談煤炭開采技術(shù)及綠色開采技術(shù)

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（山西蘭花集團(tuán)莒山煤礦有限公司 山西 048002）

引言

近年來，在經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)動(dòng)下我國的煤礦開采行業(yè)在不斷發(fā)展的過程中也出現(xiàn)了非常多的問題，主要表現(xiàn)在管理混亂，大多數(shù)小的煤礦企業(yè)對(duì)煤礦的濫挖和濫采導(dǎo)致當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境遭到了嚴(yán)重的破壞，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)地貌和植被造成損毀，地表大面積裸露造成土地沙漠化以及過度開采造成的當(dāng)?shù)氐乃次廴竞推茐牡?。這些問題的存在使我國煤礦企業(yè)的發(fā)展面臨很大的問題。為了能夠促進(jìn)人類與自然的和諧發(fā)展，在煤礦技術(shù)的開發(fā)中大力發(fā)展綠色開采技術(shù)是煤礦企業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)也是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的非常重要的選擇。

1.在煤礦開采前需要加強(qiáng)對(duì)生態(tài)防護(hù)圈的建設(shè)

我國的煤礦資源大都處在沙地與黃土溝壑地帶，這種地區(qū)一般都會(huì)有比較嚴(yán)重的沙漠化現(xiàn)象。在這樣的煤礦開采條件下如果沒有預(yù)先建立起完善穩(wěn)定的環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)，就沒有辦法實(shí)現(xiàn)在開采中對(duì)環(huán)境惡化問題的預(yù)防，無法避免在煤礦企業(yè)開采進(jìn)程中對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞以及其他不利的影響。在煤礦開采過程中，為了能夠有效防止因使用落后的煤礦開采技術(shù)和煤礦資源的過度和不合理的開采而導(dǎo)致的資源浪費(fèi)和環(huán)境不斷的惡化，需要生產(chǎn)發(fā)展的角度出發(fā)，加強(qiáng)針對(duì)煤礦開采的生態(tài)防護(hù)圈的建設(shè)[1]。使企業(yè)能夠清楚的認(rèn)識(shí)到煤礦開采的特點(diǎn)以及對(duì)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境破壞的整個(gè)過程，構(gòu)建對(duì)煤礦開采環(huán)境污染的防治以及在開采中由于沉陷而導(dǎo)致的地質(zhì)局部沙化的問題，并且在此基礎(chǔ)上提出煤礦開采前構(gòu)建整體防護(hù)功能圈的技術(shù)思路和方法。

(1)建立生態(tài)功能圈的主要目標(biāo)

煤礦開采中要建立生態(tài)功能圈的主要目標(biāo)，是為了能夠?qū)ΦV區(qū)煤礦開采進(jìn)行有效的保護(hù)，并且不斷弱化煤礦開采可能導(dǎo)致的負(fù)面影響，而且能夠在開采中采用多種措施以及手段，加強(qiáng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，并且提高環(huán)境的抗干擾能力。

(2)生態(tài)功能圈包含的技術(shù)要點(diǎn)

在生態(tài)功能圈和綠色煤炭理論的支撐下，企業(yè)進(jìn)行煤礦資源開采之前，需要使用生態(tài)功能圈技術(shù)，對(duì)即將開采的礦區(qū)的生態(tài)功能圈，進(jìn)行持續(xù)建設(shè)并使其功能更加完善。同時(shí)，在發(fā)展中一定要堅(jiān)持生態(tài)學(xué)的理念和其基本原理，根據(jù)擬定的開采礦區(qū)的實(shí)際生態(tài)條件和開發(fā)建設(shè)的實(shí)際情況，科學(xué)合理地實(shí)施外圍防護(hù)圈和中心美化圈以及周邊綠化圈的劃分。

一是，外圍防護(hù)圈。從生態(tài)功能發(fā)展的角度來看，這部分主要是以種植綠色植物為主，在實(shí)施過程中，可以利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行輔助和襯托。在這個(gè)過程中需要考慮對(duì)較大的流動(dòng)沙丘實(shí)施綜合治理，利用合適的治理技術(shù)和手段，以及恢復(fù)性技術(shù)，改善生態(tài)林的結(jié)構(gòu)，從先前的以喬木為主的喬灌結(jié)合方式，優(yōu)化改造為林分結(jié)構(gòu)[2]。

二是，周圍綠化圈。周邊的綠化圈主要以水土保持、混交造林和流域整治為主，而且還要在此基礎(chǔ)上，在礦區(qū)的周邊建造常綠林，常綠林的主要功能就是保持水土以及山體的穩(wěn)定性。

