煤炭企業(yè)綠色開采技術(shù)的研究

劉 君

新汶礦業(yè)集團(tuán)公司協(xié)莊煤礦，山東新泰 271221

傳統(tǒng)的煤炭開采技術(shù)落后，發(fā)展模式粗放，不僅降低了企業(yè)利潤，給企業(yè)生產(chǎn)帶來了安全隱患，同時(shí)，生態(tài)環(huán)境也遭到了破壞，引發(fā)了社會矛盾。因此，煤炭企業(yè)的發(fā)展需要制定長遠(yuǎn)地、科學(xué)地戰(zhàn)略目標(biāo)，要打造節(jié)能、環(huán)保、循環(huán)、高效的開采方式，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)和社會的多贏。本文以協(xié)莊煤礦為例，探討了煤炭企業(yè)的綠色開采技術(shù)。

1 實(shí)施以矸換煤充填開采技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)開采和有效保護(hù)并行

科學(xué)開采就是要摒棄傳統(tǒng)的生產(chǎn)—排放—治理的老路，堅(jiān)持落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，革新“掘進(jìn)”、“采煤”二元開采模式，將“處理”納入礦井整體設(shè)計(jì)，淘汰落后的生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)保的統(tǒng)一。協(xié)莊煤礦自2005年下半年開始研究、實(shí)施“以矸換煤”技術(shù)，先是研究應(yīng)用了綜采工作面高效機(jī)械化以矸換煤技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用避免了煤矸石升井上山的工作，而是將煤矸石通過軌道運(yùn)輸巷、翻籠、矸石倉、給料機(jī)等環(huán)節(jié)輸送粉碎，最后填充到巷道內(nèi)，不僅減少了污染排放，還提高了煤炭資源的開采量。

2 實(shí)施了礦井巷道的“煤巷化”布置技術(shù)，減少廢棄物排放

矸石的產(chǎn)生不僅增加了企業(yè)的運(yùn)輸和處理支出，同時(shí)造成了環(huán)境的污染，因此煤礦企業(yè)需要研究和創(chuàng)新開采技術(shù)，減少甚至避免矸石的產(chǎn)生。協(xié)莊煤礦在總結(jié)原有巷道開采布置技術(shù)的基礎(chǔ)上，積極探索，勇于創(chuàng)新，在力爭矸石的零采出的基礎(chǔ)上，開展技術(shù)創(chuàng)新，統(tǒng)籌規(guī)劃巷道設(shè)計(jì)布置，嚴(yán)格按照綠色生產(chǎn)理念進(jìn)行巷道掘進(jìn)管理，采用礦井巷道的“煤巷化”布置，減少巖石巷道的工程量，以確保降低的產(chǎn)生矸石產(chǎn)出。

協(xié)莊煤礦深入研究礦區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造和煤質(zhì)情況，綜合考慮煤質(zhì)設(shè)計(jì)工作，科學(xué)安排拓布局，最大限度地減少地質(zhì)構(gòu)造對煤質(zhì)的影響。

3 針對礦井大采深及地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的特征，開展了復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境下地表巖移變形特征及建筑物下開采技術(shù)研究。

協(xié)莊井田位于為蓮花山與蒙山間的山間凹地半緩階地形丘陵，區(qū)內(nèi)絕大部分為農(nóng)用耕地，土地肥沃，環(huán)境舒適宜人，礦井上方地面人口較多，建筑物也比較密集，這就需要開采煤礦時(shí)注意地面建筑物的保護(hù)，給開采工作帶來了一定的困難。協(xié)莊煤礦技術(shù)人員通過設(shè)置多處巖移觀測站，仔細(xì)勘察地表和開采煤層上覆巖層形變，記錄大量觀察數(shù)據(jù)，經(jīng)過綜合分析探明了地表移動變形參數(shù)和變形規(guī)律，并在科學(xué)計(jì)算和分析數(shù)據(jù)的支持下，制定了科學(xué)開采、綠色開放的方案。

