新時期我國如何實現煤礦綠色開采

高耀江（太原理工大學，山西 太原 030024）

我國能源資源儲量中，煤炭資源占總儲備量的90%左右，其也是我國能源生產以及消費結構中的重要能源。在我國經濟與科學技術快速發展的時代中，對煤炭資源的需求以及依賴程度在不斷的增加，因此，造成了我國煤炭資源的大力開采。在開采的過程中，由于過分追求利益最大化，導致煤炭環境污染、生態破壞等現象非常嚴重，同時，資源的過度開采造成了煤炭資源的日益枯竭，這些問題成為新時期下必須要解決的問題。在新時期下，實現煤炭綠色開采是十分迫切的。

1 新時期煤礦綠色開采技術概況

在當今科學技術的發展中，煤礦資源的開采技術在不斷的優化與完善。在低碳經濟發展的背景下，人們逐漸重視可持續發展。因此，在煤礦的開采中逐漸使用綠色開采技術。煤礦綠色開采技術可以有效的提高煤礦的開采效率，減少對植被的破壞程度，同時，還可以有效的解決地面沉降問題。當前，多數煤礦開采企業均使用到保水開采技術、充填技術以及減少矸石排放技術等綠色開采技術。另外，在煤礦綠色開采的時候，需要遵循相關的原則，以便提高綠色開采的效率。其原則是需要實現綠色循環經濟工業，該原則需要體現在環境與開采的可持續發展方面，并且重點突出高效率、低排放以及低開采額煤礦開采技術理念。煤礦綠色開采技術的研究與實施，可以有效的落實好國家科學發展觀以及人與環境可持續發展的觀念，并能夠更好的促進煤礦企業的可持續發展。

2 新時期我國煤礦綠色開采的重要性

煤礦企業在進行開采的時候，使用綠色開采技術是我國經濟可持續發展的需求，同時，也是企業更好的生存與發展的必要條件[1]。綠色開采技術主要是對煤礦開采過程中的水土流失、地表擾動以及環境破壞等進行控制，以便優化開采流程與工藝，提高開采效率，降低對環境的破壞與污染，從而有效的實現煤礦開采與環境、經濟的協調發展。在當今大力倡導環境保護、低碳發展的背景下，使用綠色開采技術進行煤礦開采具有非常重要的作用。首先，新時期下煤礦綠色開采可以有效的提高煤礦企業的綜合競爭力。綠色開采技術可以對企業的人力資源優化與配置，對提高企業的生產能力具有促進作用。同時，還可以有效的降低生產成本，降低環境污染，可以有效的促進經濟效益與社會效益的提高。在一定程度上可以有效的提高煤礦企業的綜合競爭力。其次，使用綠色開采技術可以有效的降低環境污染。綠色開采技術屬于環保型的技術，在煤礦企業開采的過程中，需要在倡導低碳經濟發展的背景下，實施清潔生產，重視對礦區的環境保護，從而有效的提高生產效率，以便達到節能減排的效果。通過綠色開采技術的實施，可以有效的降低煤礦開采對環境的破壞與污染，可以有效的確保煤礦企業的經濟與環境得到協調發展[2]。

3 我國煤礦開采的現狀

3.1 煤礦開采過程中存在的安全問題

由于煤礦開采的數量比較大，針對一些小型的煤礦，其生產工藝以及安全設備不夠完善，長期以來科學技術的投入不夠充分，其技術管理人員嚴重缺乏，對安全意識不夠重視，因此，在煤礦開采的過程中容易出現安全問題。例如，瓦斯爆炸，煤礦坍塌等事故時有發生。

3.2 煤礦開采過程中存在的環境問題

煤礦在開采的時候，對生態環境的影響是巨大的。其主要體現在水土流失嚴重、土地荒漠化、采煤廢水排放以及地面坍塌等方面[3]。目前，大多數小型煤礦開采的時候，其技術、設備比較落后，對環境造成較大的影響。同時，對煤礦開采區域的水資源以及空氣環境等帶來較大的污染，同時，不合理的開采導致煤炭資源逐漸枯竭。

