煤炭綠色開采研究與發展

喬全占

內蒙古伊泰廣聯煤化有限責任公司 內蒙古鄂爾多斯 017000

煤炭在開采時，規模相對較大，對于安全性有著很高要求，這就需要有較高的開采工藝作為支持，在減少對環境污染的前提下，使開采量可以不斷增多[1]。在上世紀煤礦開采中，主要通過鐵道工藝進行操作，而后又被汽車運輸工藝所替代，在很長一段時間中，汽車運輸工藝成為煤炭開采中最為重要的工藝方式之一，但由于其消耗較多的燃油，生產成本相對較大，而且會污染環境，這就需要綠色開采工藝的出現，使整個開采過程更為環保，提高生態效益。

1 綠色開采的定義

通過基本名詞我們就能感覺到，綠色開采一定是與環境保護之間有密不可分的關系，所謂綠色開采，就是指在開采礦產資源過程中最大限度的降低對自然環境以及其他資源的影響，最大限度的保護周邊環境，減少對周邊環境的破壞。同時減少開采礦產時廢棄物的排放，以及對廢棄物實現二次利用的目的。從而最大限度提高社會經濟效益，實現經濟發展與環境保護和諧發展。

2 煤炭綠色開采技術與發展

2.1 保水開采

我國水資源的短缺要求煤炭企業在開采煤炭時必須要對水資源進行保護。在水體下采煤時，地下開采所引起的巖層移動與變形會波及到地面，造成地表水的下沉；開挖產生的大量導水裂隙也會破壞地下含水層的原始徑流，導致大量的水滲入到工作面，造成地下水位的下降，破壞水文地質條件，嚴重時還會造成工作面底板或其他位置的突水，引發礦井水災，這些都是礦井開采給水資源帶來的破壞，這不但會影響地面企業和居民的生產生活，而且還會造成生態系統的失衡。保水開采就是保護水資源的煤炭開采技術，它主要是基于水在裂隙巖體中的滲流規律的理論所提出來的，它不僅是要杜絕水體的污染，而且還要防治水災的發生（底板突水、掘進面突水等），更重要的是，還要對污水進行凈化，然后循環利用，因此，保水開采對煤礦的綠色開采具有很重要的意義。

2.2 分層注漿開采技術及其應用

分層注漿技術就是通過對離層的注漿與填充，為煤礦周圍及開采區域的土地資源提供相應的保護措施。在煤礦資源開采的過程中，相關人員可以通過相應的煤層巷道支護技術對煤層進行保護，也可以通過降低矸石的排放量對煤礦周圍巖石的受力情況進行改善，以實現清潔空氣目的。分層注漿及填充開采技術的合理應用既能夠實現對煤礦周圍及開采區域的土地保護，也能夠最大限度的降低水土流失現象發生的概率，以避免出現因水土流失造成的土地破壞現象。通過對離層的注漿與填充將礦井周圍或是城市中的固體廢物填入到煤礦的采空區域，有效的填補了煤礦采空區，進而避免了地面下沉甚至塌陷現象的發生，最終實現了節能減排、綠色開采、保護環境的開采目的[2]。

2.3 針對采空區的綠色開采

在開采煤炭過程中，采空區的填充工作至關重要。如果不進行填充處理，勢必造成嚴重的后果。采空區填充技術，包含開采與充填系統的合理協調，對充填及事后處理充填材料的暢通運輸事項等。但是如果在填充材料非常巨大的情況下，成本是非常高的，具體的操作方案很不容易被實行。為此，相關科研人員提出了“關鍵層理論”以及部分填充以控制開采沉陷的想法，目前已經得到了大范圍的推廣和應用。比如，在采空區上方，離層裂隙注漿充填法就起到了減緩下沉速度和下沉量的作用。但是最關鍵的還是要尋找一種低價格，儲量大，來源廣泛的填充材料，這樣才能從根本上解決問題[3]。

2.4 提升煤炭資源的回采率

煤炭是最為常見的化石能源之一，國民經濟的穩定運作每天需要消耗大量的煤炭。因此為了讓煤炭資源的利用率最大化，必須通過一定的方法提升煤炭的回采率，讓開采過程中的煤炭損耗得到有效把控，這需要合理的采煤工藝。對于開采水平、近水平煤層的露天礦，應采用頂板露煤與傾斜分層相結合的方式，回采前用輔助設備清掃煤面；對于開采傾斜、急傾斜煤層的露天礦，臺階采用水平分層時，應采用頂板露煤，從煤層頂板向底板推進，把三角煤、巖用推土機送至本臺階工作面附近，目前采用裝載機或電鏟裝車的采煤方法。同時需要注意的是為了讓資源與環境得到協調發展，在符合工藝啟用條件的狀況下，可以使用露井聯采技術，這種技術的采出率高，環境破壞性小。煤炭的回采率越高，煤礦獲取的經濟效益就越高，但是需要技術人員注意的是一定要配合更為適宜的措施與技術，在綜合調整下，獲得更好的環境保護效果與更多的經濟效益。

2.5 應用物聯網

物聯網是信息技術與科技進步的產物，把其應用到露天煤礦中作用不言而喻，物聯網作為對互聯網應用的一種擴展，意在促進智慧型礦山可以穩步進行，但礦山物聯網具有很強的復雜性，有著龐大的體系，不僅需要云計算進行支撐，還會涉及到傳感器技術等眾多技術。所以，要想使綠色工藝得以進行下去，必須使設備達到智能化標準，使其滿足自動化相關要求，減少工作人員對設備的勘察時間，提高作業效率。例如，在對全連續工藝進行應用時，需要各輸送機以及挖掘機保持一定聯系，這就需要借助物聯網來操作，使礦山通訊可以保持順暢狀態，不僅便于管理者對礦山開采情況的了解，還能及時發現煤礦安全隱患，杜絕危險產生。

3 結語

綜上所述，在我國經濟發展與能源開采工作中，煤炭開采仍然是重要的組成部分，但是傳統的開采技術和水平，對煤礦周圍的環境，大氣，土壤，以及水資源等造成了嚴重的破壞，生態環境受到了嚴重的挑戰，這對人類生活生產的環境以及身體健康都帶來了不利影響，威脅著人類的生存。所以在煤炭資源開發和利用方面，必須積極研究現代化開采技術，實現綠色開采的目標，為資源利用創造有效的條件。從而實現人與自然和諧共存。