新時(shí)期我國(guó)如何實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開(kāi)采

高耀江（太原理工大學(xué)，山西 太原 030024）

我國(guó)能源資源儲(chǔ)量中，煤炭資源占總儲(chǔ)備量的90%左右，其也是我國(guó)能源生產(chǎn)以及消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的重要能源。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代中，對(duì)煤炭資源的需求以及依賴(lài)程度在不斷的增加，因此，造成了我國(guó)煤炭資源的大力開(kāi)采。在開(kāi)采的過(guò)程中，由于過(guò)分追求利益最大化，導(dǎo)致煤炭環(huán)境污染、生態(tài)破壞等現(xiàn)象非常嚴(yán)重，同時(shí)，資源的過(guò)度開(kāi)采造成了煤炭資源的日益枯竭，這些問(wèn)題成為新時(shí)期下必須要解決的問(wèn)題。在新時(shí)期下，實(shí)現(xiàn)煤炭綠色開(kāi)采是十分迫切的。

1 新時(shí)期煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)概況

在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中，煤礦資源的開(kāi)采技術(shù)在不斷的優(yōu)化與完善。在低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，人們逐漸重視可持續(xù)發(fā)展。因此，在煤礦的開(kāi)采中逐漸使用綠色開(kāi)采技術(shù)。煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)可以有效的提高煤礦的開(kāi)采效率，減少對(duì)植被的破壞程度，同時(shí)，還可以有效的解決地面沉降問(wèn)題。當(dāng)前，多數(shù)煤礦開(kāi)采企業(yè)均使用到保水開(kāi)采技術(shù)、充填技術(shù)以及減少矸石排放技術(shù)等綠色開(kāi)采技術(shù)。另外，在煤礦綠色開(kāi)采的時(shí)候，需要遵循相關(guān)的原則，以便提高綠色開(kāi)采的效率。其原則是需要實(shí)現(xiàn)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)，該原則需要體現(xiàn)在環(huán)境與開(kāi)采的可持續(xù)發(fā)展方面，并且重點(diǎn)突出高效率、低排放以及低開(kāi)采額煤礦開(kāi)采技術(shù)理念。煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)的研究與實(shí)施，可以有效的落實(shí)好國(guó)家科學(xué)發(fā)展觀(guān)以及人與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的觀(guān)念，并能夠更好的促進(jìn)煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 新時(shí)期我國(guó)煤礦綠色開(kāi)采的重要性

煤礦企業(yè)在進(jìn)行開(kāi)采的時(shí)候，使用綠色開(kāi)采技術(shù)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需求，同時(shí)，也是企業(yè)更好的生存與發(fā)展的必要條件[1]。綠色開(kāi)采技術(shù)主要是對(duì)煤礦開(kāi)采過(guò)程中的水土流失、地表擾動(dòng)以及環(huán)境破壞等進(jìn)行控制，以便優(yōu)化開(kāi)采流程與工藝，提高開(kāi)采效率，降低對(duì)環(huán)境的破壞與污染，從而有效的實(shí)現(xiàn)煤礦開(kāi)采與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。在當(dāng)今大力倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)、低碳發(fā)展的背景下，使用綠色開(kāi)采技術(shù)進(jìn)行煤礦開(kāi)采具有非常重要的作用。首先，新時(shí)期下煤礦綠色開(kāi)采可以有效的提高煤礦企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。綠色開(kāi)采技術(shù)可以對(duì)企業(yè)的人力資源優(yōu)化與配置，對(duì)提高企業(yè)的生產(chǎn)能力具有促進(jìn)作用。同時(shí)，還可以有效的降低生產(chǎn)成本，降低環(huán)境污染，可以有效的促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的提高。在一定程度上可以有效的提高煤礦企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。其次，使用綠色開(kāi)采技術(shù)可以有效的降低環(huán)境污染。綠色開(kāi)采技術(shù)屬于環(huán)保型的技術(shù)，在煤礦企業(yè)開(kāi)采的過(guò)程中，需要在倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，實(shí)施清潔生產(chǎn)，重視對(duì)礦區(qū)的環(huán)境保護(hù)，從而有效的提高生產(chǎn)效率，以便達(dá)到節(jié)能減排的效果。通過(guò)綠色開(kāi)采技術(shù)的實(shí)施，可以有效的降低煤礦開(kāi)采對(duì)環(huán)境的破壞與污染，可以有效的確保煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境得到協(xié)調(diào)發(fā)展[2]。

