淺談幾種特殊條件下開采技術(shù)與綠色開采的結(jié)合

摘 要：我國的煤炭開采量不斷加大，而且各地的礦井開采條件逐漸的繁雜。為了對(duì)于煤炭資深更加充分的開采，就要大力的研究和發(fā)展各種條件下煤炭的綠色開采技術(shù)，尤其是在一些特殊條件下。本文基于已有研究成果的前提下，對(duì)于深部礦井、瓦斯災(zāi)害嚴(yán)重礦井開采的技術(shù)與綠色開采理念的融合進(jìn)行探究，涉及到了深部礦井的地?zé)崂谩⑼咚诡A(yù)抽采、煤與瓦斯共采、矸石填充等方面。

關(guān)鍵詞：特殊條件;煤炭開采技術(shù);綠色開采;結(jié)合

我國具有豐富的煤炭資源，在中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中是重要的保障資源。但是，煤礦開采期間，很容易產(chǎn)生一些環(huán)境問題，甚至對(duì)工作人員的生命安全構(gòu)成嚴(yán)重的威脅。所以，應(yīng)該積極的對(duì)已有的煤礦開采技術(shù)展開革新，通過將煤炭開采技術(shù)與綠色開采結(jié)合，一方面將周圍環(huán)境導(dǎo)致的污染問題改善，另一方面也可以促進(jìn)煤炭開采平穩(wěn)可持續(xù)發(fā)展，增加煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

1 煤炭綠色開采技術(shù)概述

在2003年時(shí)，中國礦業(yè)大學(xué)錢鳴高院士提出了煤炭綠色開采技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)提出的基礎(chǔ)就是，面對(duì)大量的開采煤炭工作，產(chǎn)生諸多的環(huán)境問題，常見的就是土地破壞、地下坍塌、水資源以及大氣污染、瓦斯爆炸等等，如果不及時(shí)的處理，則會(huì)進(jìn)一步的加重環(huán)境的破壞程度，由此產(chǎn)生了一套開采與環(huán)境相協(xié)調(diào)的采煤技術(shù)，達(dá)到高效率、低排放的成效。實(shí)施煤炭綠色開采技術(shù)，可以對(duì)煤炭開采期間擾動(dòng)礦區(qū)環(huán)境的問題進(jìn)行控制，讓破壞的程度顯著的低于區(qū)域環(huán)境容量，進(jìn)而達(dá)到最小程度的影響生態(tài)環(huán)境、最大限度的開發(fā)利用資源的效果。

2 深部礦井開采

深部礦井的危害性較多，即地應(yīng)力較大，具有顯著的沖擊地壓，以及礦井涌水量變大，增加突水可能性，另外還有礦井溫度高、地溫災(zāi)害等等。在深部礦井的地?zé)崂梅矫?，我國主要是?yīng)用兩種舉措，進(jìn)行治理礦井熱害問題，一種是非人工制冷降溫措施，另一種是人工制冷降溫措施。前一種方法主要包括通風(fēng)降溫、控制熱源、個(gè)體防護(hù)以及預(yù)冷入風(fēng)流、煤層注水預(yù)冷煤體等，后一種方法就是人工制冷水降溫、壓縮空氣制冷降溫以及人工制冰降溫。對(duì)于人工制冷而言，一些礦井運(yùn)用冰冷低溫輻射降溫技術(shù)，這屬于先進(jìn)的技術(shù)手段。盡管這些技術(shù)將地?zé)釣?zāi)害問題進(jìn)行處理，但是也并不能稱為最根本的舉措。當(dāng)前在治理地?zé)釣?zāi)害中，已經(jīng)大力的倡導(dǎo)綠色開采和循環(huán)經(jīng)濟(jì)，也就是做到變廢為寶，對(duì)地?zé)崮茏畲笙薅鹊睦煤谩?/p>

