煤炭資源綠色開采技術研究

畢文廣

1 太原理工大學研究生院礦業工程學院；2 北京天地華泰采礦工程技術有限公司

1我國煤炭資源安全綠色高效開采體系的形成

煤炭開采業的大力發展，為解決工業生產過程中出現的能源緊張問題提供了物質保障。但煤炭開采引發的諸多安全問題也不容小覷。近幾年，隨著社會主義市場經濟的發展，我國的煤炭產量也大幅增加，1949年產量約為3000萬噸，到2010年則擴大到32.4億噸，年均增速約為8%。為了減輕煤炭開采過程中對環境的破壞，提高煤炭采取率，增加社會經濟效益，研究、發展煤炭資源安全綠色高效開采技術勢在必行。

煤炭資源達到安全、綠色、高效的開采要綜合考慮煤、水、瓦斯、土地等所有可利用資源，遵循可持續發展的原則，達到節能減排的循環經濟要求。煤炭開采后巖層裂縫的發育規律及離層規律、地表的移動規律、巖層控制技術等是安全高效綠色開采技術的理論依據，水和瓦斯在巖層中的滲流、巖層應力的變化等都是開采工作中亟需解決的問題。我國工程院院士錢鳴高先生于上個世紀七八十年代提出了“砌體梁”的理論，在此理論的基礎上最先提出了基于巖層控制技術的綠色開采技術，目前綠色開采技術已得到長足的發展。我國煤炭資源安全綠色高效開采技術的安全、綠色和高效主要體現在開采技術和安全技術這兩方面。

關于開采技術是采用高新技術，結合理論研究成果，更新開采設備，創新開采方式，建設高產礦井的綜合機械化采煤技術。這就要求，煤礦開采工作中加大科技投入力度，加快研究進程，把科學技術真正的轉為生產力。加快薄煤層開采技術的改革與創新，注重井下充填和邊角煤的回收工作，以提高煤炭資源的回收率，這也是符合“綠色高效”開采要求的表現。為了實現開采技術的高效率，還要優化采區巷道的設計，加強對井下煤矸石回填技術的研究，推廣實施井巷支護新技術，科學合理的利用無煤柱開采、小煤柱與全煤巷采掘等技術。

關于安全技術，與煤炭開采有關的安全問題不僅關乎整個煤礦的運行狀況，也關乎所有工作人員的人身安全和社會權益。安全問題始終是各項生產工作的紅色警戒線，是煤炭開采業高度重視的重點問題之一。如今，自動化控制系統和計算機信息技術的大力發展和運用，為建設數字化礦井提供了技術支持，將網絡智能化管理系統運用到礦井生產過程中，既減輕了人力勞動強度，也實現了在線實時監控，及時監測到可能發生的安全問題，通過評估計算得出最佳解決法案，既預防了安全事故的發生，又避免了經濟損失和人員傷亡。根據國家法規政策的要求，要完備人員定位、監測監控、壓風自救、緊急避險、供水施救和通信聯絡等“六大”煤礦安全避險系統，以保證煤礦的安全生產、綠色高效開采，同時防止重大事故的發生。

2 安全綠色高效開采技術發展方向

安全綠色高效開采技術的發展方向大致有四個方面，

首先是保水、節水開采，我國水資源南北分布不均衡，北方和西部地區相對缺水，與此同時我國多數煤炭資源都分布在華北、西北等缺水地區。由于傳統開采對是自愿的保護不到位，造成開采區水資源短缺，水循環遭到破壞的局面。因此，節水開采技術成為礦區綠色開采的重要發展方向。保護水系、節水開采有助于減少水資源破壞，提高水資源利用率，同時防治礦區水害。

其次，煤與瓦斯的共采，瓦斯是一種廣泛應用于生產、生活中的新能源，具有和煤炭一樣的作用，既可用作工業原料、也可用作生活燃料。瓦斯也是影響煤礦安全開采的重要因素之一，因此，把瓦斯作為一種新能源進行開采利用，既避免了由瓦斯印發的安全問題，也為工業生產帶來新能源，既有助于緩解我國能源緊張的問題，又延長了能源開采的產業鏈，增加就業機會。

再次，煤炭地下氣化技術的發展，煤炭地下氣化既避免了矸石的產生，減輕了對地表破壞的力度，又有利于減少環境污染。煤炭地下氣化技術對科技、設備的要求較高，由于我國煤炭開采的科學技術水平還沒達到較高的標準，對該技術的研究和使用尚處于初步發展階段，未來還需加大科技投入力度，客服開采過程中遇到的困難和問題，提高煤能源的轉化率，增強對燃燒率的控制力，減少有害氣體的產生。

最后，充填開采，為了解決開采區高應力集中、“三下”壓煤等問題，選擇充填開采法是比較明智的。這種采掘方法是通過使用充填材料對采空區進行全部或部分充填，很大程度上減輕了地表的沉陷和變形，避免了礦壓顯現對地面建筑物、道路等造成的損壞。目前普遍使用的是水砂充填法、矸石充填法和膏體充填法等，利用矸石進行填充既解決了煤矸石的處理問題，又減少了資金的投入，既環保有高效。

3 安全綠色高效開采技術之于未來發展的意義

煤資源的開采會引發諸多環境、生產安全問題，造成地表植被破壞，地表沉陷，地表農田、建筑物、道路遭到破壞，地下水污染，水資源浪費等一系列問題，即制約著礦區開采的經濟效益，有影響著附近居民的正常生活。安全綠色高效開采技術的研究使用，符合建設能源節約型，環境友好型的和諧社會的要求，可持續發展戰略,有利于促進生態效益、經濟效益和社會效益的統一，有利于實現經濟發展與資源、環境的相互協調。安全綠色高效開采技術，是以人為本，以盈利為目的，既重視效率又不忽視安全問題，既保護了生態環境又提高煤炭采取率的科學開采技術。對未來煤炭資源的安全、高效開采具有重要的理論意義和使用價值。

4 結語

煤炭是我國工業發展、人民日常生活必不可少的資源，我國又是煤炭資源的消耗大國，為了解決煤炭資源開采率低、環境破壞嚴重等問題，發展安全綠色高效開采技術成了形勢所趨。

文獻參考：

[1]謬協興，錢鳴高.中國煤炭資源綠色開采研究現狀與展望[J].采礦與安全工程學報，2009（1）：5-18.

[2]錢鳴高.綠色開采的概念與技術體系[J].煤炭科技，2003（4）：4-6.

[3]史彥.綠色開采及技術傳播[J].中國煤炭，2009，35（9）：106-121.

[4]馬喜超，韓興華.我國煤礦綠色開采技術分析研究[J].地球，2013，（12）.

[5]張云峰，袁昌模.中國煤炭資源綠色開采現狀分析及展望[J].科技致富向導，2011，（22）.