是将煤层气、煤炭、水等一切资源对环境的影响及破坏降到最低程度,从而获得最大的环境效益、社会效益以及最终的经济效益。其内容包括:①瓦斯抽放形成“煤与瓦斯共采技术”;②保护水资源,形成“保水开采技术”;③土地与建筑物保护形成“离层注浆、充填和条带开采技术”;④“矿区生态治理与修复技术”;⑤“巷道支护技术和减少煤矸石排放技术”;⑥“煤层地下汽化技术”。煤矿资源绿色开采技术体系见图1。
3.2保水开采
开采后,随着地表的沉陷将改变地表水的流向[4];同时随着上覆岩层移动破坏和地下水渗漏,在该区域内地下水将形成下降漏斗。上覆岩层中是否有软弱岩层决定了地下水能否恢复。保水程度至少应考核以下两个指标:首先是对地下水的影响不大,最起码应该不使地下水干涸而最终导致河流的大面积断流;其次是植被的生长状态问题。
选择合理的开采区域,根据煤岩柱两侧的开采状况以及采矿技术条件等因素,采取留设防水煤岩柱的方法进行开采。
3.3 煤与瓦斯共采
瓦斯长期以来被看做是矿山灾害的罪魁祸首,以前对瓦斯的处理直接排放到大气中,对温室效应造成影响。据初步估计,我国2Km浅范围内具有30～35万亿m3,相当于天然气储量,应用前景广阔,具有巨大的经济效益和环境效益。瓦斯抽采意义重大。
3.4减沉开采
减沉开采的主要方法是条带开采和充填开采及离层注浆开采。条带开采存在技术问题是采出率低,资源浪费严重。传统的充填开采充填填量大、充填材料来源受到限制,充填成本高,不适应高产高效煤炭开采的需要。现在为了降低充填陈本,基于关键层控制理论,华北、东北的一些矿井利用关键层初次破断前的离层区发育、离层量大,进行注浆充填,有效地控制了地面的沉陷。
3.5煤炭地下汽化技术
煤炭地下气化是指在煤层赋存地点获得可燃气体的过程,即在地下将煤通过热化学过程变为气化煤,然后由钻孔排放到地面的技术。决定气化工艺过程的主要因素有两个方面:生产气体的真正化学过程和煤层表面反应作用的特性。
煤炭地下气化可以使埋藏过深或过浅不宜用井工开采的煤层得到开发,它不但改善了矿工的劳动条件,而且气化对地表破坏较小,没有废矸,还有利于防止大气污染。
4结语
我国开采条件的多样性和复杂性造成了“绿色开采技术”前沿性。随着社会的进步和经济的发展,人们对环境质量提出了越来越高的要求。因此“绿色开采技术”实施越来越迫切,应用范围也将越来越广。必须认识到,绿色开采技术还需要不断完善,研究采动后岩层的运动规律是解决矿山安全和矿山环境保障。最后,实施绿色开采技术,加快推进绿色矿山建设,实现煤炭开采工业的可持续发展势在必行。
参考文献
[1]钱鸣高,石平五.矿山压力与岩层控制[M].徐州:中国矿业大学出版社,2003.11:174.
[2]司光耀,张强.绿色开采技术的研究现状[J].露天采矿技术,2009.
[3]钱鸣高.绿色开采的概念与技术体系[J].煤炭科技,2003.