對(duì)于在巖石中的地?zé)崮?，可運(yùn)用傳統(tǒng)地?zé)岚l(fā)電中的干熱巖法。應(yīng)用干熱巖法期間，相應(yīng)的條件是較為嚴(yán)格的，必須要全面的滿足標(biāo)準(zhǔn)，也就是電站所在地應(yīng)該是埋藏有較高溫度的花崗巖的，溫度在250℃以上方可。對(duì)于井下采掘面溫度，通常是30-40℃的范圍，試著發(fā)現(xiàn)30-40℃左右的沸點(diǎn)的液體。在跟采掘面在相同深度的圍巖上面進(jìn)行鉆孔操作，并且在鉆孔的內(nèi)部注入進(jìn)液體。在跟圍巖接觸之后，注入里面的液體能夠及時(shí)的加熱，之后達(dá)到沸騰的環(huán)境，再從附近的另一處鉆孔向外迅速的噴出來。蒸汽被噴出來之后，主要就是對(duì)蒸汽渦輪機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，此時(shí)能夠形成電能，液體經(jīng)過冷卻之后，會(huì)在鉆孔之內(nèi)再次的注入，以此方式進(jìn)行多次的循環(huán)。

面對(duì)礦井廢水中具有的地?zé)崮軉栴}，山東某煤礦采取了一種科學(xué)的方法可以進(jìn)行效仿。此礦對(duì)于礦井生產(chǎn)環(huán)節(jié)涌出的廢水充分的運(yùn)用，當(dāng)作冷熱源，然后經(jīng)水源熱泵空調(diào)機(jī)組，讓礦井廢水、礦井進(jìn)風(fēng)流間熱量實(shí)現(xiàn)有效的轉(zhuǎn)換，進(jìn)行一次性的降溫，或者是一次性的升溫。在寒冷的冬天，將傳統(tǒng)的燃煤鍋爐代替，提供給井口供暖的保障，在炎熱的夏季，主要就是將制冷設(shè)備代替，提供給井口制冷的效果，此種做法達(dá)到一機(jī)多用的目標(biāo)。

3 瓦斯危害嚴(yán)重礦井開采

3.1 高瓦斯礦井開采

撫順龍鳳礦為國內(nèi)第一座瓦斯抽采礦井，二十世紀(jì)五十年代時(shí)，建立起正規(guī)抽采瓦斯泵站。歷經(jīng)多年的發(fā)展，很多礦井展開瓦斯預(yù)抽采，也逐漸的提升瓦斯抽采技術(shù)水平，獲得到較高的瓦斯抽采率。例如，煤礦公司有的運(yùn)用地面預(yù)抽放、井下預(yù)抽放、采空區(qū)抽放聯(lián)合方案，構(gòu)建立體的抽放網(wǎng)絡(luò)，有的是采取回采工作面高抽巷、高位鉆場(chǎng)抽采、本煤層預(yù)抽、抽采卸壓瓦斯的基礎(chǔ)上，聯(lián)合運(yùn)用多樣化的瓦斯抽采技術(shù)，諸如落山角抽采以及采空區(qū)抽采等，還有的則是引入國外先進(jìn)的瓦斯地面羽狀井抽采技術(shù)等等。

瓦斯被抽采出以后，由于其具備不同的成分，所以需要將此作為依據(jù)，運(yùn)用相應(yīng)的工業(yè)技術(shù)，將可供生活或工業(yè)運(yùn)用的一些煤氣資源進(jìn)行有效的分離。這一優(yōu)勢(shì)就是，能夠?qū)⑼咚怪嘘P(guān)鍵的成分甲烷的溫室效應(yīng)大大降低，滿足綠色開采的目標(biāo)，順應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的觀念。而且也對(duì)于礦區(qū)或周邊獲得重要的生活、工業(yè)所用原料以及煤氣資源，是落實(shí)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要一環(huán)。

當(dāng)下國內(nèi)高瓦斯礦井主要是對(duì)低透氣性煤層開采，使得瓦斯抽采率成為典型的難題，面對(duì)諸多挑戰(zhàn)。已運(yùn)用的煤層增流技術(shù)中，相對(duì)成熟的就是煤層層外增流技術(shù)，普遍獲得認(rèn)可，另一種煤層層內(nèi)增流技術(shù)也被實(shí)踐，但是卻也屬于一個(gè)技術(shù)難題。但是，煤層層內(nèi)增流技術(shù)在將低透氣煤層開采提升中，依然是重要的策略，并且為一種主流的發(fā)展方向。對(duì)此項(xiàng)技術(shù)，需要不斷的研究分析，與時(shí)俱進(jìn)的革新并完善，讓層內(nèi)增流技術(shù)的內(nèi)容不斷獲得豐富。

