浅谈煤矿及煤矿绿色开采技术

浅谈煤矿及煤矿绿色开采技术

宋超

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摘要：为了进一步提高煤矿开采的效率和安全性，我国的煤矿开采逐渐以智能化为导向，目前其智能化水平还比较落后，智能化将是一个长期而漫长的过程。智能化是生产力变化的重要方向，是新时期煤炭开采的必然要求。我们要全面实现智能化，就要从各方面加和改进。首先是树立生态优先、环境保护为主、绿色发展的理念，结合人工智能、物联网、5G云计算、大数据等先进技术，加快煤矿智能化开采技术的发展。

关键词：煤矿；绿色开采

引言

在科学技术和经济飞速发展的推动下，煤矿机械化水平不断提高，开采规模与深度逐渐加大。而随着浅层矿床逐渐开采殆尽，大多数煤矿逐渐向深部开采发展，而开采过程中环境和生态损害一直是不可回避的伴生问题。传统矿产资源开发模式不仅会产生废水、废气、固废等污染物，还会引发地表塌陷、滑坡等灾害。因此需要借助绿色开采技术有效地克服传统矿山开采中的不足，并且在现阶段的煤矿开采过程中，充分落实绿色环保理念，符合行业长远发展的实际需求。

1.绿色开采的内涵

基于煤矿绿色开采的内涵特征，相关研究人员对其有着不同的定义。从资源发展方向来看，广义上的内涵主要指的是整个矿区的开发对象，是处在矿区区域内的煤炭、地下水、煤气层（瓦斯）、土地煤矸石还有附近煤层中的其他矿床。而绿色开采则是采取有效技术措施来最大化避免或者减轻煤炭开发过程中，给生态环境和其他资源的带来的不良影响，从而使获取到的经济效益和社会效益达到最佳。绿色开采必须严格遵循科学有序的开采方式，并且还要确保技术应用对矿区、周边环境的扰动能够达到环境可控的目标范围内。通过利用有效的策略方法，促使被扰动损毁的区域环境能够恢复治理，保证煤矿的获取、发展以及终结，都能够与周边环境发展相一致，这就需要要关注煤矿资源开发、煤矿区域环境协调方面的内容。事实上，绿色开采所呈现的是一种具有先行性和创新性的矿山发展模式，是提高矿山发展可持续最根本途径，其突出要点就是保证煤矿资源和环境实现一体化、强调生态园林矿山。从以上内涵特征分析得出，绿色开采所具备的共同特征主要有：第一，转变对煤矿废弃物的深层认知，加强对有害物质的迁移和转化。第二，必须从源头上应用有效策略控制和减轻煤矿开采所带来的环境破坏的问题，不能存在先破坏再治理的观念，需要改变和调整传统采矿方法，来达到环境的保护的目标。

2煤炭开采环境问题分析

2.1水资源破坏问题分析

从数字源破坏问题的角度分析，近些年来，我国平均每年在采煤作业中破坏的地下水资源高达22亿m3/α。这是因为，在煤炭开采的过程中，机械化开采会直接破坏地下水层的原始径流，导致大量的地下水外流，引起地下水的水位下降。在地下水的水位下降之后，会直接影响煤矿开采区域的水资源状态，改变区域的水文地质条件。在这一改变的影响下，开采区域的植物以及动物的生长均会受到影响。因此，缺乏绿色开采技术的煤炭开采过程对水资源的影响具有联动效应，会对区域的经济发展产生较为深远的影响。

2.2对土地资源的影响

在开采资源的过程中，采矿用地的破坏问题尤为明显。随着采矿技术的不断发展，采矿效率和采矿量不断提高，矿区土地资源的开采范围和深度不断扩大和加深。土壤侵蚀、土壤荒漠化、地表沉降和地表固体废物堆积等土地资源问题的存在直接对自然生态环境造成不可逆转的破坏。据不完全统计，目前，大多数破坏土地资源的问题都直接或间接地存在于采矿项目中。在采矿过程中，地表对大量的固体废物进行堆积，日积月累，不仅污染了周边的生态环境，而且还造成自然资源的浪费，也间接影响了居民的生活品质。水土流失、土壤荒漠化等问题直接影响地表植被和农业生产，容易导致自然生态环境恶劣、沙尘暴、植物死亡等问题。