煤炭绿色开采技术的应用分析 篇11
关键词：绿色开采,煤炭资源,环境污染,循环经济
煤矿在我国能源资源储量中占90%左右, 是我国能源生产和消费结构重要的能源之一。随着我国经济和科学技术不断发展, 煤炭产业链不断深化, 国民经济的发展对煤炭能源的依赖程度依然保持上升的趋势。在此社会环境下, 煤炭被大量的开采, 由此引发的煤炭环境污染、生态破坏、资源过度开采等一系列问题日益突出, 成为现代可持续经济发展中必须正视和解决的问题[1]。当前我国大力倡导发展可持续性经济产业, 构建环境友好型、资源节约型的社会经济发展模式, 因此, 煤炭企业应当审时度势, 顺应时代发展的需求, 改变传统生产理念, 引进先进煤炭开采技术, 构建绿色环保型煤炭开采模式, 促进煤炭企业朝着良好势态发展。
1. 煤矿开采引发的环境问题
1.1 破坏地表及地下水系结构
煤矿开采会破坏地层原有的构造, 开采过程中不断的疏干和排泄地下水, 导致地下水水位大幅度下降, 造成地下水枯竭, 地表干枯, 土壤变质沙化, 自然植被和景观被破坏。同时还会造成农田缺水, 农业产量大幅度下降, 造成粮食产业的损失。
1.2 污染地表水及地下水
煤矿开采过程中对矿井废水进行排放, 会造成地表水资源受污染;露天堆煤场遇到雨天时, 受污染的雨水汇流到附近的江河或湖海会造成污染;煤炭企业在生产过程中排放未处理的废水经地表渗到地下污染地下水;煤矿区周围的沼泽地或低洼地积煤水变成黑色死水等。地表水污染治理比较容易, 但地下水污染具有隐蔽性和复杂性, 难以判断污染区域, 且地下水流动缓慢, 治理比较困难, 依靠自然净化的作用时间比较长, 容易导致意外污染事故的发生。
1.3 引发地质灾害
煤层是深藏地下的资源, 是层状沉积型矿床, 其分布具有煤层厚度小、分布面积广、单位面积生产能力低等特点, 煤矿开采过程中形成大量的采空区, 极易造成岩层坍塌, 地表沉降, 或者引发严重山体滑坡等地质灾害。
2. 应用煤炭绿色开采技术的重要性
煤炭企业采用绿色开采技术是我国经济可持续性发展的必然要求, 也是企业获得生存和发展的必要举措。绿色开采技术主要是指在煤矿开采过程中对水土流失、环境破坏及污染、地表扰动等加以控制, 优化生产工艺流程, 提高生产效率, 降低废弃物的排放量, 实现煤炭开采与环境协调发展。在当今矿产资源日益紧张、环境问题日益突出的社会大环境下, 煤炭企业改革新技术, 应用绿色开采技术具有十分重要的意义。主要表现在以下两个方面:
(1) 提高企业综合竞争实力。绿色开采技术有利于优化企业人力资源, 提高企业生产能力, 降低生产成本, 实现企业经济效益最大化, 同时可以提高企业生产管理水平, 促使企业保持良好的势态发展, 全面提升企业综合竞争力。
(2) 减少对环境的污染。绿色开采技术是环保型技术, 在煤炭企业开采过程中注重清洁生产, 强调矿区环境的保护, 提高生产效率, 节能减排, 减低煤矿开采对环境的影响, 实现企业与环境友好发展。
3. 煤炭绿色开采技术的概述
绿色开采技术是贯穿于煤矿生产的整个过程, 是企业实施清洁生产的具体表现, 包括生产设计的优化、生产方式的选择、生产要素的布置、综合资源的利用等方面必须与环境协调发展[2]。煤炭企业引入绿色开采技术是企业优化资源和提高企业生产能力的重要途径, 是企业建设资源节约型和环境友好型生产模式的必然发展趋势。煤炭企业应用绿色开采技术的关键在于正确处理煤炭开采与经济持续发展、环境协调发展等问题。具体可以从以下几个方面入手:
(1) 绿色开采技术要求依据开采地区的煤层特点、地质结构和性质、周边环境特征等方面的因素, 科学合理地制定开采方案, 选择有效的开采方法, 使得在开采过程中最大减少对环境的破坏。比如减沉开采技术可以在不破坏地面建筑物的情况下高效采煤, 极大地减少采矿对周边环境的破坏, 减少经济损失。
(2) 环保节能开采技术是绿色开采的核心内容, 在实际开采过程中, 企业应当重视多种能源的优化配置, 将节能减排工作落到实处, 提高开采效率, 减低生产废弃物的排放。比如减矸石减排技术, 通过科学合理地布置开采模式和方法, 不但可以减少煤岩石产生, 同时可以进行矸石同填和复垦, 实现资源高效应用, 提高生产效率。
(3) 企业应当依据国家相关法律法规和政策, 制定煤炭绿色开采制度, 确保绿色开采有章可循, 提高绿色煤炭绿色开采的质量。当前我国大力倡导节能减排生产理念, 鼓励企业建立循环经济型发展模式, 并制定了相关优惠政策, 同时也加大了资金扶持力度。企业应当利用此契机不断的改革和创新煤矿开采技术, 构建企业煤矿绿色开采模式。
