煤炭綠色開采研究與發(fā)展

喬全占

內(nèi)蒙古伊泰廣聯(lián)煤化有限責(zé)任公司 內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000

煤炭在開采時(shí)，規(guī)模相對(duì)較大，對(duì)于安全性有著很高要求，這就需要有較高的開采工藝作為支持，在減少對(duì)環(huán)境污染的前提下，使開采量可以不斷增多[1]。在上世紀(jì)煤礦開采中，主要通過鐵道工藝進(jìn)行操作，而后又被汽車運(yùn)輸工藝所替代，在很長一段時(shí)間中，汽車運(yùn)輸工藝成為煤炭開采中最為重要的工藝方式之一，但由于其消耗較多的燃油，生產(chǎn)成本相對(duì)較大，而且會(huì)污染環(huán)境，這就需要綠色開采工藝的出現(xiàn)，使整個(gè)開采過程更為環(huán)保，提高生態(tài)效益。

1 綠色開采的定義

通過基本名詞我們就能感覺到，綠色開采一定是與環(huán)境保護(hù)之間有密不可分的關(guān)系，所謂綠色開采，就是指在開采礦產(chǎn)資源過程中最大限度的降低對(duì)自然環(huán)境以及其他資源的影響，最大限度的保護(hù)周邊環(huán)境，減少對(duì)周邊環(huán)境的破壞。同時(shí)減少開采礦產(chǎn)時(shí)廢棄物的排放，以及對(duì)廢棄物實(shí)現(xiàn)二次利用的目的。從而最大限度提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)和諧發(fā)展。

2 煤炭綠色開采技術(shù)與發(fā)展

2.1 保水開采

我國水資源的短缺要求煤炭企業(yè)在開采煤炭時(shí)必須要對(duì)水資源進(jìn)行保護(hù)。在水體下采煤時(shí)，地下開采所引起的巖層移動(dòng)與變形會(huì)波及到地面，造成地表水的下沉；開挖產(chǎn)生的大量導(dǎo)水裂隙也會(huì)破壞地下含水層的原始徑流，導(dǎo)致大量的水滲入到工作面，造成地下水位的下降，破壞水文地質(zhì)條件，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成工作面底板或其他位置的突水，引發(fā)礦井水災(zāi)，這些都是礦井開采給水資源帶來的破壞，這不但會(huì)影響地面企業(yè)和居民的生產(chǎn)生活，而且還會(huì)造成生態(tài)系統(tǒng)的失衡。保水開采就是保護(hù)水資源的煤炭開采技術(shù)，它主要是基于水在裂隙巖體中的滲流規(guī)律的理論所提出來的，它不僅是要杜絕水體的污染，而且還要防治水災(zāi)的發(fā)生（底板突水、掘進(jìn)面突水等），更重要的是，還要對(duì)污水進(jìn)行凈化，然后循環(huán)利用，因此，保水開采對(duì)煤礦的綠色開采具有很重要的意義。

2.2 分層注漿開采技術(shù)及其應(yīng)用

分層注漿技術(shù)就是通過對(duì)離層的注漿與填充，為煤礦周圍及開采區(qū)域的土地資源提供相應(yīng)的保護(hù)措施。在煤礦資源開采的過程中，相關(guān)人員可以通過相應(yīng)的煤層巷道支護(hù)技術(shù)對(duì)煤層進(jìn)行保護(hù)，也可以通過降低矸石的排放量對(duì)煤礦周圍巖石的受力情況進(jìn)行改善，以實(shí)現(xiàn)清潔空氣目的。分層注漿及填充開采技術(shù)的合理應(yīng)用既能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤礦周圍及開采區(qū)域的土地保護(hù)，也能夠最大限度的降低水土流失現(xiàn)象發(fā)生的概率，以避免出現(xiàn)因水土流失造成的土地破壞現(xiàn)象。通過對(duì)離層的注漿與填充將礦井周圍或是城市中的固體廢物填入到煤礦的采空區(qū)域，有效的填補(bǔ)了煤礦采空區(qū)，進(jìn)而避免了地面下沉甚至塌陷現(xiàn)象的發(fā)生，最終實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排、綠色開采、保護(hù)環(huán)境的開采目的[2]。