3.2 瓦斯突出礦井開采

我國煤層突出的特點(diǎn)較多，主要就是存在較低的滲透率，較高的變質(zhì)程度，含氣飽和度低等，這些特點(diǎn)在一定程度上會(huì)阻礙我國開展煤層瓦斯采前預(yù)抽。所以，對(duì)于頻繁的產(chǎn)生煤層瓦斯突出問題的礦井，如果只是運(yùn)用瓦斯預(yù)抽采的方式，還不能滿足安全的需求。其實(shí)如果煤層開采導(dǎo)致巖層移動(dòng)的問題，那么盡管煤層具有較低的滲透率，但是也能明顯的提升滲透率，達(dá)到數(shù)十倍甚至于百倍之多，帶給瓦斯運(yùn)移、抽放一定的機(jī)會(huì)。鑒于此種情況，進(jìn)行高瓦斯煤層的開采期間，通過對(duì)巖層運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)用開采煤層氣，已經(jīng)是一種開發(fā)煤層氣的關(guān)鍵渠道，而且也帶給易突礦井治理瓦斯重要舉措。

4 結(jié)語

煤礦采深不斷的增加深度，深部礦井的沖擊壓力也在逐漸的增加。強(qiáng)大的地壓可以導(dǎo)致一系列問題，例如煤與瓦斯突出可能性增大、突水嚴(yán)重等，有效處理煤炭開采環(huán)境問題的重要舉措就是，資源跟環(huán)境協(xié)調(diào)的綠色開采。為了達(dá)到綠色開采的目標(biāo)，應(yīng)該充分的考慮到經(jīng)濟(jì)與技術(shù)等內(nèi)容。綠色采礦能夠減少環(huán)境污染，同時(shí)也會(huì)提升社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，在完善和發(fā)展綠色開采技術(shù)以后，也會(huì)為人類與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬媛，潘亞君.煤炭綠色開采技術(shù)推動(dòng)策略研究：基于政府與企業(yè)的演化博弈視角[J].中國礦業(yè)，2019，28（10）：97-101+108.

[2]姚海燕.煤炭企業(yè)綠色開采驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究[J].煤炭工程，2020，52（4）：181-184.

[3]卞正富，雷少剛.新疆煤炭資源開發(fā)的環(huán)境效應(yīng)與保護(hù)策略研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2020，48（4）：43-51.

[4]江水.煤炭安全高效綠色開采技術(shù)與裝備的創(chuàng)新和發(fā)展[J].中國科技縱橫，2016（1）：177.

[5]王雙明.對(duì)我國煤炭主體能源地位與綠色開采的思考[J].中國煤炭，2020，46（2）：11-16.

[6]程愛國.國煤炭資源保障程度和綠色勘查開發(fā)途徑[J].中國煤炭地質(zhì)，2020，32（1）：5-10.

[7]袁亮.我國煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策[J].中國煤炭，2020，46（1）：6-12.

[8]高海錄.生態(tài)脆弱區(qū)煤炭開采地質(zhì)環(huán)境效應(yīng)與評(píng)價(jià)技術(shù)研究[J].當(dāng)代化工研究，2020（8）：105-106.

[9]潘俊鋒，齊慶新，劉少虹，等.我國煤炭深部開采沖擊地壓特征、類型及分源防控技術(shù)[J].煤炭學(xué)報(bào)，2020， 45（1）：111-121.

作者簡介：

劉斌（1986- ），男，籍貫：四川省資陽市，2006年畢業(yè)于山西省煤炭管理干部學(xué)院專科，2015年畢業(yè)于太原理工大學(xué)本科，現(xiàn)就職于西山煤電鎮(zhèn)城底礦。