三是，中心美化圈。中心區(qū)域主要是進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化，選擇品種優(yōu)良成活率高的樹種，再加上人工調(diào)控等方式。在實(shí)施過程中集水土保持、植被建設(shè)和景觀建造以及園林的建造為一體，同時(shí)要將以上的功能圈結(jié)合到一起，使礦區(qū)生態(tài)保護(hù)的功能可以充分發(fā)揮出來。

2.煤礦開采過程中的清潔技術(shù)

清潔是在煤礦開采中確保生態(tài)環(huán)境不遭到嚴(yán)重破壞的有效手段。清潔技術(shù)的使用需要注意以下幾點(diǎn)：

首先，對(duì)井下的無巖巷進(jìn)行優(yōu)化布置，并且合理使用矸石。在我國傳統(tǒng)的煤礦開采中，煤矸石的產(chǎn)量特別高，而且其占用土地面積也非常大，對(duì)周圍的水源也容易造成嚴(yán)重的污染，最重要的是對(duì)周圍的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。針對(duì)這種情況，煤礦開采企業(yè)需要不斷對(duì)井下作業(yè)的技術(shù)進(jìn)行改革和創(chuàng)新，使在煤礦開采中產(chǎn)生的矸石的含量有效降低，從煤礦開采的源頭上減少煤礦廢棄物的產(chǎn)出[3]。煤礦開采的井下作業(yè)主要采用的是廢巷、駐矸硐室等比較先進(jìn)的填充技術(shù)，通過這樣的方式讓矸石不必升井。

其次，對(duì)礦井中的水進(jìn)行充分的利用。在煤礦的開采過程中，礦區(qū)水資源非常缺乏，而且礦井水在使用中主要以污水處理和循環(huán)利用為主，水資源會(huì)被應(yīng)用到地面上和礦井中的生產(chǎn)活動(dòng)中，以及周邊生態(tài)植物的澆灌。在這種循環(huán)利用中形成了科學(xué)合理的水循環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)。在每個(gè)礦井中需要建立相應(yīng)的水處理站，在這個(gè)過程中礦井中的廢水，從井下提升到二級(jí)反應(yīng)池，接著再實(shí)施混凝沉淀，溢流后進(jìn)入到一次調(diào)節(jié)池，接著再經(jīng)過一級(jí)提升進(jìn)入到二級(jí)調(diào)節(jié)池中。在這個(gè)階段添加適當(dāng)?shù)幕炷齽?，同時(shí)經(jīng)過氣浮和凈化過程，再進(jìn)入到過濾器中，經(jīng)過過濾以后的清水可以回收利用到煤場(chǎng)、電廠和周圍的小區(qū)綠化，或者用于地面上的灑水降塵等。在煤礦區(qū)的選煤用水量非常大的情況下，可以在技術(shù)上改進(jìn)，通過開發(fā)水循環(huán)的節(jié)水方案，煤泥水在循環(huán)池、濃縮池中，集中到一起進(jìn)行澄清處理，接著再把澄清的水用于水循環(huán)系統(tǒng)中，進(jìn)一步完成了選煤體系水量的動(dòng)態(tài)平衡過程。另外，結(jié)合生產(chǎn)礦區(qū)的實(shí)際情況，在生產(chǎn)中使用水采空區(qū)過濾和凈化復(fù)用手段進(jìn)行處理，在礦井中的水不外排的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)水的循環(huán)利用。針對(duì)采空區(qū)過濾和凈化機(jī)理的問題，需要把井下作業(yè)的污水排到采空區(qū)內(nèi)，接著再將采空區(qū)優(yōu)化成為具有蓄水、凈化功能的水庫，將里面的清水使用輔助設(shè)施引出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)水的循環(huán)利用。

最后，粉塵治理。在煤礦開采綜合治理中，對(duì)于粉塵的防護(hù)也是非常重要的，因?yàn)榉蹓m在很大程度上也會(huì)造成空氣的嚴(yán)重污染。針對(duì)粉塵的治理采用井下綜合防塵手段，主要是由于煤礦開采區(qū)，開采的強(qiáng)度比較大，而且在開采中使用的機(jī)械化程度也非常高，這樣很容易造成粉塵濃度超標(biāo)。針對(duì)這種情況，可以采用防塵的工藝和相關(guān)的技術(shù)方法，從粉塵產(chǎn)生的源頭上和生產(chǎn)過程中實(shí)施處理[4]。例如，在煤礦開采的裝置上加裝噴霧設(shè)備，或者在煤礦采掘的工作面下風(fēng)向的地方，加設(shè)防塵過濾網(wǎng)，同時(shí)還可以使用觸點(diǎn)式粉塵處理設(shè)備和自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵的處理和監(jiān)控。在實(shí)施地面防塵處理時(shí)，可以使用封塵劑和分選裝車的技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，而且在煤礦的開采中這個(gè)階段是可以采用從井下到地面進(jìn)行全封閉式作業(yè)的。

