煤炭開采中的技術改進策略探析

田江華 趙志遠

（1.同煤浙能麻家梁煤業有限責任公司，山西 朔州 036000；2.淮南礦業〈集團〉有限責任公司 顧橋煤礦，安徽 淮南 232001）

目前，我國的煤炭消費總量不斷增長，在一次能源的生產和消費結構中，煤炭的比重長期保持在70%以上的高水平。近年來，煤炭的市場需求持續增長，煤炭工業為經濟社會的發展提供了堅實的物質基礎和能源支撐。但是，在煤炭產出量不斷增長的同時，受不合理采掘等因素的影響，很多產煤地區出現了瓦斯、粉塵和煤矸石大量排放、地表塌陷、環境污染和生態平衡遭到破壞等問題。這些負面作用不僅在很大程度上抵消了經濟發展帶給我們的實惠和便利，而且也不利于煤炭工業的可持續發展。因此，需采取措施不斷改進和解決煤炭開采中的技術問題，為促進煤炭工業及國民經濟健康發展貢獻力量。

1 控制井下瓦斯及粉塵的排放量

瓦斯是一種無色無味的氣體，在井下作業時瓦斯達到一定濃度不僅可導致礦工因缺氧而窒息，遇明火時還會發生燃燒或爆炸，進而直接威脅礦工的生命安全。大量生產實踐證實，于生產過程中事先抽放煤層中的瓦斯可有效減少其涌出量。這樣既可以確保生產安全，又可保護環境。抽放瓦斯的方法很多，應根據具體條件選擇適當的方法。除抽放瓦斯外，還要預防礦井火災。礦井發生火災時會產生一氧化碳等多種有害氣體，這些氣體是瓦斯的重要組成部分，不僅會對井下的工作環境造成不良影響，還會污染地面大氣環境。因此，應采取有效措施進行預防，具體方法如下：其一，采用科學方法對煤層自燃危險程度進行預測，以防范于未燃。其二，引進綜合配套防火技術，注重發展綜采及綜放開采等高產高效的采煤技術。其三，提高火災預報監測水平，建立實時預報裝置，為及時檢測提供保障，避免因檢測時間滯后帶來安全隱患。同時，發生外因火災時，該裝置也能在第一時間予以撲滅。不僅提高了預防水平，而且在發生火災時還能滿足緊急與自動撲滅的需要，將損失降至最低限度。此外，這種火災預報監測裝置還能為環境監測系統聯網創造良好條件，可有效擴大檢測覆蓋面，增強礦井的抗災能力。第四，為解決黃泥的使用問題，減少與農民的糾紛，應采用防滅火黃泥灌漿代用材料新技術。

粉塵是一種危害采煤作業安全的固體微粒，可采用高壓水輔助切割降塵或高壓噴霧技術對其進行有效控制。掘進機切割時會產生一定量的懸浮粉塵，可采用內外噴霧的方法進行控制，同時充分發揮粉塵凈化、泡沫除塵、通風除塵等技術作用，實現有效降塵。

2 控制矸石的排放量

矸石的排放量與采區巷道布置、礦井開拓系統存在著密切的關系，在井下開采工作中要控制矸石的排放量需改革開拓礦井方式，同時還要轉變采區巷道的布置模式。除個別情況之外，應將開拓巷道都布置在煤層中，這種全煤巷開拓方式符合“多做煤巷，少做巖巷”的操作原則，可從根本上減少排矸量。在礦井建設中推廣這種方案，不僅對煤炭生產有利，還能降低建設投資，提高產煤效率。目前，全煤巷開拓設計已被我國的很多大型礦井所采用，成為現代礦井設計的重要發展方向。另外，還要重視利用自然邊界來劃分礦井和采區，巷道開拓時按邊界掘進，盡量避免破壞地質構造，減少破巖，降低矸石的混入量。在開采過程中薄厚煤層和牌號不同的煤種要搭配進行，盡量減少或取消巖石集中巷，改革采區巷道布置方式。

3 對污水處理進行有效處理

與其他礦井水相比，礦井排水中的巖溶水基本無污染，應將其與礦井水分開排放。這樣不僅可實現對巖溶水的再利用，還能避免對環境造成污染。在水采礦井中煤泥與煤泥水是造成環境污染的重要因素，應采取措施加以控制。此外，乳化油與水配成乳化液后通常被應用于外注式單體液壓支柱或綜采液壓支架中，可導致采空區和井下出現大量的乳化液。該液體溶于水后進入水倉的可能性較大，水倉里面的水被抽放至地面時可造成井上或井下污染。應積極開發新的液壓傳動介質，減少乳化液的使用量；重點選擇易于降解的添加劑，避免乳化油污染環境；提高用油設備的密封性，減少或防止石油泄漏。

4 改進技術，減輕地表沉陷

地表沉陷是我國很多產煤區面臨的共同問題，在實際開采中應在經濟上合理的情況下改進開采技術，具體方法如下：其一，充填法管理頂板。這種方法是采用河沙或廢石塊對采空區加以充填，進而防止頂板及巖層的下沉和冒落，是最為有效的減輕地表沉陷的方法。目前，很多國家在建筑物下采煤時均采用充填法，尤以波蘭最為突出。其二，房柱式采煤技術。這種開采技術可有效保護地面建筑，可大幅縮短地表移動的持續時間，同時還可降低地表移動的變形值。其三，分層間歇開采技術。這種開采技術間隔時間較短，同時破壞狀態較為均衡，對水體和地面建筑物的影響較小，適用于基巖厚度較小或厚松散層下淺部煤層的開采。第四，注入泥漿技術。井下采煤過程中會導致地下原巖應力失衡，開采面積增大時易使巖層間形成一定程度的離層，進而破壞地表穩定。采用離層帶高壓注入泥漿技術可通過往離層帶中注入泥漿防止或減緩地表下沉。第五，地下氣化技術。這種技術可通過熱化學反應將地下煤炭轉化為可燃氣體并加以綜合利用，這樣可以大幅度的減少工程量，避免因煤炭燃燒而對生態環境造成破壞，是一種具有廣闊應用前景的清潔開采技術。

5 總結

綜上所述，在煤炭工業發展過程中，一方面要提高煤炭產量以滿足國民經濟發展的需要，另一方面還要采取措施減少因煤礦開采而帶來的負面影響。這就需要煤炭生產及管理人員增強環保意識，充分認識到保護環境的重要性，不斷總結和探索改進措施，努力提高和改進開采技術，盡量減少瓦斯、粉塵和排矸量的排放量，采取有效措施進行污水處理，進一步減輕地表沉陷，以實現煤炭工業和國民經濟的可持續發展。

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