4 研究應(yīng)用廢棄矸石綜合利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)土地塌陷治理、下井充填

以往的煤炭開采過程中，大量的矸石被開采出來，運(yùn)輸?shù)降孛嫔希逊e成矸石山，這不僅加大了企業(yè)的運(yùn)輸成本，更造成了生態(tài)環(huán)境的污染。協(xié)莊煤礦通過近幾年的矸石置換煤炭技術(shù)的推廣應(yīng)用，很好的解決了這一問題。煤矸石充填采空區(qū)的采煤方法是實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開采的關(guān)鍵技術(shù)之一。矸石置換煤炭技術(shù)是通過井下分矸系統(tǒng)分離矸石和煤，經(jīng)煤運(yùn)到井上，而矸石直接在井下填充采空區(qū)。矸石置換煤炭技術(shù)使得矸石量大幅減少，同時(shí)應(yīng)用矸石充填采空區(qū)技術(shù)將矸石填充到采空區(qū)，填充效果很好。通過矸石填充采空區(qū)，地面上的矸石山得以消除，礦山得到美化，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的雙贏，這一技術(shù)的應(yīng)用對促進(jìn)了我國煤炭開采利用和環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展有重要的意義。

5 實(shí)施熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)研究，建設(shè)節(jié)能環(huán)保電廠，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用

實(shí)施鍋爐改造工程，實(shí)現(xiàn)環(huán)保節(jié)能目的。協(xié)莊煤礦矸石熱電廠于1995 年12 月投產(chǎn)運(yùn)營， 2005 年5 月電廠開始進(jìn)行鍋爐改造工程，將原有的三臺35t/h 循環(huán)流化床鍋爐拆除，新增加兩臺75t/h 循環(huán)流化床鍋爐。對原有除塵、脫硫等設(shè)備更新，新增氣力輸灰系統(tǒng)。鍋爐改造工程完工后達(dá)到污染物大幅度削減的目的。煤泥、煤矸石經(jīng)鍋爐燃燒后產(chǎn)生的灰、渣，一部分出售到周圍水泥廠用來造水泥，另一部分由協(xié)莊礦投資建設(shè)的年產(chǎn)3000 萬塊的機(jī)械化制磚生產(chǎn)線生產(chǎn)免燒多孔磚，其質(zhì)量水平超過常規(guī)粘土磚，實(shí)現(xiàn)灰渣零排放。

6 研究運(yùn)用水處理技術(shù)，提高水資源的綜合利用率。

協(xié)莊煤礦大力開展用水節(jié)水的管理創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新活動，采取地面生活生產(chǎn)用水綜合利用、生產(chǎn)廢工業(yè)污水回用、供水系統(tǒng)優(yōu)化、煤泥水閉路循環(huán)、煤泥水綜合治理和加強(qiáng)用水管理等措施，大力推進(jìn)節(jié)水技術(shù)進(jìn)步，全面推進(jìn)企業(yè)節(jié)水工作，特別是近幾年，協(xié)莊煤礦運(yùn)用“礦井水恒溫利用技術(shù)”，建立井下超磁凈化水處理工藝系統(tǒng)，以水資源的可持續(xù)利用支持企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，以節(jié)水促減排成效顯著。

協(xié)莊煤礦在注重企業(yè)效益的同時(shí)，堅(jiān)持走綠色節(jié)能的發(fā)展道路，實(shí)現(xiàn)企業(yè)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的和諧發(fā)展。近年來，協(xié)莊煤礦積極探索新技術(shù)，不斷賦予煤礦綠色開采的新內(nèi)涵，從綠色開采理念和開采技術(shù)上為煤炭企業(yè)走內(nèi)涵挖潛、集約發(fā)展的新型工業(yè)化之路提供了成功的經(jīng)驗(yàn)。

[1]劉元明，丁瑞，田偉，等.煤矸石井下充填置換煤技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].煤炭加工與綜合利用，2009，5.

[2]孫華璋，付振峰.煤礦以矸換煤技術(shù)研究與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2007(5):27-28.