通過以上技術(shù)手段能夠有效實(shí)施對(duì)煤礦開采中粉塵的治理和全過程的清潔問題，在整個(gè)治理過程中借助有效的技術(shù)手段和優(yōu)化的工藝方法，將煤礦開采和生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境造成的污染降到最低，實(shí)現(xiàn)煤礦開采行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

煤礦開采之后會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐牡孛婧蜕鷳B(tài)環(huán)境造成很大的破壞，為了盡量減少對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成的破壞和影響，在開采后還需要對(duì)整個(gè)礦區(qū)進(jìn)行一定的修復(fù)，對(duì)相應(yīng)的功能實(shí)施優(yōu)化和改進(jìn)。在對(duì)煤礦開采后的沉陷區(qū)環(huán)境進(jìn)行詳細(xì)的檢測(cè)和分析的基礎(chǔ)上，地面的沉陷問題不僅對(duì)當(dāng)?shù)氐闹参锖屯寥烙蟹浅４蟮挠绊懲?，?duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境也造成了非常嚴(yán)重的破壞。礦區(qū)的植物生長(zhǎng)都需要大量的水，而這些水的來源主要來自于自然降水。在技術(shù)改造中不斷優(yōu)化研究水分的承載能力和植被生長(zhǎng)之間的關(guān)系，對(duì)自然降水進(jìn)行有效利用。同時(shí)需要對(duì)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境實(shí)施必要的修復(fù)，緩解由于煤礦開采導(dǎo)致礦區(qū)生態(tài)環(huán)境遭到破壞的現(xiàn)狀，解決煤礦開采中出現(xiàn)沉陷區(qū)的干旱、土地嚴(yán)重貧瘠甚至出現(xiàn)土地塌陷的情況[5]。

在實(shí)施礦區(qū)植被修復(fù)中，一般情況下采用兩種方式：一種是封育修復(fù)，這種修復(fù)方式主要是在原來植物的基礎(chǔ)上實(shí)施封育修復(fù)，使生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)以及自我修復(fù)功能充分發(fā)揮出來，實(shí)現(xiàn)對(duì)礦區(qū)植被的有效修復(fù)。通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，礦區(qū)采礦沉陷問題一般不會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)造成太大的影響，同時(shí)很多植物的根系都比較發(fā)達(dá)，具有非常強(qiáng)的自我修復(fù)功能，特別是一些草本植物和一些根系很發(fā)達(dá)的灌木植物，他們都有很強(qiáng)的自我修復(fù)功能。基于這種情況，可以將這種植物作為煤礦開采后修復(fù)的植物選擇。第二種是人工輔助的方法。在一些植被生長(zhǎng)條件比較差的區(qū)域，植被的自我修復(fù)能力比較弱，而且礦區(qū)的沉陷會(huì)對(duì)其造成很嚴(yán)重的影響。針對(duì)這些區(qū)域可以設(shè)置沙障和進(jìn)行草籽的補(bǔ)播，以保障在進(jìn)行植被修復(fù)中的植被覆蓋率。在一些黃土硬梁的煤礦開采區(qū)，一般情況下都是采用封育和自然恢復(fù)的方式實(shí)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)，在這個(gè)過程中也可以通過種植適量的苜蓿和沙打旺等當(dāng)?shù)氐闹参镞M(jìn)行當(dāng)?shù)鼐G化的覆蓋，對(duì)于開采后的生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)具有重要意義。

通過對(duì)礦區(qū)采礦后的生態(tài)修復(fù)能夠有效的對(duì)采礦中造成的生態(tài)系統(tǒng)破壞進(jìn)行修復(fù)和改善，通過這樣的方式能夠在極大程度上降低煤礦開采造成的生態(tài)環(huán)境破壞的影響，真正意義上實(shí)現(xiàn)綠色煤礦開采，對(duì)實(shí)現(xiàn)我國煤礦開采的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。

3.結(jié)束語

煤礦開采雖然在很大程度上促進(jìn)了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也為人民的生活提供了動(dòng)力來源。但是，煤礦開采在發(fā)展中還存在很多的問題，例如生產(chǎn)過程中的安全問題，造成的資源浪費(fèi)和環(huán)境污染的問題。這些問題的存在都嚴(yán)重阻礙了我國煤礦開采行業(yè)的發(fā)展，也使得我國的環(huán)境污染問題愈演愈烈。為了有效解決這個(gè)問題，需要在發(fā)展中不斷開發(fā)和引進(jìn)綠色開采技術(shù)方法，將綠色開采技術(shù)有效應(yīng)用到煤礦的開采工作中，針對(duì)煤礦開采中造成的地面下沉、坍塌和透水以及矸石等問題進(jìn)行有效處理。通過有效的技術(shù)手段在推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的同時(shí)也使得生態(tài)環(huán)境得到了有效的保護(hù)。