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煤炭开采对环境的污染与清洁开采技术

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【摘 要】文章主要对煤炭开采中所出现的环境污染情况和造成的影响进行了分析,并在分析的基础上对清洁开采技术的应用做了探讨与总结。

【关键词】煤炭开采;环境污染;清洁开采技术

引言

煤炭作为工业发展中的一类重要能源和原料,它的开采和使用为人类创造了巨大的经济效益。但是,在获得巨大经济效益的同时,其所给自然环境造成的污染和破坏也是非常严重的。煤炭是一种埋在地下的可燃矿产,生产的特征决定了其在开采中必然会给环境造成一定的污染,那么,在煤矿开采中,运用良好的清洁开采技术在对环境的保护上非常重要。

1 煤炭开采对环境的污染与影响

1.1 产生煤矸石废石污染环境

煤矸石是煤炭在开采过程中所排出的一种主要的固体废弃物。煤炭在开采的过程中,煤矸石的含量通常占据着煤量的20%左右,大量煤矸石往地表外的排出,不仅占用着大量的土体,还产生着很多的硫等有害物质。这些物质受高温的影响,不仅容易自燃烧,还产生大量的一氧化碳、二氧化硫等物质,伴随排出的大量烟尘所造成的大气污染非常严重。

1.2 释放大量气体污染环境

煤炭在开采的过程中,会释放大量的煤层气,而开采所需要的炸药、柴油机等动力设备均会产生大量的CO和NOX等有害气体。为了保证井下生产的安全性,这些有害物质都是通过采用通风方式排入到大气中的。大量有害气体往大气中的排放,不仅会破坏臭氧层进而产生温室效应,还会形成酸雨,造成对生态环境的破坏。

1.3 产生废水污染环境

废水的产生是伴随着煤炭的开采而出现的。在煤炭开采的过程中,由于矿井下废水的排放量和持续性都比较大,同时还含有了大量酸碱性物质,以及重金属离子等。此时,在没有进行净化处理的前提下,这些污水就会向地表中的各河流、农田排放,不仅造成了水生动植物的死亡,对地下水资源所造成的污染也是非常严重的。

1.4 水资源损失与破坏

煤矿开采需要将疏干排水,这样大量的地下水就会被抽放到地面,造成水位的降低,并使开采范围内的水资源遭到破坏。而井下废水向地面的排放,必然会对江河湖泊,以及地表水资源造成严重污染,致使矿区内的生活与农业用水在本身不足的情况下更加严重。

1.5 其他污染与破坏

除上述四种污染外,煤矿的开采还会造成对土地的破坏和噪声污染,土地的破坏导致滑坡、泥石流等危害的发生,长期的噪声污染严重的影响着矿区人们的生活质量,这些都直接或间接的给人类的生存环境和身心健康产生着一定的不良影响。

2 清洁开采技术方式

2.1 减少井下出矸量的技术

2.1.1 全煤巷开拓技术

全煤巷开拓技术是指所有的矿井在开拓的巷道上都布置在煤层中,而只将少数峒室需要开掘在稳定的岩层外[1]。这一技术可以将煤矸石的排出基本消除,不仅能够有效的达到煤炭的清洁开采,在建设的投资上也比较少,通常在矿井的建设期间就能进行煤炭的开采工作,投产非常快。目前,随着科技的发展,全煤巷开拓技术的设计已经取消了排矸系统,实现了对地表排矸和污染的有效消除。

2.1.2 取消采区岩石集中巷技术

随着矿区开采机械化程度的不断加深,矿井一个采区和一个回采面的情况非常普遍。这一局面的形成,使回采工作面高速向前推进,采区岩石集中巷的作用失去。在开采中,将岩石集中巷中取消,而采取煤层集中巷,从经济和技术上分析都具有良好的效益,重要的是减少了矸石的排除量,实现了减少污染和清洁开采的效果。