2.3 針對(duì)采空區(qū)的綠色開采

在開采煤炭過程中，采空區(qū)的填充工作至關(guān)重要。如果不進(jìn)行填充處理，勢(shì)必造成嚴(yán)重的后果。采空區(qū)填充技術(shù)，包含開采與充填系統(tǒng)的合理協(xié)調(diào)，對(duì)充填及事后處理充填材料的暢通運(yùn)輸事項(xiàng)等。但是如果在填充材料非常巨大的情況下，成本是非常高的，具體的操作方案很不容易被實(shí)行。為此，相關(guān)科研人員提出了“關(guān)鍵層理論”以及部分填充以控制開采沉陷的想法，目前已經(jīng)得到了大范圍的推廣和應(yīng)用。比如，在采空區(qū)上方，離層裂隙注漿充填法就起到了減緩下沉速度和下沉量的作用。但是最關(guān)鍵的還是要尋找一種低價(jià)格，儲(chǔ)量大，來源廣泛的填充材料，這樣才能從根本上解決問題[3]。

2.4 提升煤炭資源的回采率

煤炭是最為常見的化石能源之一，國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定運(yùn)作每天需要消耗大量的煤炭。因此為了讓煤炭資源的利用率最大化，必須通過一定的方法提升煤炭的回采率，讓開采過程中的煤炭損耗得到有效把控，這需要合理的采煤工藝。對(duì)于開采水平、近水平煤層的露天礦，應(yīng)采用頂板露煤與傾斜分層相結(jié)合的方式，回采前用輔助設(shè)備清掃煤面；對(duì)于開采傾斜、急傾斜煤層的露天礦，臺(tái)階采用水平分層時(shí)，應(yīng)采用頂板露煤，從煤層頂板向底板推進(jìn)，把三角煤、巖用推土機(jī)送至本臺(tái)階工作面附近，目前采用裝載機(jī)或電鏟裝車的采煤方法。同時(shí)需要注意的是為了讓資源與環(huán)境得到協(xié)調(diào)發(fā)展，在符合工藝啟用條件的狀況下，可以使用露井聯(lián)采技術(shù)，這種技術(shù)的采出率高，環(huán)境破壞性小。煤炭的回采率越高，煤礦獲取的經(jīng)濟(jì)效益就越高，但是需要技術(shù)人員注意的是一定要配合更為適宜的措施與技術(shù)，在綜合調(diào)整下，獲得更好的環(huán)境保護(hù)效果與更多的經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)與科技進(jìn)步的產(chǎn)物，把其應(yīng)用到露天煤礦中作用不言而喻，物聯(lián)網(wǎng)作為對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一種擴(kuò)展，意在促進(jìn)智慧型礦山可以穩(wěn)步進(jìn)行，但礦山物聯(lián)網(wǎng)具有很強(qiáng)的復(fù)雜性，有著龐大的體系，不僅需要云計(jì)算進(jìn)行支撐，還會(huì)涉及到傳感器技術(shù)等眾多技術(shù)。所以，要想使綠色工藝得以進(jìn)行下去，必須使設(shè)備達(dá)到智能化標(biāo)準(zhǔn)，使其滿足自動(dòng)化相關(guān)要求，減少工作人員對(duì)設(shè)備的勘察時(shí)間，提高作業(yè)效率。例如，在對(duì)全連續(xù)工藝進(jìn)行應(yīng)用時(shí)，需要各輸送機(jī)以及挖掘機(jī)保持一定聯(lián)系，這就需要借助物聯(lián)網(wǎng)來操作，使礦山通訊可以保持順暢狀態(tài)，不僅便于管理者對(duì)礦山開采情況的了解，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤礦安全隱患，杜絕危險(xiǎn)產(chǎn)生。

3 結(jié)語

綜上所述，在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源開采工作中，煤炭開采仍然是重要的組成部分，但是傳統(tǒng)的開采技術(shù)和水平，對(duì)煤礦周圍的環(huán)境，大氣，土壤，以及水資源等造成了嚴(yán)重的破壞，生態(tài)環(huán)境受到了嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，這對(duì)人類生活生產(chǎn)的環(huán)境以及身體健康都帶來了不利影響，威脅著人類的生存。所以在煤炭資源開發(fā)和利用方面，必須積極研究現(xiàn)代化開采技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綠色開采的目標(biāo)，為資源利用創(chuàng)造有效的條件。從而實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共存。