2.3造成大气污染

据了解，美国每年都有数千人患有黑肺病，而这些患者中有30%都是矿工人员。相较于美国，我国每年新增的黑肺病例也已超千。之所以出现此问题，究其原因，是由于大量煤炭作为燃料焚烧后形成有害气体，随着这些气体被排放到大气环境中，对空气会造成极大的污染。而人们吸入这些污浊空气后，会对肺部及其他身体机能产生极大的影响，甚至引发一系列健康问题。

3煤矿绿色开采技术分析

3.1充填开采技术分析

利用绿色开采技术来解决煤矿采空区问题，普遍应用充填技术来进行。以往煤矿作业通常应用充填技术，但可能会由于充填原料选择不当造成二次污染的问题产生，所以不利于应用推广。经过绿色理念的贯彻实施，绿色充填技术经过有效处理改善后，主要生成两种方式：第一，通过注浆胶结填补采空区冒落矸石空隙的方法。该项填充技术的显著特征就是利用顶板冒落中所产生的矸石，使其成为充填过程中的支撑物质，充填特殊材料到矸石存在的空隙，确保其能够固结，进而形成一个整体，增大力学强度，才能够促使上部岩层发出显著的的支撑功能，预防和解决地面塌陷、沉降等不良现象。第二，胶结充填法。该项技术方法主要是以矸石河沙的生成物质作为充填材料，混合矸石与河沙，之后生成牙膏状的半流体，将其充填到采空区当中，能够使力学支撑体更加稳定巩固，促使上部岩层发挥出有效的支撑功能。

3.2煤与瓦斯共采技术

煤层瓦斯属于有害气体，但是又能够作为洁净能源使用。我国煤矿在开采过程中出现的重大灾害，就有瓦斯爆炸问题。瓦斯大量排放到大气层当中，还对区域环境造成了严重的破坏。因此，进行煤层瓦斯的抽采和利用，是有效实施绿色开采的基础保证之一。立足于对岩层采动裂隙动态分布规律的角度，卸压瓦斯抽采“O”型圈理论由此而来，在部分矿区的卸压瓦斯抽采过程中，指导着钻孔操作布置更加科学合理。开采前抽放、边开采边抽放以及采空区抽放这三种方式是当前常用的煤矿瓦斯抽放的技术。

3.3煤矸石减排技术

在采煤环节和洗煤环节中排放出来的固体废弃材料就是煤矸石，减少煤矸石的排放数量，普遍采用的技术就是降低岩石巷道的掘进量，侧重于采用煤巷掘进方法，不过这个方法的缺陷在于其受到围岩本身结构的影响比较大，会造成严重的变形问题。所以，巷道支护方式需要采取有效的改进措施，可以利用可缩性支架和强化巷道的填充力度来进行。针对露天矿山，必须对采剥部位进行适度调整，实现内部排土，降低矸石排放。

3.4保水开采技术

保水开采技术最根本的性质就是充分核查煤矿开采区域范围内，水资源的具体分布情况，进而合理的选取开采区域，达到降低含水层和隔水层的破坏概率。除此之外，还要加大对地下水位下降、煤层采动覆岩破坏规律的关注力度，才能够在煤矿开采具体过程中，科学有效的应用保水开采技术，实现水资源保护的目标。快速推进长壁工作面、防水煤柱预留设置还有充填采空区是目前应用最为广泛的三项技术。推动工作面速度的加快，可以促使破断岩层迅速朝着相反方向前进，并且和工作面的一侧未断岩层在断面下端铰接并挤压闭合，最终生成隔水关键层，避免出现水资源流失的问题，实现安全回采。

结束语

随着社会经济的发展，煤炭企业的数量不断增多，规模也随之扩大。在日常采煤生产作业中，煤炭企业只有加大安全管理力度并全面落实绿色开采技术，这样企业的经营思路才能扩展，在煤炭市场上的竞争力也会大幅度提升，进而获得更大的经济效益与社会效益。

参考文献：

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