2.1.3 矸石井下处理技术

矸石井下处理技术是对煤炭井下开采中所产生的大量矸石,在不运送到地面的前提下,在井下所直接进行处理的一种方法[2]。矸石井下处理技术是在综合运用各种技术手段的前提下,将矸石运送到井下矸石处理厂进行粉碎,然后通过通道利用风力再运输到工作面的回填采空区。不仅能够减少地面堆矸,将污染消除,还减少了井下、井下在运输中的费用、时间和人力,进而达到减少地表与岩层移动的目的,使坍塌的情况得以减少。

2.2 减少井下粉尘废弃污染技术

2.2.1 井下粉尘治理技术

井下粉尘的治理可以从三个技术层面进行,首先可采取煤层注水技术,将煤体和煤层进行湿润软化,减少粉尘的产出量和浓度。其次,由于采煤工作面是粉尘的最大产出场所,可从这一局面实施,利用采煤机高压外喷雾降尘技术、运输机转载点防尘技术、采煤机径向雾屏降尘技术给予改进[3]。最后,可以通过采取掘进工作面防尘技术,对炮掘面进行防尘,并针对粉尘的不同源分别实施。

2.2.2 矿井煤层气治理技术

煤炭的开采会释放大量气体,造成大气的污染。在这一问题的治理上可以采取瓦斯抽放技术,在煤炭开采的过程中,将煤层中的瓦斯预先抽放。采取开采前抽放、边采边抽、采后空区抽放的措施。经实施证明,其能使煤层气的抽出率达到50%以上,在减少开采中瓦斯的涌出量上具有重要的价值。

2.3 矿井废水治理技术

矿井废水的治理可以采取分类排放、回收复用、净化处理等多种技术。对于煤体开采和防尘中所产生的废水、煤泥水,可先在井下设置一个污水沉淀净化仓,然后将经过技术处理后所产生的净化水,经循环供水系统提供到采取工作面以及各环节需要用水的地点。这种废水处理方法,不仅能够减少废水的排放量,而净化循环系统的实施还能实施新水的补充。

2.4 减少地表塌陷

开采中,煤层结构复杂和劣质的部分在减少塌陷量上可采取房柱式、柱式或条带时的采煤法进行回采。对煤层中比较厚的地方可采取水砂填充采空区顶板的方法进行。对于中厚和薄的煤层,可采取离层带高压注入泥浆技术予以实施。同时,在地面向各离层带打转孔,通过转孔向离层空隙中高压注入泥浆的方法也能使地表沉陷的局面得以减少或减缓。

2.5 煤气层开发

煤气层是煤炭在形成中的一种伴生物,它是随着煤炭存在于煤层中的一种易燃易爆气体。根据研究表明,沼气是一种非常好的清洁能源,价格也比较低廉,在煤矿开采的过程中对煤气层进行开发和利用,不仅能消除采煤的隐患,还能减少对资源的浪费,具有良好的开发效益。

2.6 噪音控制

煤矿开采中各种噪音的出现给工人和周围的居民带来了严重的身心危害。为了给矿区一个良好的生活环境,在噪音的控制上矿区一定要配有专门的消声器,而这一消声器在消声后要符合国家所规定的工业卫生标准。

3 结束语

综上所述,通过本文对煤炭在开采中所造成环境污染和清洁开采技术的描述,从中发现,煤矿开采中清洁开采技术的应用在控制煤炭开采对环境的污染上具有重要的作用,而清洁开采技术作为一项环保技术,在保证煤炭工业的可持续发展水平上的价值也是不容忽视的,值得大力的推广和应用。

参考文献:

[1]邓晓兰,王杰.绿化税制结构:完善能源资源环境税体系[J].现代经济探讨,2012(08).

[2]董凤宝,浑宝炬.清洁开采技术在煤矿井下的应用实践[J].煤炭科学技术,2009(06).

[3]王文,桂祥友.煤炭开采对环境的污染与清洁开采技术[J].矿业安全与环保,2008(4).