煤炭資源生態(tài)開采關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用

胡志臣

七臺(tái)河市煤炭生產(chǎn)安全管理局 黑龍江七臺(tái)河 154600

一直以來(lái)，煤炭資源的開采與環(huán)境保護(hù)問(wèn)題之間存在著很大的矛盾，多年研究表明，煤礦開采對(duì)周邊環(huán)境影響的主要因素有：煤矸石的污染、粉塵污染、廢水污染以及地質(zhì)的沉陷，基于這幾點(diǎn)影響因素，在煤炭資源開采中運(yùn)用生態(tài)開采關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)ζ鋵?shí)施有效的控制和治理。

1 煤炭開采過(guò)程中對(duì)煤矸石的分選與處理技術(shù)

1.1 地面煤矸石下井回填技術(shù)

采取煤矸石不升井、地面煤矸石下井回填的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)煤炭資源的合理開采，并防止開采過(guò)程中對(duì)環(huán)境的破壞或地表的沉陷，該技術(shù)基本實(shí)現(xiàn)了綠色煤矸石處理方式，達(dá)到了煤礦開采矸石零排放。經(jīng)過(guò)多年的開采實(shí)踐，我國(guó)煤礦開采企業(yè)都已經(jīng)積累了許多的經(jīng)驗(yàn)，開采技術(shù)也日益純熟，煤礦產(chǎn)量呈逐年上漲趨勢(shì)，與此同時(shí)煤矸石的消化量也越來(lái)越多。隨著開采效率的提升和開采環(huán)境的日趨復(fù)雜化，副井下矸的效率已經(jīng)無(wú)法滿足井下的填充需求，煤矸石的填充效率很難得到提升。面對(duì)這樣的問(wèn)題，煤礦開采相關(guān)技術(shù)人員在原有填充開采技術(shù)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了全新的地面矸石下井回填機(jī)械化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了將地表的矸石直接投至井下，由井下礦車運(yùn)送至填充區(qū)，大大提升了工作效率。

1.2 煤矸井下分選技術(shù)

該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了在井下建造煤矸分離系統(tǒng)，對(duì)煤炭和矸石進(jìn)行初步篩選，洗選主要利用了浮沉原理，在煤液中加入一定比重的介質(zhì)，改變液體浮力，使密度較小的煤浮出液面，密度較大的煤矸石則會(huì)沉淀下來(lái)。浮在液面上的煤會(huì)隨著流動(dòng)作用排出，沉淀下來(lái)的矸石將通過(guò)刮板運(yùn)送出槽體，實(shí)現(xiàn)了高效的煤矸分離。同時(shí)分離出來(lái)的矸石直接被送至采空區(qū)進(jìn)行填充，煤炭則升上地面進(jìn)行二次篩選。

1.3 對(duì)洗選和存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行改造

煤礦開采企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身產(chǎn)量特點(diǎn)，建立足夠的煤倉(cāng)，以增加儲(chǔ)煤量的方式使煤炭升井后能夠直接入倉(cāng)、送洗、裝車，保證過(guò)程中原煤不落地，從而改善煤炭粉塵對(duì)周邊環(huán)境造成的污染。另外還應(yīng)對(duì)洗選技術(shù)進(jìn)行改善，對(duì)洗選過(guò)程中產(chǎn)生的大量煤泥進(jìn)行有效處理，將矸石和煤泥的價(jià)值最大化，減少污染的同時(shí)將其變廢為寶。

2 煤炭開采過(guò)程中的井下防塵與除塵技術(shù)

煤礦開采過(guò)程中，粉塵是其主要污染生態(tài)環(huán)境的因素，針對(duì)粉塵產(chǎn)生的特點(diǎn)和分布情況，可以在傳統(tǒng)的防塵管理基礎(chǔ)上，通過(guò)引進(jìn)高新除塵設(shè)備，建立礦區(qū)自動(dòng)化防塵系統(tǒng)，對(duì)采煤、掘進(jìn)、大巷、采區(qū)等各個(gè)工作點(diǎn)進(jìn)行綜合系統(tǒng)的自動(dòng)化除塵工作。

3 煤炭開采過(guò)程中礦井上下污水處理與循環(huán)利用技術(shù)

3.1 地面污水處理系統(tǒng)

