煤炭綠色開采技術(shù)淺談

（貴州省六盤水職業(yè)技術(shù)學(xué)院，貴州 六盤水 553000）

[摘 要] 煤炭綠色開采技術(shù)是近幾年廣為關(guān)注的社會話題，加強(qiáng)對綠色開采技術(shù)的研究，有助于減少開采活動(dòng)對自然環(huán)境造成的破壞，推進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。將綠色煤炭開采技術(shù)分為三個(gè)方面，分別從保水采煤、煤與天然氣共采、充填開采這三個(gè)角度，對綠色開采技術(shù)做一簡單探究。

[關(guān) 鍵 詞] 煤炭開采；綠色技術(shù)；保水采煤；煤氣共采

[中圖分類號] TD823 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）30-0150-01

隨著能源需求和煤炭總量的持續(xù)不斷增長，煤炭開采問題愈來愈受到社會的廣泛關(guān)注。現(xiàn)階段我國煤炭開采由于相關(guān)技術(shù)的不全面，導(dǎo)致了一些生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn)。如何減少并逐漸避免煤炭開采引起的巖層水與瓦斯的流動(dòng)、巖層破壞等問題值得我們深入探討。綠色開采是未來我國煤炭開采技術(shù)的重要發(fā)展方向，掌握綠色開采技術(shù)，對于解決煤炭開采導(dǎo)致的生態(tài)問題、提高開采質(zhì)量具有重要意義。

一、保水采煤

現(xiàn)階段煤炭開采過程中對地下水資源的危害主要表現(xiàn)為這幾個(gè)方面：地下含水層的破壞會導(dǎo)致大量地下水排出；地下水體與采空區(qū)上方導(dǎo)水裂隙帶的貫通，形成地下水降落漏斗導(dǎo)致區(qū)域含水層水位下降，對區(qū)域水文地質(zhì)條件造成不良影響；開采產(chǎn)生的地表沉陷對地表內(nèi)河流、湖泊、井泉原來形態(tài)產(chǎn)生影響，嚴(yán)重者會造成部分地表水體干涸。

我國大部分煤炭礦區(qū)都位于干旱半干旱地區(qū)，在這些地區(qū)實(shí)行保水開采具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。煤炭保水開采包括水資源保護(hù)、水資源利用和水災(zāi)害防治等多項(xiàng)重要內(nèi)容，不同地區(qū)保水技術(shù)內(nèi)涵不一而同。缺水礦區(qū)，主要以水資源的保護(hù)以及利用為主要技術(shù)追求；大水礦區(qū)，主要以水災(zāi)害防治以及水資源破壞為主要技術(shù)追求。

在保水開采過程中，開采要根據(jù)開采地區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件，選擇不同工作方法。那些隔水層較薄的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)先對其覆巖破壞規(guī)律、水位等因素進(jìn)行實(shí)地考察之后進(jìn)行保水開采；那些富含水且煤層埋藏比較淺的區(qū)域，應(yīng)當(dāng)在地下水滲漏問題解決之后再實(shí)行保水開采；那些隔水層厚度較大和不存在含水層的區(qū)域，是最適合保水開采的地區(qū)。礦井水也是保水開采的重要內(nèi)容之一，經(jīng)過處理的礦井水可以用于工業(yè)，不應(yīng)該隨便浪費(fèi)?？梢圆捎米匀怀两捣?、過濾法和混凝法對其進(jìn)行處理。目前，主流的保水開采方法主要是“三下”采煤技術(shù)，應(yīng)用范圍比較普遍，借鑒經(jīng)驗(yàn)較為豐富，可以在采煤區(qū)進(jìn)行推行。

二、煤氣共采

我國是世界上煤層瓦斯儲存量位列前幾位的國家之一，地下煤炭資源幾乎與陸上天然氣資源持平。在煤炭開采過程中，大量瓦斯氣體的排放對采煤安全造成一定危害，過多溫室氣體的排放也給生態(tài)環(huán)境帶來危害。因此，大力發(fā)展煤與瓦斯共采技術(shù)，將瓦斯氣體實(shí)現(xiàn)資源化利用是非常有必要的。