3 我國(guó)煤礦開(kāi)采的現(xiàn)狀

3.1 煤礦開(kāi)采過(guò)程中存在的安全問(wèn)題

由于煤礦開(kāi)采的數(shù)量比較大，針對(duì)一些小型的煤礦，其生產(chǎn)工藝以及安全設(shè)備不夠完善，長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)技術(shù)的投入不夠充分，其技術(shù)管理人員嚴(yán)重缺乏，對(duì)安全意識(shí)不夠重視，因此，在煤礦開(kāi)采的過(guò)程中容易出現(xiàn)安全問(wèn)題。例如，瓦斯爆炸，煤礦坍塌等事故時(shí)有發(fā)生。

3.2 煤礦開(kāi)采過(guò)程中存在的環(huán)境問(wèn)題

煤礦在開(kāi)采的時(shí)候，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響是巨大的。其主要體現(xiàn)在水土流失嚴(yán)重、土地荒漠化、采煤廢水排放以及地面坍塌等方面[3]。目前，大多數(shù)小型煤礦開(kāi)采的時(shí)候，其技術(shù)、設(shè)備比較落后，對(duì)環(huán)境造成較大的影響。同時(shí)，對(duì)煤礦開(kāi)采區(qū)域的水資源以及空氣環(huán)境等帶來(lái)較大的污染，同時(shí)，不合理的開(kāi)采導(dǎo)致煤炭資源逐漸枯竭。

4 新時(shí)期我國(guó)煤礦綠色開(kāi)采的措施

4.1 保水開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用

保水開(kāi)采技術(shù)在不同的煤礦開(kāi)采區(qū)域具有不同的技術(shù)含量，針對(duì)缺水的煤礦開(kāi)采區(qū)域，需要以水資源保護(hù)以及利用為主。針對(duì)水資源較多的煤礦開(kāi)采區(qū)域，需要以減少水資源破壞以及預(yù)防、治理水災(zāi)為主。因此，其保水開(kāi)采的綠色技術(shù)主要包括水資源保護(hù)、水災(zāi)害防治以及水資源利用等幾個(gè)方面的內(nèi)容[4]。煤礦的開(kāi)采過(guò)程中，如果對(duì)地下水層的原始徑流進(jìn)行破壞，其地下水就會(huì)大量排出，由于采空區(qū)上方倒水裂隙帶與地下水體相互貫通，從而就會(huì)形成大規(guī)模的地下水降落漏斗現(xiàn)象，從而就會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)孛旱V開(kāi)采區(qū)域的含水層造成水位下降的影響，繼而影響到煤礦開(kāi)采區(qū)域的水文地質(zhì)條件。在煤礦開(kāi)采之后，會(huì)對(duì)地表沉降帶來(lái)一定的影響，從而會(huì)導(dǎo)致地表水的原來(lái)形態(tài)會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致部分溝泉水量減少，嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)干涸的現(xiàn)象。其不僅對(duì)煤礦開(kāi)采帶來(lái)一定的影響，還會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ罹哂幸欢ǖ挠绊懀^而對(duì)周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境帶來(lái)較大的影響，尤其容易導(dǎo)致當(dāng)?shù)赝恋氐幕哪Ｒ虼?，在新時(shí)期煤礦綠色開(kāi)采非常重要，其中保水開(kāi)采技術(shù)的使用至關(guān)重要。在保水開(kāi)采的過(guò)程中，需要使用到礦井水的回灌技術(shù)，可以有效的確保保水開(kāi)采的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。主要將礦井水直接排放逐漸改變成為處理回灌。同時(shí)，需要對(duì)開(kāi)采后所產(chǎn)生的覆巖層的破斷規(guī)律進(jìn)行細(xì)致的研究與分析。另外，還需要對(duì)地下水漏斗現(xiàn)象以及原理進(jìn)行分析，并根據(jù)實(shí)際開(kāi)采的情況實(shí)施保水開(kāi)采。