(4) 国家应当加强煤矿绿色开采技术科研队伍的建设, 不断丰富和完善绿色开采技术的内涵, 提高我国煤炭绿色开采技术水平。
4. 煤炭绿色开采技术的实施
4.1 保水开采技术
保水开采技术可以有效减少煤矿开采对地表水和地下水破坏的程度, 是通过优化采煤工艺方法并结合地面灌浆技术进行采煤, 过程中对矿区水系起到保护的作用。在煤矿开采的过程中, 随着煤层不断地被采空, 上覆盖层中的关键层受损出现断裂, 区域内的地下水形成下降漏斗, 引起采场突水的现象。保水开采途径包括:减少导水裂隙带高度的开采方法;以底板加固为主导技术的保水开采技术。中国矿业大学提出的浅埋煤层长臂工作面保水开采法, 是通过减低裂缝带高度, 使基岩不发生整体错动式破坏, 实现水资源高效保护, 是一种生产安全、减少浪费、煤炭资源回收率高的绿色开采方法[3]。矿井水的主要来源是地下水, 其含有丰富的化学元素, 可以通过不同的工业处理方式, 综合利用矿井水, 可见保水技术开采可以实现水资源的综合利用。
4.2 煤与瓦斯共采
在煤矿开采过程中会有大量的瓦斯产生, 它是现代一种新型的能源, 被广泛用于工业燃料、化工原料、居民生活燃气, 它是天然气、煤气、液化石油气的统称。在倡导煤矿绿色开采的生产理念中, 应当在开采煤矿的同时开采瓦斯能源, 并对其进行深入开发和利用, 提高能源的利用率, 减少资源的浪费。此外, 瓦斯是一种可燃气体, 煤与瓦斯共采可以有效减少巷道内瓦斯的含量, 避免瓦斯爆炸的危险事故发生, 提高煤矿开采的安全性。
4.3 煤岩石的综合利用
煤矸石是煤矿掘进、开采、洗煤过程中排出的伴生废石, 是碳质、泥质和砂质页岩的混合物, 含碳量为20%~30%, 具有低发热值。煤矿开采和生产过程中会产生大量的煤矸石, 如果弃置不用, 不但占用大量的空间, 同时还会造成环境污染。因此, 煤矿企业应当综合利用煤矸石, 提高企业的生产效益。首先, 通过回收煤矸石, 对其进行简单的筛选和简易加工, 提炼出黄铁矿作为化工原料, 并将筛选区分的煤炭可以作为锅炉燃料。其次, 利用中煤、煤泥和煤矸石混烧发电, 供企业内部电力使用。同时燃烧炉渣可生产炉渣转和炉渣水泥。最后, 煤矸石可以作为建筑用砖的制造原料, 减少黏土的利用率, 避免良田的挖掘破坏。
4.4 减沉开采技术
减沉开采是一种有效节约能源的绿色开采技术, 传统的减沉开采技术包括充填开采和条带开采。由于传统条带开采技术煤炭采出率低, 造成煤炭资源的大量浪费;而传统全部充填开采技术具有填充量大、填充成本高、填充材料有限等缺点, 不符合煤矿企业高效开采和降低能源消耗的管理理念。因此, 相关学者提出部分充填 (条带充填) 的开采模式, 依据矿区水文地质条件, 科学设计采留比, 以控制开采沉陷为思路, 实现煤矿绿色开采的目的。
4.5 煤炭地下气化
煤炭地下气化是融合建井、采煤、气化工艺为一体新型技术, 是现代洁净能源和化工原料研发生产的新型技术, 其原理是将固体煤炭通过化学或物理的方法转化为气态煤, 通过管道供应给用户。地下气化是将物理采煤转化为化学采煤, 具有投资少、效率高、污染少、安全性高等优点, 是现代绿色采煤技术的重要组成部分, 被誉为第二代采煤方法。此外气化采煤不仅可以有效回收矿井中分散零星或被遗弃的煤炭资源, 同时还可以采集人工难开采的煤层, 包括经济性差、安全性低的薄层煤炭, 以及高灰、高硫、高瓦斯煤层等, 极大的提高企业的采煤效率和资源利用率水平。虽然我国地下气化仍然处于工业试验阶段, 技术的应用还需要不断的改进和完善, 但随时科学技术的不断发展, 煤炭地下气化的成功应用指日可待。
总之, 煤矿是我国经济的基础产业, 是我国能源构成的重要组成部位, 在推动我们国民经济发展中发挥重要的作用。但由于煤矿企业长期粗放型生产管理导致煤矿开采引发的环境问题日益突出, 极大影响我国“资源节约型、环境友好型”经济模式的发展, 并与我国可持续性经济发展战略目标背道而驰。因此, 煤矿企业必须审时度势, 构建绿色环保型的生产模式, 通过引进绿色采煤技术, 包括保水开采、煤与瓦斯共采、减沉开采以及地下气化开采等先进技术, 提高企业生产能力, 降低企业生产成本, 优化资源配置, 全面提高企业生产效率, 实现煤炭产业“低开采、高利用、低排放”的发展目标, 达到煤炭企业与资源、环境和谐发展。
参考文献
[1]田立波, 等.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, 08 (04) :69-70.
[2]李宝堂.煤矿的高效开采技术探讨[J].经营管理者, 2011, 12 (10) :107-108.