4 新時期我國煤礦綠色開采的措施

4.1 保水開采技術的應用

保水開采技術在不同的煤礦開采區域具有不同的技術含量，針對缺水的煤礦開采區域，需要以水資源保護以及利用為主。針對水資源較多的煤礦開采區域，需要以減少水資源破壞以及預防、治理水災為主。因此，其保水開采的綠色技術主要包括水資源保護、水災害防治以及水資源利用等幾個方面的內容[4]。煤礦的開采過程中，如果對地下水層的原始徑流進行破壞，其地下水就會大量排出，由于采空區上方倒水裂隙帶與地下水體相互貫通，從而就會形成大規模的地下水降落漏斗現象，從而就會對當地煤礦開采區域的含水層造成水位下降的影響，繼而影響到煤礦開采區域的水文地質條件。在煤礦開采之后，會對地表沉降帶來一定的影響，從而會導致地表水的原來形態會發生改變，導致部分溝泉水量減少，嚴重者會出現干涸的現象。其不僅對煤礦開采帶來一定的影響，還會對當地居民的正常生活具有一定的影響，繼而對周圍的生態環境帶來較大的影響，尤其容易導致當地土地的荒漠化。因此，在新時期煤礦綠色開采非常重要，其中保水開采技術的使用至關重要。在保水開采的過程中，需要使用到礦井水的回灌技術，可以有效的確保保水開采的目標得以實現。主要將礦井水直接排放逐漸改變成為處理回灌。同時，需要對開采后所產生的覆巖層的破斷規律進行細致的研究與分析。另外，還需要對地下水漏斗現象以及原理進行分析，并根據實際開采的情況實施保水開采。

4.2 煤礦與瓦斯共同開采

在煤礦綠色開采的過程中，需要與瓦斯共同開采。由于瓦斯不僅是礦井中的有害氣體，還是潔凈的能源，在煤礦開采的時候，需要充分利用瓦斯的優勢，進行資源開采。首先，在煤礦開采之前，需要提前抽采瓦斯能源。如果在煤礦開采之前將瓦斯抽出，可以充分利用瓦斯來改善煤礦安全問題。但是由于我國大多數煤體透氣性能較低，在本層內抽采瓦斯存在較大的難度。其次，確保煤礦與瓦斯共同開采。由于煤礦開采之后，圍巖壓力就會大大下降，大量的瓦斯就會在采空區得到釋放，有利于瓦斯的開采。因此，在煤礦開采的時候，可以使用煤礦與瓦斯共同開采技術，以便有效的降低安全事故的發生，提高煤礦與瓦斯開采效率。另外，需要在廢棄的煤礦區抽采瓦斯。針對廢棄的煤礦礦井，其煤層采動之后，瓦斯的含量比較豐富，因此，可以充分利用采動后巖體內裂隙場的分布以及鉆孔等，將瓦斯抽排管樁在封閉井口后，并將其進行抽出。同時，還可以利用回風井回收瓦斯。使用煤礦與瓦斯共同開采技術的時候，需要使用卸壓法以及留巷鉆孔法等。

4.3 填充開采技術的應用

我國大多數煤礦開采的過程中，通常會存在于建筑物、水體以及鐵路等下方，在解決這類問題的時候，通常可以使用充填開采法。充填開采發主要使用的是充填材料對采煤工作面踩空區域進行填充，以便較好的控制巖層。這種方法能夠有效的緩解工作面支撐壓力產生的礦壓顯現的情況，能夠改善采礦區以及巷道維護狀況，減少地表下沉以及變形的發生[5]。同時，在一程度上可以提高煤礦的開采率，確保地面建筑區以及生態環境。在進行充填開采的時候，充填材料包括矸石、水砂等。

