我國(guó)煤炭資源安全高效綠色開采技術(shù)研究

摘要：制約我國(guó)煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的主要因素是煤炭資源安全生產(chǎn)壓力大、采出率不高、資源就地轉(zhuǎn)化能力不強(qiáng)、生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重等問題，所以研究煤炭資源安全綠色高效開采技術(shù)十分必要。文章在分析煤炭資源安全綠色高效開發(fā)相關(guān)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討了煤炭資源安全高效綠色開采技術(shù)，并闡述了安全高效綠色開采技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：煤炭資源；安全高效開采；綠色開采技術(shù)；煤炭行業(yè)；不可再生能源 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD82 文章編號(hào)：1009-2374（2015）15-0079-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.041

近年來，國(guó)家的宏觀經(jīng)濟(jì)形勢(shì)越來越好，不斷調(diào)整對(duì)于煤炭產(chǎn)業(yè)的相關(guān)政策，使得煤炭工業(yè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)得以堅(jiān)實(shí)的形成，產(chǎn)量也大幅增加，從1949年的3000萬噸左右擴(kuò)大到2010年的32.4億噸，年均增速約8%，累計(jì)生產(chǎn)煤炭近400億噸。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)常規(guī)能源探明總資源量已經(jīng)超過了8230億噸，其中煤炭占87.4%。從資源基礎(chǔ)來說，煤炭資源的優(yōu)勢(shì)是其他任何資源都無法比擬的?，F(xiàn)在煤炭是我國(guó)能源的基礎(chǔ)，在我國(guó)一次能源的消費(fèi)中占70%左右。預(yù)計(jì)到2020年，煤炭總消費(fèi)量依然會(huì)占能源消費(fèi)總量的60%。

1 我國(guó)煤炭資源安全綠色高效開采的現(xiàn)狀分析

總的來說，煤炭資源的安全綠色高效勘探是從廣義的方向來對(duì)煤、水、瓦斯土地等一切能夠利用的資源進(jìn)行認(rèn)識(shí)和對(duì)待的，遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)賬的安全綠色高效工業(yè)的原則是其內(nèi)涵，通過安全綠色高效開采使煤炭開采對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響達(dá)到最小并對(duì)礦區(qū)資源的利用達(dá)到最優(yōu)是其目標(biāo)，在這一基礎(chǔ)上所形成的“高利用，低排放”并和環(huán)境協(xié)調(diào)的開采技術(shù)，最終取得較好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的條件下，安全綠色高效開采技術(shù)中的一部分開始慢慢變成一種產(chǎn)業(yè)，某些情況下能夠變廢為寶，減小開采的成本。然而，一旦處理不好這一技術(shù)，就可能給相關(guān)的煤炭企業(yè)帶來一定的成本浪費(fèi)，這一狀況使得那些本來開采成本就已經(jīng)很高的煤炭企業(yè)難以承受。開發(fā)任何資源都一定要與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，這是煤炭企業(yè)以及所有采礦工作者的責(zé)任。然而，我們最應(yīng)該需要解決煤炭資源開發(fā)中的經(jīng)濟(jì)問題。在如今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展大環(huán)境下，煤炭企業(yè)對(duì)于資源的開發(fā)有著其獨(dú)特的特點(diǎn)，其中最明顯的一點(diǎn)就是煤炭的價(jià)值表現(xiàn)是通過整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)來完成的，如果其作為商品，則其在開采過程中的技術(shù)含量無法體現(xiàn)出來。

2 我國(guó)煤炭資源安全綠色高效開采技術(shù)

2.1 開采技術(shù)

首先鼓勵(lì)采用先進(jìn)適用技術(shù)與高新技術(shù)，加大科技成果轉(zhuǎn)化力度新工藝、新技術(shù)、新材料、新設(shè)備應(yīng)用，推行壁式采煤，發(fā)展綜合機(jī)械化采煤技術(shù)，建設(shè)高產(chǎn)高效礦井。其次加大薄煤層開采與采煤方法改革力度，鼓勵(lì)發(fā)展薄煤層機(jī)械化開采技術(shù)、“三下一上”采煤、井下充填、邊角煤回收等提高資源回收率的采煤技術(shù)，為全面提高煤炭資源回收率夯實(shí)堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)。最后對(duì)采區(qū)巷道布置設(shè)計(jì)礦井開拓進(jìn)行優(yōu)化，加大無煤柱開采和井下矸石充填的科技研發(fā)和應(yīng)用，實(shí)施井巷支護(hù)新技術(shù)應(yīng)用，推廣小煤柱與全煤巷采掘技術(shù)。

2.2 安全技術(shù)

