浅议煤矿绿色开采问题
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摘要：众所周知，煤炭工业是国民经济重要的基础产业，在经济发展中发挥了重要作用。随着矿业的迅速发展，采矿活动对矿山环境破坏程度日益增加，为保护矿山地质环境及生态环境，绿色采矿技术研究必须先行。因此绿色采矿是绿色矿山建设重要组成部分。本文从绿色采矿的意义及绿色开采的一些新技术做了简要介绍。
关键词：矿井 新技术 绿色开采
1 概述
随着我国能源总需求和煤炭产量的不断增长，人类的生存和社会发展将受到严重威胁，煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重。因此，实现煤炭开采与矿区生态与环境的友好，即实施绿色开采，是实现我国煤炭工业可持续发展的必由之路。即立足于煤炭开采的源头，通过对采煤方法和工艺，改变传统采煤工艺造成的生态与环境问题，岩层控制以及相关技术、实验研究平台等的研究和建设，实现煤炭资源的环保、高效、高回收率和安全开采，从而实现采矿工业的可持续发展。
2.1 什么是煤矿绿色开采
绿色开采是一个非常有前景且可持续发展的很好的资源开采方式。绿色开采涉及到两个概念：一个是“绿色”，一个是“开采”。那么什么是煤矿绿色开采呢？所谓煤炭绿色开采，是针对煤炭大量开采造成的环境问题提出的。煤炭开采可能造成一系列环境问题，如煤矿瓦斯事故、井下突水事故、地表沉陷、滑坡、农田及建筑设施的损坏、煤矸石占用良田且造成环境污染等等。煤炭绿色开采，就是使煤炭开采对矿区环境的扰动量小于区域环境容量，实现资源开发利用最优化和生态环境影响最小化。简单地讲，就是合理利用资源，优化技术，高效、持续、协调的发展煤炭工业，减少对环境的破坏，取得最佳的经济效益和社会效益。
2.2 煤矿绿色开采的意义
我国21世纪资源开发的全局性课题，是“资源开采-环境保护-矿区可持续发展”的平衡关系。其核心内容之一就是要实现“绿色开采”。“绿色开采”重大意义在于：
①绿色开采要求全面评价企业效益，综合考虑生态环境。为实现生态大系统的可持续发展，要全面考虑社会效益与环境效益，这是在满足企业追求自身经济效益的前提下，绿色开采以生态大系统的观念来看待、评价企业的经济活动。
②绿色开采要求系统高效利用产品。在追求最佳经济效益和社会效益的同时，绿色开采要求从广义资源的角度看待在煤层附近的其他矿床等可用资源，以及矿区范围内的煤炭、地下水、煤层气、土地、煤矸石等，尽可能减少对环境的负面影响。
③绿色开采要求开采技术水平提升。绿色开采必然要求多层面、多角度的技术创新。我国煤炭行业生产集约化程度很低，长期走的是粗放型发展路子，整体技术水平较低。
工序有采煤机落煤、装煤，运煤，液压支架移架、运输转载、工人攉煤、爆破及放煤口放煤等。
3 绿色开采新技术
3.1 煤与瓦斯协调开采技术
由于我国煤层气低渗透率的特点，利用煤层开采引起岩层的移动破坏增大煤层渗透性，在采煤的同时高效抽采卸压瓦斯，是我国煤层气开采的主要途径。
①钻机。
②瓦斯抽采方法的选择原则。
③开采层瓦斯抽采技术。
④邻近层瓦斯抽采技术。
⑤采空区瓦斯抽采技术。
⑥钻场及钻孔布置技术。
3.2 井下矸石充填技术
在煤炭生产中，需要将大量煤矸石排放到地面，占用了大量的土地；同时在提升过程中消耗了大量的人力、物力。随着煤炭生产的发展，矸石山越堆越大，占地面积越来越大，既造成了环境污染，又给煤炭企业增加了经济负担。煤矸石是我国工业固体废料中产生量、累计积存量和占地面积最大的固体废弃物。