其一，矸石充填。其主要通過利用井下采空區處置矸石的充填采煤方法進行綠色開采。不僅可以有效的減少煤礦固體廢棄物的排放，而且可以有效的解決開采沉陷災害的發生，能夠有效的提高礦井資源的回收效率，在綠色開采中，是關鍵技術之一。另外，使用矸石充填的時候有以下幾個方面的方法。首先，使用拋矸機拋矸充填。在巖巷以及半煤巖巷中挖掘矸石，并使用礦車將其運用到井下矸石場，通過相關機械卸載以及破碎之后，進入到矸石倉。并通過其下口使用膠帶或者刮板輸送機運載到采煤工作面的回風巷中，之后通過工作面采空區與的運輸工具將其運送到采空區拋矸運輸機械的尾部，最后將其運輸到采空區的拋矸處進行充填。其次，使用刮板輸送機卸矸充填。其充填機械設備主要包括充填刮板輸送機以及后端帶懸梁的自移式液壓支架。在自移式液壓支架的后端設置后懸臂等配件，使用可調高的懸掛充填刮板輸送機溜槽，增加充填垂直的高度之后，輸送機中部溜槽需要根據順序依次連接，并與機頭以及機尾組成刮板輸送機。并使用電機車將矸石礦車牽引到采取矸石場，通過一系列的運輸程序之后，在采空區卸載并進行充填。再次，使用風力拋矸充填。風力充填的材料粒度需要確保其直徑超過充填管道的二分之一，并且還需要確保充填材料沉縮率較低、腐蝕性小。矸石充填通過一系列的運輸環節到達充填采空區之后，一般使用采煤機割兩刀煤進行充填一次，其充填的步距需要確保在1.2米至1.6米之內，每次充填的長度為6到9米。

其二，水砂充填。水砂充填主要使用的是水利通道將充填材料送入到采空區。目前水砂充填技術逐漸成熟起來，其應用范圍在不斷的擴大。其主要技術開采的流程是在地面使用礦車將開采出來的以及破碎的成品砂運送到倉庫中，并將其與水混合成砂漿，通過充填管路將其送到工作面采空區域，之后通過脫水將其形成充填體，其廢水通過采區流水上山，其流水流入到采礦區的沉淀池中，通過相關流程加以循環利用。水砂充填采煤法具有充填緊密、煤塵危害小等優點，并且可以有效的控制地表下沉與變形等情況。

4.4 煤炭地氣化開采技術的應用

煤炭地下氣化開采技術主要指的是將地下煤炭通過熱化學反應，將其固體轉變為可燃氣體。同時，可以部分消除煤炭開采對環境的污染。同時，可以有效的減少煤炭燃燒對生態環境的破壞。該項技術主要是一種整體綠色開采技術，主要是采用油井式、長通道以及大斷面等方式進行氣化。但是由于地下煤炭燃燒會產生苯和酚等致癌物質，有可能會度化水資源，同時，燃燒過程中產生的二氧化碳等對空氣具有較大的污染，在使用這項技術的時候，還需要對其進行優化與完善。

5 結語

在我國煤礦開采的過程中，存在較多的問題。在新時期的發展環境下，需要減少煤礦開采對生態環境以及安全的影響，從而要大力支持綠色開采，使用綠色開采技術提高煤礦開采的效率，減少環境污染的發生。目前，我國煤礦綠色開采技術的應用程度不夠高，還需要相關人員不斷的探索與實踐，提高綠色開采力度。

[1]孫明斌.對我國煤礦綠色開采技術的認識與分析[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2010,06:213.

[2]周曉彬.煤礦綠色開采技術及其成效與發展研究[J].山東工業技術,2013,15:127+100.

[3]張俊杰.深部開采優化開采技術的探討[J].礦山壓力與頂板管理,2005,03:74-75+79.

[4]簡煊祥,李云飛,楊永均.煤礦保水開采技術現狀及其發展[J].煤田地質與勘探,2012,01:47-50.

[5]孔凡貴.煤礦綠色開采技術的應用及前景[J].山東煤炭科技,2012,04:278-279.