煤炭開采中的技術(shù)改進(jìn)策略探析

田江華 趙志遠(yuǎn)

（1.同煤浙能麻家梁煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 朔州 036000；2.淮南礦業(yè)〈集團(tuán)〉有限責(zé)任公司 顧橋煤礦，安徽 淮南 232001）

目前，我國的煤炭消費(fèi)總量不斷增長，在一次能源的生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭的比重長期保持在70%以上的高水平。近年來，煤炭的市場需求持續(xù)增長，煤炭工業(yè)為經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展提供了堅實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)和能源支撐。但是，在煤炭產(chǎn)出量不斷增長的同時，受不合理采掘等因素的影響，很多產(chǎn)煤地區(qū)出現(xiàn)了瓦斯、粉塵和煤矸石大量排放、地表塌陷、環(huán)境污染和生態(tài)平衡遭到破壞等問題。這些負(fù)面作用不僅在很大程度上抵消了經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶給我們的實(shí)惠和便利，而且也不利于煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。因此，需采取措施不斷改進(jìn)和解決煤炭開采中的技術(shù)問題，為促進(jìn)煤炭工業(yè)及國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

1 控制井下瓦斯及粉塵的排放量

瓦斯是一種無色無味的氣體，在井下作業(yè)時瓦斯達(dá)到一定濃度不僅可導(dǎo)致礦工因缺氧而窒息，遇明火時還會發(fā)生燃燒或爆炸，進(jìn)而直接威脅礦工的生命安全。大量生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，于生產(chǎn)過程中事先抽放煤層中的瓦斯可有效減少其涌出量。這樣既可以確保生產(chǎn)安全，又可保護(hù)環(huán)境。抽放瓦斯的方法很多，應(yīng)根據(jù)具體條件選擇適當(dāng)?shù)姆椒?。除抽放瓦斯外，還要預(yù)防礦井火災(zāi)。礦井發(fā)生火災(zāi)時會產(chǎn)生一氧化碳等多種有害氣體，這些氣體是瓦斯的重要組成部分，不僅會對井下的工作環(huán)境造成不良影響，還會污染地面大氣環(huán)境。因此，應(yīng)采取有效措施進(jìn)行預(yù)防，具體方法如下：其一，采用科學(xué)方法對煤層自燃危險程度進(jìn)行預(yù)測，以防范于未燃。其二，引進(jìn)綜合配套防火技術(shù)，注重發(fā)展綜采及綜放開采等高產(chǎn)高效的采煤技術(shù)。其三，提高火災(zāi)預(yù)報監(jiān)測水平，建立實(shí)時預(yù)報裝置，為及時檢測提供保障，避免因檢測時間滯后帶來安全隱患。同時，發(fā)生外因火災(zāi)時，該裝置也能在第一時間予以撲滅。不僅提高了預(yù)防水平，而且在發(fā)生火災(zāi)時還能滿足緊急與自動撲滅的需要，將損失降至最低限度。此外，這種火災(zāi)預(yù)報監(jiān)測裝置還能為環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造良好條件，可有效擴(kuò)大檢測覆蓋面，增強(qiáng)礦井的抗災(zāi)能力。第四，為解決黃泥的使用問題，減少與農(nóng)民的糾紛，應(yīng)采用防滅火黃泥灌漿代用材料新技術(shù)。

粉塵是一種危害采煤作業(yè)安全的固體微粒，可采用高壓水輔助切割降塵或高壓噴霧技術(shù)對其進(jìn)行有效控制。掘進(jìn)機(jī)切割時會產(chǎn)生一定量的懸浮粉塵，可采用內(nèi)外噴霧的方法進(jìn)行控制，同時充分發(fā)揮粉塵凈化、泡沫除塵、通風(fēng)除塵等技術(shù)作用，實(shí)現(xiàn)有效降塵。