瓦斯在煤層當(dāng)中的儲存狀態(tài)主要有兩種：一，吸附狀態(tài)，瓦斯以固體分子狀態(tài)隱藏于煤炭表面和內(nèi)部，約占煤層瓦斯儲存量的90%；二，游離狀態(tài)，瓦斯以自由氣體狀態(tài)隱藏于煤層縫隙之間，約占煤層瓦斯儲存量的10%。煤炭開采過程中引起的煤巖體移動(dòng)會對吸附態(tài)瓦斯和游離態(tài)瓦斯運(yùn)移產(chǎn)生顯著影響。

基于不同區(qū)域內(nèi)煤層瓦斯儲存狀態(tài)、參數(shù)以及各項(xiàng)指標(biāo)的差異，應(yīng)當(dāng)采用采前瓦斯抽采技術(shù)、采動(dòng)卸壓瓦斯抽采技術(shù)以及老采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)，分別對不同階段不同區(qū)域礦區(qū)進(jìn)行煤與瓦斯共采。第一階段應(yīng)當(dāng)先采瓦斯再采煤，煤炭開采前預(yù)先將一部分瓦斯抽取，待煤層中瓦斯含量降低之后再繼續(xù)開采，一則可以保證采煤安全性，二則提高工作面單產(chǎn)效率。第二階段采取采動(dòng)卸壓瓦斯抽采技術(shù)，進(jìn)行煤與瓦斯共采，根據(jù)采煤區(qū)域壓力顯現(xiàn)規(guī)律，在最佳條件下進(jìn)行瓦斯抽采。第三階段采用老采空區(qū)瓦斯抽采技術(shù)，采完煤后再次抽采瓦斯。

三、充填開采

充填開采技術(shù)是指利用砂子、碎石等外來材料對采空區(qū)進(jìn)行充填，從而抑制地表沉陷以及巖層移動(dòng)。按照充填位置、充填動(dòng)力、充填材料以及充填量的不同，充填開采技術(shù)可以分為不同類型。以充填位置分類，可以分為采空區(qū)充填、冒落區(qū)充填、高層區(qū)充填；以充填動(dòng)力的不同，可以分為自溜充填、風(fēng)力充填、機(jī)械充填、水力充填；以充填材料分類，可以分為水砂充填、膏體充填、高水充填；以充填量分類，可以分為全部充填和部分充填。

各地區(qū)煤層開采對地表沉陷以及巖層移動(dòng)造成的影響不盡相同，根據(jù)采空區(qū)實(shí)際情況，應(yīng)當(dāng)因地制宜，采取針對性充填方法。一般來說，水砂充填和膏體充填方法是需要重點(diǎn)掌握的兩種充填技術(shù)。水砂充填指利用管道和水力將砂粒作為充填材料送入采空區(qū)，大部分礦區(qū)都采用炮采工藝實(shí)施水砂充填。膏體充填指將煤礦附近的河沙、粉煤灰、劣質(zhì)土、風(fēng)積沙加工成膏體之后，通過管道以重力加壓送入采空區(qū)，主要遵循實(shí)施“漿推水”—輪流充填—實(shí)施“水推漿”這三個(gè)步驟展開工作。

煤炭開采過程遇到的環(huán)境問題如果不加以有效解決，對人類的生存和社會的發(fā)展都會帶來嚴(yán)重危害?！鞍l(fā)展煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn)煤炭綠色開采技術(shù)”是指導(dǎo)現(xiàn)階段煤炭開采的重要工作理念，現(xiàn)階段我國煤炭綠色開采技術(shù)的理論與實(shí)踐發(fā)展尚處于摸索階段，如何進(jìn)一步發(fā)展綠色開展技術(shù)，依舊需要眾位技術(shù)人員持續(xù)不斷的探索與研究。

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