4.2 煤礦與瓦斯共同開(kāi)采

在煤礦綠色開(kāi)采的過(guò)程中，需要與瓦斯共同開(kāi)采。由于瓦斯不僅是礦井中的有害氣體，還是潔凈的能源，在煤礦開(kāi)采的時(shí)候，需要充分利用瓦斯的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行資源開(kāi)采。首先，在煤礦開(kāi)采之前，需要提前抽采瓦斯能源。如果在煤礦開(kāi)采之前將瓦斯抽出，可以充分利用瓦斯來(lái)改善煤礦安全問(wèn)題。但是由于我國(guó)大多數(shù)煤體透氣性能較低，在本層內(nèi)抽采瓦斯存在較大的難度。其次，確保煤礦與瓦斯共同開(kāi)采。由于煤礦開(kāi)采之后，圍巖壓力就會(huì)大大下降，大量的瓦斯就會(huì)在采空區(qū)得到釋放，有利于瓦斯的開(kāi)采。因此，在煤礦開(kāi)采的時(shí)候，可以使用煤礦與瓦斯共同開(kāi)采技術(shù)，以便有效的降低安全事故的發(fā)生，提高煤礦與瓦斯開(kāi)采效率。另外，需要在廢棄的煤礦區(qū)抽采瓦斯。針對(duì)廢棄的煤礦礦井，其煤層采動(dòng)之后，瓦斯的含量比較豐富，因此，可以充分利用采動(dòng)后巖體內(nèi)裂隙場(chǎng)的分布以及鉆孔等，將瓦斯抽排管樁在封閉井口后，并將其進(jìn)行抽出。同時(shí)，還可以利用回風(fēng)井回收瓦斯。使用煤礦與瓦斯共同開(kāi)采技術(shù)的時(shí)候，需要使用卸壓法以及留巷鉆孔法等。

4.3 填充開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)大多數(shù)煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，通常會(huì)存在于建筑物、水體以及鐵路等下方，在解決這類(lèi)問(wèn)題的時(shí)候，通?？梢允褂贸涮铋_(kāi)采法。充填開(kāi)采發(fā)主要使用的是充填材料對(duì)采煤工作面踩空區(qū)域進(jìn)行填充，以便較好的控制巖層。這種方法能夠有效的緩解工作面支撐壓力產(chǎn)生的礦壓顯現(xiàn)的情況，能夠改善采礦區(qū)以及巷道維護(hù)狀況，減少地表下沉以及變形的發(fā)生[5]。同時(shí)，在一程度上可以提高煤礦的開(kāi)采率，確保地面建筑區(qū)以及生態(tài)環(huán)境。在進(jìn)行充填開(kāi)采的時(shí)候，充填材料包括矸石、水砂等。

