綠色理論下的煤炭開采技術(shù)研究

劉方

摘 要： 近年來，我國對煤炭資源能的需求不斷增加，煤炭開采越來越多。為滿足煤炭開采的基本需求，我國一直在尋找高效率的煤炭開采技術(shù)，而在多年的技術(shù)探索中，我國煤炭開采技術(shù)已經(jīng)取得重大進步與突破。但因為在開采過程中出現(xiàn)過于粗放的問題，而導(dǎo)致對周圍生態(tài)環(huán)境帶來重大影響。所以，對煤炭開采來說，為不斷改善其開采困境，需全方位貫徹綠色開采思維，并將綠色開采技術(shù)應(yīng)用于具體的開采實踐中。在本文研究中對綠色理論下的煤炭開采技術(shù)進行分析，不斷總結(jié)相應(yīng)的要點。

關(guān)鍵詞： 綠色理論;煤炭開采;綠色開采;開采技術(shù)

【中圖分類號】TD991 【文獻標(biāo)識碼】B 【文章編號】1674-3733（2020）20-0218-01

引言：煤炭在開采過程中，巖石層的移動和破壞會造成周圍地應(yīng)力、地溫以及巖溶水壓的持續(xù)上升，礦井突水災(zāi)害加劇，巖石應(yīng)力場變化復(fù)雜，開采勞動效率降低;高瓦斯和高強擾動增強了開采的危險系數(shù)，帶來安全隱患。同時，由于我國淺層煤炭的日漸枯竭，煤炭開采深度和力度增強，隨之帶來的地面塌陷、地下水循環(huán)受阻、高瓦斯含量和廢氣壓力問題日漸凸顯。因此，優(yōu)化煤炭的深度開采技術(shù)，實現(xiàn)綠色開采，將為我國的能源戰(zhàn)略和健康可持續(xù)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

1 煤炭開采技術(shù)

1.1 煤炭充填開采技術(shù)

充填采煤技術(shù)能夠有效控制巖層移動和地表沉陷，是綠色開采技術(shù)的主要構(gòu)成部分。近年來，隨著我國煤炭開采深度的逐漸增加，對于煤炭充填開采技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。深度煤炭資源采選充技術(shù)旨在通過控制巖體運動，在井下完成煤矸分離、矸石充填、瓦斯抽采、災(zāi)害防控的集成性作業(yè)，直接產(chǎn)出清潔煤炭。要實現(xiàn)新型的深度煤炭采選充綠色開采技術(shù)，亟需對巖層控制、地表沉陷控制、大斷面硐室的圍巖控制理論進行深入研究;對填充材料的高效輸送、效果監(jiān)測、巖體滲流進行自動化控制。值得一提的是，隨著開采深度的增加，深部圍巖環(huán)境復(fù)雜，高地應(yīng)力帶來強礦壓，填料充實率需要提高用以緩解壓力。與此同時，強擾動狀態(tài)下的巖層最大彎曲變形值減小，覆巖運動加劇，地表沉陷的波及范圍擴大，需要降低填料充實率。

1.2 綜采技術(shù)

該技術(shù)主要包括割煤、運煤以及工作面保護的基本流程。對于具體的割煤環(huán)節(jié)來說，煤炭開發(fā)企業(yè)可利用一些自動化機械設(shè)備，常見的設(shè)備包括刨煤機和單與雙滾筒采煤機，通過這些技術(shù)來推進破煤和裝煤工作的發(fā)展。在這個過程中，刨煤機割煤的工作效率較低，有助于促進薄煤層的大范圍開采。而對于運煤流程來說，可將帶式伸縮設(shè)備應(yīng)用于割煤過程和煤炭運輸工作面中，然后在具體運煤中提高運輸能力。

1.3 保水采煤技術(shù)

保水采煤需要控制采煤區(qū)巖層移動量和頂?shù)装辶芽p發(fā)育來實現(xiàn)含水層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和生態(tài)水位埋深的穩(wěn)定性，所以導(dǎo)水裂縫帶成為了保水采煤技術(shù)的關(guān)鍵。近年來保水采煤技術(shù)在理論和實踐方面都取得了很大的進展。一是保水采煤技術(shù)的理論研究不斷取得突破;二是針對西北特定區(qū)域的煤礦的水位埋深控制有了更新的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)當(dāng)水位埋深大于215cm后，地下水對沙柳不再有水源控制;三是對西北大型煤礦區(qū)域的保水采煤地質(zhì)條件進行了分區(qū);四是給出了關(guān)鍵參數(shù)導(dǎo)水裂縫帶高度的預(yù)測、探測方法以及探測結(jié)果;五是對高強度采煤條件下淺層地下水漏失量、礦井涌水量進行了定量的計算，分析了西北地區(qū)生態(tài)脆弱礦區(qū)采煤引起的環(huán)境效應(yīng)。