安全問題始終是煤炭乃至各類資源生產(chǎn)工作的高壓線，一定要明確樹立底線思維與紅線意識(shí)。如今，建設(shè)數(shù)字化礦井，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制和信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)智能化管理技術(shù)、安全在線實(shí)時(shí)監(jiān)控監(jiān)測(cè)技術(shù)等是煤炭開采安全技術(shù)的主體內(nèi)容。當(dāng)前，國(guó)家要求煤礦安全避險(xiǎn)一定要裝備的人員定位、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、壓風(fēng)自救、緊急避險(xiǎn)、供水施救和通信聯(lián)絡(luò)“六大”系統(tǒng)，為煤礦實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)、有效實(shí)行安全綠色高效開采、遏制重大事故的發(fā)生提供了強(qiáng)大保障，一定要堅(jiān)持不懈、規(guī)范推進(jìn)。此外，淘汰落后產(chǎn)能，實(shí)施節(jié)能消耗、節(jié)能減排，同樣與安全綠色高效開采技術(shù)體系相輔相成、融為一體。

3 安全綠色高效開采技術(shù)發(fā)展方向

3.1 節(jié)水開采新技術(shù)

我國(guó)主要的煤資源都位于嚴(yán)重缺水的華北和西北地區(qū)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)采煤技術(shù)沒有考慮水資源的保護(hù)，致使因?yàn)椴擅好磕昶茐牡叵滤?2億m3，保護(hù)水系、節(jié)水開采技術(shù)的研究已經(jīng)十分緊迫。節(jié)水采煤在水資源豐富的礦區(qū)，節(jié)水開采的主要目標(biāo)主要是防治水害與減少水資源破壞；在缺水礦區(qū)的主要目標(biāo)是水資源保護(hù)和利用。節(jié)水開采技術(shù)的研究，應(yīng)包含煤水共采、水資源保護(hù)以及水災(zāi)害防治等內(nèi)容。

3.2 煤與瓦斯共采

瓦斯作為一種新能源能夠廣泛應(yīng)用于人民的生活與社會(huì)的發(fā)展中，如在社會(huì)發(fā)展中可以用作化工原料、工業(yè)燃料、用于發(fā)電；在人們生活中可以用作居民生活燃料。如果開采瓦斯的時(shí)候利用巖層運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，這很有可能成為我國(guó)煤層氣開發(fā)的一條重要途徑。這樣做還能夠有效預(yù)防安全事故的發(fā)生，減少巷道內(nèi)的瓦斯含量，變高瓦斯煤層為低瓦斯煤層，從而實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。

3.3 充填開采

充填采礦法是解決高應(yīng)力集中區(qū)、“三下”壓煤等危險(xiǎn)塊段回收的有效開采方法，在很多地區(qū)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。這種開采方法是利用充填材料對(duì)采空區(qū)進(jìn)行全部或部分充填，以達(dá)到控制上覆巖層垮落或處理廢棄矸石目的。充填方法得當(dāng)能夠有效減輕地表下沉和變形，緩和甚至消除因?yàn)楣ぷ髅嬷С袎毫Ξa(chǎn)生的礦壓顯現(xiàn)，對(duì)鐵路、地面建筑等交通設(shè)施以及生態(tài)環(huán)境和水體進(jìn)行有效保護(hù)。現(xiàn)在常用的填充方法有水砂充填、矸石充填、高水材料充填、膏體充填等，需要進(jìn)行相應(yīng)的高效生產(chǎn)工藝的研究與材料（配料）研究。

3.4 煤炭地下氣化

未來煤礦的發(fā)展方向是煤炭地下氣化。此方法對(duì)環(huán)境的污染較小，既不會(huì)產(chǎn)生矸石，也不會(huì)造成地表沉陷，并且受地質(zhì)條件約束小，能夠?qū)﹄y采的邊角煤與深部煤層、薄煤層、遺留的煤柱等進(jìn)行開采。煤炭地下氣化技術(shù)雖然經(jīng)過了很長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐與研究，然而現(xiàn)在只在很小一部分區(qū)進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，其中還有很多亟待解決的問題，比如怎樣對(duì)燃燒速率進(jìn)行控制，怎樣避免地下燃燒生成的有毒有害氣體不污染地下水等。

4 結(jié)語

由于煤炭行業(yè)一直在貫徹科學(xué)發(fā)展觀與可持續(xù)發(fā)展，因此對(duì)于煤炭資源的安全綠色高效開采是其必然選擇。煤炭的安全綠色高效開采技術(shù)是最近才出現(xiàn)的開采理念，這一技術(shù)一般有矸石井下充填術(shù)、煤與瓦斯共采技術(shù)、保水開采技術(shù)以及煤炭地下氣化技術(shù)等。以后煤炭開采方法的主要發(fā)展方向?qū)?huì)是安全綠色高效開采技術(shù)，其發(fā)展空間必然會(huì)很大。煤炭資源是一種不可再生能源，在當(dāng)今儲(chǔ)量越來越低、環(huán)境污染越來越嚴(yán)重、生產(chǎn)利用成本越來越大的情況下，對(duì)煤炭資源進(jìn)行安全綠色高效開采，對(duì)于保護(hù)生態(tài)環(huán)境與確保礦井的安全生產(chǎn)意義重大。

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作者簡(jiǎn)介：賀小平（1982-），男，陜西匯森煤業(yè)開發(fā)有限責(zé)任公司工程師，碩士，研究方向：煤礦機(jī)電專業(yè)科研管理。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint