新形勢(shì)下煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)及應(yīng)用探討

石昌昊 (北方魏家峁煤電有限責(zé)任公司 010308)

一、對(duì)煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)的概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，煤礦資源的開(kāi)采技術(shù)也在隨之發(fā)展起來(lái)。當(dāng)前很多煤礦的開(kāi)采都逐步運(yùn)用新技術(shù)——綠色開(kāi)采技術(shù)。煤礦的綠色開(kāi)采新技術(shù)，可以有效的解決地面沉降、煤礦開(kāi)采率低、植被破壞等煤礦開(kāi)采導(dǎo)致的問(wèn)題。當(dāng)前越來(lái)越多的煤礦企業(yè)，運(yùn)用了充填技術(shù)、保水開(kāi)采技術(shù)、減少矸石排放技術(shù)等一系列的綠色開(kāi)采技術(shù)。

煤礦的綠色開(kāi)采技術(shù)的原則，就是實(shí)現(xiàn)循環(huán)綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)工業(yè)。主要是體現(xiàn)在環(huán)境與開(kāi)采的可持續(xù)發(fā)展，重點(diǎn)突出的是高效率、低開(kāi)采、低排放的煤礦開(kāi)采技術(shù)理念。煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)的提出和實(shí)行，是落實(shí)國(guó)家提出的科學(xué)發(fā)展觀與人和環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展的理念，也是實(shí)現(xiàn)企業(yè)的又好又快的發(fā)展策略。煤礦的綠色開(kāi)采技術(shù)涉及的內(nèi)容有土地與建筑物的保護(hù)、生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)技術(shù)、礦區(qū)資源環(huán)境安全監(jiān)測(cè)、保水開(kāi)采技術(shù)等。煤礦的綠色開(kāi)采技術(shù)，是我國(guó)實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)開(kāi)采可持續(xù)發(fā)展的重要體現(xiàn)。

二、國(guó)內(nèi)煤礦開(kāi)采存在的現(xiàn)狀

礦產(chǎn)資源作為人類發(fā)展的重要?jiǎng)恿Γ绕涫钱?dāng)前經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)礦產(chǎn)資源的需求量越來(lái)越大。這也就會(huì)導(dǎo)致煤礦資源在開(kāi)采的過(guò)程中出現(xiàn)一系列的問(wèn)題。目前我國(guó)的煤礦資源開(kāi)采的過(guò)程主要存在的兩個(gè)問(wèn)題是安全問(wèn)題以及環(huán)境問(wèn)題。由于我國(guó)的能源的使用是以煤為主要，因此，需要對(duì)煤礦進(jìn)行綠色開(kāi)采，走可持續(xù)發(fā)展的開(kāi)采道路，這有利于保障煤礦長(zhǎng)期供給，確保煤礦的開(kāi)采和環(huán)境之間的關(guān)系更科學(xué)。

1、安全問(wèn)題

由于煤礦開(kāi)采量龐大，對(duì)于一些小型的煤礦，其生產(chǎn)工藝及安全設(shè)備都不完善，長(zhǎng)期下來(lái)科技投入不到位，技術(shù)管理人才嚴(yán)重缺失，對(duì)安全生產(chǎn)的忽視等這一系列的問(wèn)題，是導(dǎo)致我國(guó)煤礦事故頻頻出現(xiàn)的關(guān)鍵。當(dāng)前煤礦行業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題，是實(shí)現(xiàn)煤礦的安全開(kāi)采、協(xié)調(diào)環(huán)境保護(hù)等工作。

2、環(huán)境問(wèn)題

煤礦的開(kāi)采通常會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題，主要是水土流失嚴(yán)重、沙漠化、地面塌陷、采煤廢水排放、煤矸石露天等造成的堆放污染和生態(tài)環(huán)境破壞。國(guó)內(nèi)的煤炭開(kāi)采運(yùn)用的方法，主要是冒落法。冒落法在煤礦開(kāi)采中會(huì)導(dǎo)致的問(wèn)題，通常有地面出現(xiàn)陷落以及沉降，會(huì)對(duì)周邊的村鎮(zhèn)、橋梁、鐵路，以及埋有管線設(shè)施的地面產(chǎn)生威脅。對(duì)于處在礦產(chǎn)地區(qū)的農(nóng)田，則會(huì)因?yàn)殚_(kāi)采導(dǎo)致的水土流失、土地鹽漬化等原因，致使農(nóng)田失去耕種能力。

煤礦的開(kāi)采較為明顯的體現(xiàn)在對(duì)水資源和空氣的污染方面。礦區(qū)的開(kāi)采會(huì)涌入礦井對(duì)地表水、地下水、大氣降水等造成污染。由于我國(guó)的礦山較多，每年排放水量也就更多了，而且我國(guó)的煤矸石山數(shù)量也非常之多，堆積數(shù)量甚是驚人。一經(jīng)大氣降水，導(dǎo)致淋融，則會(huì)給周邊的地下水、農(nóng)田等地方造成污染問(wèn)題。煤礦瓦斯也是一種溫室效應(yīng)氣體，更是重大煤礦安全事故的有害因素。從煤和圍巖中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等組成的混合氣體。瓦斯是煤礦生產(chǎn)中的有害因素，它不僅污染空氣，而且當(dāng)空氣中瓦斯含量達(dá)到一定值時(shí)，遇火會(huì)引起爆炸，造成安全事故。

三、煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用

1、保護(hù)土地與建筑物，形成離層注漿、充填與條帶開(kāi)采

煤開(kāi)采的過(guò)程中注意保護(hù)周邊的土地和建筑物，可以充填的方法實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的土地保護(hù)，把水土流失的現(xiàn)象降至最低。即對(duì)采空區(qū)進(jìn)行充填，而充填物則可以運(yùn)用礦井的固體廢棄物，或者城市的固體廢棄物進(jìn)行補(bǔ)填。這樣可以有效防止地面出現(xiàn)沉陷，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的作用。煤礦開(kāi)采過(guò)程中保護(hù)環(huán)境，可以通過(guò)離層注漿、充填和條帶開(kāi)采的方法實(shí)現(xiàn)開(kāi)采礦區(qū)周邊環(huán)境的保護(hù)。膠結(jié)充填法、非膠結(jié)充填法，是礦山開(kāi)采管理頂板充填的兩個(gè)方法。可見(jiàn)，充填法是有效的節(jié)能減排的技術(shù)，更是煤炭企業(yè)綠色開(kāi)采的重要體現(xiàn)。

2、水資源保護(hù)，形成保水開(kāi)采技術(shù)

煤礦在開(kāi)采的過(guò)程中，防止?jié)B流突變并導(dǎo)致煤礦重大突水事故發(fā)生，這是保水開(kāi)采要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。同時(shí)，還要對(duì)水資源進(jìn)行保護(hù)。煤礦開(kāi)采中應(yīng)把影響環(huán)境降到最小。礦井水回灌技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了保水開(kāi)采、綠色開(kāi)采，使礦井水由傳統(tǒng)的直接排放轉(zhuǎn)向處理后回灌井下。并對(duì)開(kāi)采之后的覆巖層分析其破斷規(guī)律，以及地下水漏斗的形成原理。然后，根據(jù)開(kāi)采的情況，運(yùn)用地面注漿的方法，達(dá)到維護(hù)礦井水資源，做好綜合利用的有力補(bǔ)救工作。

3、煤層巷道支護(hù)技術(shù)和減少矸石排放技術(shù)

實(shí)行煤礦的支護(hù)技術(shù)，要根據(jù)巷道的實(shí)際情況采取有力的防護(hù)措施。對(duì)于網(wǎng)或者噴層的剛度及強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化，對(duì)于一些薄弱的位置，則要加固錨梁支護(hù)。這是對(duì)圍巖表面的約束力進(jìn)行加強(qiáng)，以此防止破碎區(qū)繼續(xù)出現(xiàn)惡化。為了強(qiáng)化支護(hù)的強(qiáng)度，可以通過(guò)施行二次支護(hù)，這是在一次支護(hù)柔性的基礎(chǔ)上，確保巷道的穩(wěn)固性，并使得在一定的限度內(nèi)變形，有可以有效的釋放能量。此外，還要加強(qiáng)軟巖巷道厚壁的防護(hù)工作，主要是對(duì)圍巖的受力狀態(tài)進(jìn)行改善。對(duì)厚壁進(jìn)行支護(hù)，則是由加厚圍巖的自承圈實(shí)現(xiàn)的。減少矸石排放的一個(gè)關(guān)鍵方法是利用矸石進(jìn)行采空區(qū)的充填。還可以利用煤矸石加工成水泥、泡沫混凝土、制作硅肥、回填路基等。

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