其一，矸石充填。其主要通過(guò)利用井下采空區(qū)處置矸石的充填采煤方法進(jìn)行綠色開(kāi)采。不僅可以有效的減少煤礦固體廢棄物的排放，而且可以有效的解決開(kāi)采沉陷災(zāi)害的發(fā)生，能夠有效的提高礦井資源的回收效率，在綠色開(kāi)采中，是關(guān)鍵技術(shù)之一。另外，使用矸石充填的時(shí)候有以下幾個(gè)方面的方法。首先，使用拋?lái)窓C(jī)拋?lái)烦涮?。在巖巷以及半煤巖巷中挖掘矸石，并使用礦車(chē)將其運(yùn)用到井下矸石場(chǎng)，通過(guò)相關(guān)機(jī)械卸載以及破碎之后，進(jìn)入到矸石倉(cāng)。并通過(guò)其下口使用膠帶或者刮板輸送機(jī)運(yùn)載到采煤工作面的回風(fēng)巷中，之后通過(guò)工作面采空區(qū)與的運(yùn)輸工具將其運(yùn)送到采空區(qū)拋?lái)愤\(yùn)輸機(jī)械的尾部，最后將其運(yùn)輸?shù)讲煽諈^(qū)的拋?lái)诽庍M(jìn)行充填。其次，使用刮板輸送機(jī)卸矸充填。其充填機(jī)械設(shè)備主要包括充填刮板輸送機(jī)以及后端帶懸梁的自移式液壓支架。在自移式液壓支架的后端設(shè)置后懸臂等配件，使用可調(diào)高的懸掛充填刮板輸送機(jī)溜槽，增加充填垂直的高度之后，輸送機(jī)中部溜槽需要根據(jù)順序依次連接，并與機(jī)頭以及機(jī)尾組成刮板輸送機(jī)。并使用電機(jī)車(chē)將矸石礦車(chē)牽引到采取矸石場(chǎng)，通過(guò)一系列的運(yùn)輸程序之后，在采空區(qū)卸載并進(jìn)行充填。再次，使用風(fēng)力拋?lái)烦涮?。風(fēng)力充填的材料粒度需要確保其直徑超過(guò)充填管道的二分之一，并且還需要確保充填材料沉縮率較低、腐蝕性小。矸石充填通過(guò)一系列的運(yùn)輸環(huán)節(jié)到達(dá)充填采空區(qū)之后，一般使用采煤機(jī)割兩刀煤進(jìn)行充填一次，其充填的步距需要確保在1.2米至1.6米之內(nèi)，每次充填的長(zhǎng)度為6到9米。

其二，水砂充填。水砂充填主要使用的是水利通道將充填材料送入到采空區(qū)。目前水砂充填技術(shù)逐漸成熟起來(lái)，其應(yīng)用范圍在不斷的擴(kuò)大。其主要技術(shù)開(kāi)采的流程是在地面使用礦車(chē)將開(kāi)采出來(lái)的以及破碎的成品砂運(yùn)送到倉(cāng)庫(kù)中，并將其與水混合成砂漿，通過(guò)充填管路將其送到工作面采空區(qū)域，之后通過(guò)脫水將其形成充填體，其廢水通過(guò)采區(qū)流水上山，其流水流入到采礦區(qū)的沉淀池中，通過(guò)相關(guān)流程加以循環(huán)利用。水砂充填采煤法具有充填緊密、煤塵危害小等優(yōu)點(diǎn)，并且可以有效的控制地表下沉與變形等情況。

4.4 煤炭地氣化開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用

煤炭地下氣化開(kāi)采技術(shù)主要指的是將地下煤炭通過(guò)熱化學(xué)反應(yīng)，將其固體轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇細(xì)怏w。同時(shí)，可以部分消除煤炭開(kāi)采對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)，可以有效的減少煤炭燃燒對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。該項(xiàng)技術(shù)主要是一種整體綠色開(kāi)采技術(shù)，主要是采用油井式、長(zhǎng)通道以及大斷面等方式進(jìn)行氣化。但是由于地下煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生苯和酚等致癌物質(zhì)，有可能會(huì)度化水資源，同時(shí)，燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的二氧化碳等對(duì)空氣具有較大的污染，在使用這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，還需要對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化與完善。

5 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，存在較多的問(wèn)題。在新時(shí)期的發(fā)展環(huán)境下，需要減少煤礦開(kāi)采對(duì)生態(tài)環(huán)境以及安全的影響，從而要大力支持綠色開(kāi)采，使用綠色開(kāi)采技術(shù)提高煤礦開(kāi)采的效率，減少環(huán)境污染的發(fā)生。目前，我國(guó)煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用程度不夠高，還需要相關(guān)人員不斷的探索與實(shí)踐，提高綠色開(kāi)采力度。

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