2 控制矸石的排放量

矸石的排放量與采區(qū)巷道布置、礦井開拓系統(tǒng)存在著密切的關(guān)系，在井下開采工作中要控制矸石的排放量需改革開拓礦井方式，同時還要轉(zhuǎn)變采區(qū)巷道的布置模式。除個別情況之外，應(yīng)將開拓巷道都布置在煤層中，這種全煤巷開拓方式符合“多做煤巷，少做巖巷”的操作原則，可從根本上減少排矸量。在礦井建設(shè)中推廣這種方案，不僅對煤炭生產(chǎn)有利，還能降低建設(shè)投資，提高產(chǎn)煤效率。目前，全煤巷開拓設(shè)計已被我國的很多大型礦井所采用，成為現(xiàn)代礦井設(shè)計的重要發(fā)展方向。另外，還要重視利用自然邊界來劃分礦井和采區(qū)，巷道開拓時按邊界掘進(jìn)，盡量避免破壞地質(zhì)構(gòu)造，減少破巖，降低矸石的混入量。在開采過程中薄厚煤層和牌號不同的煤種要搭配進(jìn)行，盡量減少或取消巖石集中巷，改革采區(qū)巷道布置方式。

3 對污水處理進(jìn)行有效處理

與其他礦井水相比，礦井排水中的巖溶水基本無污染，應(yīng)將其與礦井水分開排放。這樣不僅可實(shí)現(xiàn)對巖溶水的再利用，還能避免對環(huán)境造成污染。在水采礦井中煤泥與煤泥水是造成環(huán)境污染的重要因素，應(yīng)采取措施加以控制。此外，乳化油與水配成乳化液后通常被應(yīng)用于外注式單體液壓支柱或綜采液壓支架中，可導(dǎo)致采空區(qū)和井下出現(xiàn)大量的乳化液。該液體溶于水后進(jìn)入水倉的可能性較大，水倉里面的水被抽放至地面時可造成井上或井下污染。應(yīng)積極開發(fā)新的液壓傳動介質(zhì)，減少乳化液的使用量；重點(diǎn)選擇易于降解的添加劑，避免乳化油污染環(huán)境；提高用油設(shè)備的密封性，減少或防止石油泄漏。

4 改進(jìn)技術(shù)，減輕地表沉陷

地表沉陷是我國很多產(chǎn)煤區(qū)面臨的共同問題，在實(shí)際開采中應(yīng)在經(jīng)濟(jì)上合理的情況下改進(jìn)開采技術(shù)，具體方法如下：其一，充填法管理頂板。這種方法是采用河沙或廢石塊對采空區(qū)加以充填，進(jìn)而防止頂板及巖層的下沉和冒落，是最為有效的減輕地表沉陷的方法。目前，很多國家在建筑物下采煤時均采用充填法，尤以波蘭最為突出。其二，房柱式采煤技術(shù)。這種開采技術(shù)可有效保護(hù)地面建筑，可大幅縮短地表移動的持續(xù)時間，同時還可降低地表移動的變形值。其三，分層間歇開采技術(shù)。這種開采技術(shù)間隔時間較短，同時破壞狀態(tài)較為均衡，對水體和地面建筑物的影響較小，適用于基巖厚度較小或厚松散層下淺部煤層的開采。第四，注入泥漿技術(shù)。井下采煤過程中會導(dǎo)致地下原巖應(yīng)力失衡，開采面積增大時易使巖層間形成一定程度的離層，進(jìn)而破壞地表穩(wěn)定。采用離層帶高壓注入泥漿技術(shù)可通過往離層帶中注入泥漿防止或減緩地表下沉。第五，地下氣化技術(shù)。這種技術(shù)可通過熱化學(xué)反應(yīng)將地下煤炭轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w并加以綜合利用，這樣可以大幅度的減少工程量，避免因煤炭燃燒而對生態(tài)環(huán)境造成破壞，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的清潔開采技術(shù)。

5 總結(jié)

綜上所述，在煤炭工業(yè)發(fā)展過程中，一方面要提高煤炭產(chǎn)量以滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，另一方面還要采取措施減少因煤礦開采而帶來的負(fù)面影響。這就需要煤炭生產(chǎn)及管理人員增強(qiáng)環(huán)保意識，充分認(rèn)識到保護(hù)環(huán)境的重要性，不斷總結(jié)和探索改進(jìn)措施，努力提高和改進(jìn)開采技術(shù)，盡量減少瓦斯、粉塵和排矸量的排放量，采取有效措施進(jìn)行污水處理，進(jìn)一步減輕地表沉陷，以實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

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