煤礦開采中會(huì)產(chǎn)生大量污水，為了減少污水排放給生態(tài)環(huán)境造成的污染，煤礦開采企業(yè)應(yīng)當(dāng)在礦區(qū)附近設(shè)立污水處理站，并建立完善的污水循環(huán)利用系統(tǒng)。通常采取二級(jí)處理的方式，處理流程為：污水先經(jīng)過(guò)格柵將粗大的雜物過(guò)濾，由一級(jí)污水泵房將污水提升至沉砂池，將水中雜質(zhì)進(jìn)一步濾除，然后進(jìn)入混合池進(jìn)行生物化學(xué)有機(jī)物降解，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的沉淀后，進(jìn)入消毒池，消毒后經(jīng)過(guò)二級(jí)污水泵房進(jìn)行排出或再次利用。混合池中的污泥進(jìn)入濃縮池，經(jīng)過(guò)處理后進(jìn)入脫水車間進(jìn)行脫水，可作為農(nóng)業(yè)肥料。

3.2 礦井下的污水處理系統(tǒng)

煤礦開采時(shí)所產(chǎn)生污水中的礦化度和含鹽量較高，如不經(jīng)處理就直接排放，會(huì)給河流、土壤及周邊環(huán)境帶來(lái)十分嚴(yán)重污染，對(duì)井下的污水需要經(jīng)過(guò)凈化處理后再進(jìn)行深度處理才能達(dá)到回收利用的標(biāo)準(zhǔn)。煤礦企業(yè)在開采過(guò)程中應(yīng)利用井下污水處理系統(tǒng)，對(duì)礦井污水進(jìn)行處理回用，處理流程為井下污水通過(guò)排水溝匯集，經(jīng)過(guò)格柵濾除大塊雜物后，匯入污水處理設(shè)備，通過(guò)污水處理系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行固液分離，所產(chǎn)生的污泥脫水后定期升井外運(yùn)，液體污水繼續(xù)在反滲透處理系統(tǒng)中進(jìn)一步濾除水中顆粒物、懸浮物、膠體等雜質(zhì)，同時(shí)進(jìn)行有效的殺菌處理，隨后污水再進(jìn)入反滲透膜堆，利用膜分離技術(shù)去除水中的有機(jī)物和細(xì)菌，使水體達(dá)到再次利用標(biāo)準(zhǔn)。

4 煤炭開采過(guò)程中的沉陷地生態(tài)治理技術(shù)

隨著煤礦開采深度和范圍的逐漸增加，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，給周圍環(huán)境帶來(lái)的影響也日益嚴(yán)重，開采沉陷問(wèn)題是礦區(qū)主要的生態(tài)環(huán)境災(zāi)害，不僅造成道路或土地塌陷、積水、破壞農(nóng)田和房屋，還會(huì)加劇土地的荒漠化、破壞植被、水源枯竭等問(wèn)題，破壞著礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的同時(shí)還給周邊居民的生存造成一定威脅。為了對(duì)開采沉陷區(qū)進(jìn)行治理，改善周邊生態(tài)環(huán)境，可以借鑒行業(yè)中先進(jìn)成功的技術(shù)，對(duì)煤礦開采區(qū)域開展生態(tài)化的建設(shè)，建立起集胡泊、園林、綠化等景觀為一體的特色生態(tài)園，改善區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境，使礦區(qū)生態(tài)實(shí)現(xiàn)平衡，在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)重視與自然的協(xié)調(diào)性，為生態(tài)環(huán)境保護(hù)創(chuàng)造良好的客觀條件，既符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，又恢復(fù)了沉陷區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。另外煤礦企業(yè)還可以與高校等科研單位合作，研究利用煤矸石回填沉陷區(qū)域進(jìn)行造田的科學(xué)技術(shù)，采取合理的設(shè)計(jì)方案，對(duì)沉陷地進(jìn)行治理，將煤矸石的回填落實(shí)到位，并對(duì)回填完成的土地進(jìn)行檢測(cè)和利益分析，最終得出結(jié)論，回填煤矸石造田不僅具有較好的生態(tài)環(huán)境保護(hù)價(jià)值，還能取得較為可觀的經(jīng)濟(jì)效益。通過(guò)對(duì)沉陷地的生態(tài)治理，采取以上方式均能改善沉陷地的生態(tài)環(huán)境。

5 結(jié)語(yǔ)

在煤礦開采中運(yùn)用煤炭資源生態(tài)開采關(guān)鍵技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)周邊環(huán)境的有效保護(hù)，在不影響生態(tài)的前提條件下，實(shí)現(xiàn)順利的開采，同時(shí)保證了經(jīng)濟(jì)效益的提升，未來(lái)生態(tài)友好型、綠色循環(huán)型的礦區(qū)開采必然是行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，不僅能解決生態(tài)環(huán)境的破壞問(wèn)題，在巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益中，還實(shí)現(xiàn)了資源開采的可持續(xù)性，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。