新形勢下煤礦綠色開采技術(shù)及應(yīng)用探討

石昌昊 (北方魏家峁煤電有限責(zé)任公司 010308)

一、對煤礦綠色開采技術(shù)的概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦資源的開采技術(shù)也在隨之發(fā)展起來。當(dāng)前很多煤礦的開采都逐步運用新技術(shù)——綠色開采技術(shù)。煤礦的綠色開采新技術(shù)，可以有效的解決地面沉降、煤礦開采率低、植被破壞等煤礦開采導(dǎo)致的問題。當(dāng)前越來越多的煤礦企業(yè)，運用了充填技術(shù)、保水開采技術(shù)、減少矸石排放技術(shù)等一系列的綠色開采技術(shù)。

煤礦的綠色開采技術(shù)的原則，就是實現(xiàn)循環(huán)綠色環(huán)保經(jīng)濟工業(yè)。主要是體現(xiàn)在環(huán)境與開采的可持續(xù)發(fā)展，重點突出的是高效率、低開采、低排放的煤礦開采技術(shù)理念。煤礦綠色開采技術(shù)的提出和實行，是落實國家提出的科學(xué)發(fā)展觀與人和環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展的理念，也是實現(xiàn)企業(yè)的又好又快的發(fā)展策略。煤礦的綠色開采技術(shù)涉及的內(nèi)容有土地與建筑物的保護、生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)技術(shù)、礦區(qū)資源環(huán)境安全監(jiān)測、保水開采技術(shù)等。煤礦的綠色開采技術(shù)，是我國實現(xiàn)礦產(chǎn)開采可持續(xù)發(fā)展的重要體現(xiàn)。

二、國內(nèi)煤礦開采存在的現(xiàn)狀

礦產(chǎn)資源作為人類發(fā)展的重要動力，尤其是當(dāng)前經(jīng)濟快速發(fā)展，對礦產(chǎn)資源的需求量越來越大。這也就會導(dǎo)致煤礦資源在開采的過程中出現(xiàn)一系列的問題。目前我國的煤礦資源開采的過程主要存在的兩個問題是安全問題以及環(huán)境問題。由于我國的能源的使用是以煤為主要，因此，需要對煤礦進行綠色開采，走可持續(xù)發(fā)展的開采道路，這有利于保障煤礦長期供給，確保煤礦的開采和環(huán)境之間的關(guān)系更科學(xué)。

1、安全問題

由于煤礦開采量龐大，對于一些小型的煤礦，其生產(chǎn)工藝及安全設(shè)備都不完善，長期下來科技投入不到位，技術(shù)管理人才嚴重缺失，對安全生產(chǎn)的忽視等這一系列的問題，是導(dǎo)致我國煤礦事故頻頻出現(xiàn)的關(guān)鍵。當(dāng)前煤礦行業(yè)迫切需要解決的問題，是實現(xiàn)煤礦的安全開采、協(xié)調(diào)環(huán)境保護等工作。

2、環(huán)境問題

煤礦的開采通常會導(dǎo)致出現(xiàn)的環(huán)境問題，主要是水土流失嚴重、沙漠化、地面塌陷、采煤廢水排放、煤矸石露天等造成的堆放污染和生態(tài)環(huán)境破壞。國內(nèi)的煤炭開采運用的方法，主要是冒落法。冒落法在煤礦開采中會導(dǎo)致的問題，通常有地面出現(xiàn)陷落以及沉降，會對周邊的村鎮(zhèn)、橋梁、鐵路，以及埋有管線設(shè)施的地面產(chǎn)生威脅。對于處在礦產(chǎn)地區(qū)的農(nóng)田，則會因為開采導(dǎo)致的水土流失、土地鹽漬化等原因，致使農(nóng)田失去耕種能力。

煤礦的開采較為明顯的體現(xiàn)在對水資源和空氣的污染方面。礦區(qū)的開采會涌入礦井對地表水、地下水、大氣降水等造成污染。由于我國的礦山較多，每年排放水量也就更多了，而且我國的煤矸石山數(shù)量也非常之多，堆積數(shù)量甚是驚人。一經(jīng)大氣降水，導(dǎo)致淋融，則會給周邊的地下水、農(nóng)田等地方造成污染問題。煤礦瓦斯也是一種溫室效應(yīng)氣體，更是重大煤礦安全事故的有害因素。從煤和圍巖中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等組成的混合氣體。瓦斯是煤礦生產(chǎn)中的有害因素，它不僅污染空氣，而且當(dāng)空氣中瓦斯含量達到一定值時，遇火會引起爆炸，造成安全事故。

三、煤礦綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

1、保護土地與建筑物，形成離層注漿、充填與條帶開采

煤開采的過程中注意保護周邊的土地和建筑物，可以充填的方法實現(xiàn)礦區(qū)的土地保護，把水土流失的現(xiàn)象降至最低。即對采空區(qū)進行充填，而充填物則可以運用礦井的固體廢棄物，或者城市的固體廢棄物進行補填。這樣可以有效防止地面出現(xiàn)沉陷，達到保護環(huán)境的作用。煤礦開采過程中保護環(huán)境，可以通過離層注漿、充填和條帶開采的方法實現(xiàn)開采礦區(qū)周邊環(huán)境的保護。膠結(jié)充填法、非膠結(jié)充填法，是礦山開采管理頂板充填的兩個方法?？梢姡涮罘ㄊ怯行У墓?jié)能減排的技術(shù)，更是煤炭企業(yè)綠色開采的重要體現(xiàn)。

2、水資源保護，形成保水開采技術(shù)

煤礦在開采的過程中，防止?jié)B流突變并導(dǎo)致煤礦重大突水事故發(fā)生，這是保水開采要實現(xiàn)的目標(biāo)。同時，還要對水資源進行保護。煤礦開采中應(yīng)把影響環(huán)境降到最小。礦井水回灌技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了保水開采、綠色開采，使礦井水由傳統(tǒng)的直接排放轉(zhuǎn)向處理后回灌井下。并對開采之后的覆巖層分析其破斷規(guī)律，以及地下水漏斗的形成原理。然后，根據(jù)開采的情況，運用地面注漿的方法，達到維護礦井水資源，做好綜合利用的有力補救工作。

3、煤層巷道支護技術(shù)和減少矸石排放技術(shù)

實行煤礦的支護技術(shù)，要根據(jù)巷道的實際情況采取有力的防護措施。對于網(wǎng)或者噴層的剛度及強度進行強化，對于一些薄弱的位置，則要加固錨梁支護。這是對圍巖表面的約束力進行加強，以此防止破碎區(qū)繼續(xù)出現(xiàn)惡化。為了強化支護的強度，可以通過施行二次支護，這是在一次支護柔性的基礎(chǔ)上，確保巷道的穩(wěn)固性，并使得在一定的限度內(nèi)變形，有可以有效的釋放能量。此外，還要加強軟巖巷道厚壁的防護工作，主要是對圍巖的受力狀態(tài)進行改善。對厚壁進行支護，則是由加厚圍巖的自承圈實現(xiàn)的。減少矸石排放的一個關(guān)鍵方法是利用矸石進行采空區(qū)的充填。還可以利用煤矸石加工成水泥、泡沫混凝土、制作硅肥、回填路基等。

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