1.4 特厚煤層綜放開采智能化技術(shù)

特厚煤層主要分布在我國特大型煤礦企業(yè)，資金和技術(shù)實力雄厚，開采技術(shù)和投入相對超前，開采前景相對廣泛。特厚煤層智能化開采技術(shù)采用各類綜合先進設(shè)備入場，操作范圍廣、生產(chǎn)規(guī)模大，在相當(dāng)程度上提高了勞動生產(chǎn)率，降低了勞動成本。但由于特厚煤層綜放技術(shù)對頂板控制精度高，對放頂現(xiàn)場管控嚴(yán)格，當(dāng)前部分傳感器難以實現(xiàn)長時間在先對復(fù)雜的環(huán)境中穩(wěn)定運行，頻繁故障以及處理失效也是亟待解決的重點問題。以兩柱式放頂煤液壓支架及自動化放煤技術(shù)在推廣應(yīng)用中，面臨著現(xiàn)場頂板管控復(fù)雜，難度加大，頂板風(fēng)險加大，依托現(xiàn)有的傳感技術(shù)，對作業(yè)現(xiàn)場設(shè)備和環(huán)境信息進行綜合搜集，自動分析，在使用過程中，受到作業(yè)現(xiàn)場高溫、高濕度、高粉塵的影響，紅外及其他在線監(jiān)測功能設(shè)施，在數(shù)據(jù)和環(huán)境數(shù)值收集過程中，頻繁故障，影響連續(xù)開采，同時也暴露出檢測對象影響因素復(fù)雜等情況。

2 綠色理論下的煤炭開采技術(shù)分析

2.1 樹立綠色開采理念

煤炭作為我國的寶貴資源，與社會各個行業(yè)發(fā)展存在著密切關(guān)系。在煤炭開采中，只有樹立綠色可持續(xù)發(fā)展理念，才能更好地促進煤炭開采工作的高質(zhì)量發(fā)展。因此，對于我國煤炭開采企業(yè)來說，需樹立科學(xué)的綠色開采技術(shù)理念。例如，在煤炭開采中可加強對綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，將現(xiàn)代化綠色開采技術(shù)應(yīng)用于煤炭資源開發(fā)中，用綠色技術(shù)替代那些粗放和對煤炭資源環(huán)境可能產(chǎn)生重大危害性的技術(shù)，這可以充分發(fā)揮出綠色開采技術(shù)的重要優(yōu)勢。

2.2 控制技術(shù)方面

控制技術(shù)方面是智能開采的核心層面，是直接影響到開采效果的根本核心。當(dāng)前，受到技術(shù)水平限制，在智能化開采控制和傳輸手段上，仍然以傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)傳輸信號為主，傳輸速度低，實施控制效果差，網(wǎng)絡(luò)延遲、信號傳輸中段等頻繁導(dǎo)致控制措施在處理過程中的誤差，難以保證遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場操作的同步性。

2.3 應(yīng)用各種新型技術(shù)

在時代發(fā)展步伐的不斷推進下，各種各樣的新型技術(shù)應(yīng)運而生。而對于煤炭開采工作來說，其也發(fā)生過多場變革，例如，充填技術(shù)在傳統(tǒng)煤炭開采中的應(yīng)用比較廣泛，水和砂作為該技術(shù)的主要原材料。在這個過程中，工序繁雜且質(zhì)量低下。隨著煤炭開采技術(shù)的進一步發(fā)展，纖石膏體也被當(dāng)做技術(shù)的主材料，這可以有效控制砂式時代出現(xiàn)的各種技術(shù)難題，同時也成為時下的一種主流充填技術(shù)手段。

結(jié)語：綜上所述，如果沒有煤炭產(chǎn)業(yè)的貢獻，中國經(jīng)濟就不會急速發(fā)展。煤炭產(chǎn)業(yè)為國家經(jīng)濟的發(fā)展做出了巨大貢獻，還支付了巨大的社會成本。準(zhǔn)確開采煤炭對于提高安全煤礦技術(shù)水平至關(guān)重要，為了實現(xiàn)資源開發(fā)效率化和煤炭產(chǎn)業(yè)從勞動密集型向高新技術(shù)的轉(zhuǎn)變，今后煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展將確立科學(xué)剝削理念，提高煤炭循環(huán)科學(xué)水平的技術(shù)轉(zhuǎn)化手段，以及以全環(huán)節(jié)利用為基礎(chǔ)的知識，安全，綠色社會，全面，協(xié)調(diào)，可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代煤炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系。

參考文獻

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