为了杜绝或减少煤矸石造成的环境污染，可采取采用矸石充填开采技术，包括将掘进出矸充填在井下废弃的巷道或硐室内，或将掘进出矸直接用于采空区充填。
①采空区条带充填技术
采空区条带充填就是在煤层采出后顶板冒落前，采用矸石材料对采空区的一部分空间进行充填，构筑相间的充填条带，靠充填条带来支撑覆岩。只要保证未充填采空区的宽度小于覆岩关键层的初次破断跨距，且充填条带能保持长期稳定，就可有效控制地表沉陷。
②条带开采冒落区注浆充填技术
目前，我国主要采用条带开采技术来实现建筑物下压煤（“三下”）开采，其主要缺点是煤炭采出率偏低，一般仅为30%～50%。
条带开采冒落区注浆充填就是条带开采情况下，通过地面或井下钻孔向采出条带已冒落采空区的破碎矸石进行注浆充填。同时利用充填材料与冒落区内矸石形成的共同承载体来缩短留设条带的宽度，以达到提高资源回采率的目的。
3.3 煤炭地下气化技术
煤炭地下气化（Underground Coal Gasification，UCG）是指在煤层赋存地点直接获得可燃气体的过程，即在地下将固态矿物通过热化学过程变为气态燃料，然后由钻孔排到地面，供给用户。
由气化原理可知，必须首先建造地下煤气发生炉，即生产车间。为此有两种准备方法：
①矿井式气化方法
是从地面向煤层凿出井筒后，用煤层平巷连通，点燃煤层，生产煤气。缺点是避免不了井下作业；密闭井巷工作复杂，漏气性大；气化过程不易控制。
②无井式气化方法
就是用钻孔代替井筒，然后贯通两个钻孔，并点火形成火道，进行燃烧。燃烧工作就是煤的真正气化过程。
3.4 减少井下排矸量
减少井下排矸量的措施：
①煤矿生产进行总体合理规划。
②改革巷道布置方式，减少岩巷掘进量。
③合理选择采煤方法及生产工艺。
④矸石充填不出井。
3.5 减少井下废气、粉尘污染
①井下抽放瓦斯综合利用。
抽放分为本煤层抽放、邻近层抽放、采空抽放、钻孔抽放、巷道抽放、综合抽放
②井下粉尘防治。
减尘（煤层注水、采空区灌水、湿式作业）、降尘（对产尘源喷雾洒水，巷道水幕净化）、除尘（通风排尘，除尘装置捕集除尘）、隔尘
③井下防灭火技术。
均压防灭火、阻化剂、黄泥灌浆、注凝胶、注氮、三相泡沫、束管检测系统
3.6 煤矿污水处理技术
①矿井水分类排放（岩溶水、矿井污水）。
②水采矿井的闭路循环。
③煤矿用化工原料污染治理。
3.7 建筑物下采煤与减沉技术
建筑物下采煤设计的基本原则，也是建筑物下采煤设计的基本原则，它是基于岩层控制的关键层理论提出的。为了保证建筑物下采煤具有较好的经济效益，根据具体条件下覆岩结构与关键层特征，同时又确保地面建筑物不受到损害，来研究确定合理的减沉开采技术及参数。注浆减沉技术应用可行性分析的基础，主要是确定覆岩中的关键层位置，掌握其离层与破断特征参数，它们同时也是钻孔布置与注浆工艺设计及减沉效果评价的基础。
4 结束语
煤矿绿色开采技术对于美化矿区环境、改善能源结构、实现环境保护与能源同步发展等都具有重要意义。绿色采矿可以减少环境污染，还能带来良好的社会经济效益。资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的出路。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分，煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用，相信随着绿色开采的不断发展和完善，将会为人类与自然的协调发展做出贡献。
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