露天煤矿绿色开采技术

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1、20119Sept．2011＊露天煤矿绿色开采技术赵浩，白润才，曲业明(辽宁工程技术大学矿业工程学院，辽宁阜新123000)摘要:针对目前我国煤炭资源露天开采的发展状况，分析了露天采煤对生态环境的不良影响，在此基础上提出了露天煤矿绿色开采的概念，并从开采工艺与设备选型合理化、煤炭资源回采率最大化、运输系统优化、矿山生产经营与管理数字化、资源综合利用化、露天采矿与生态环境修复一体化、粉尘烟尘净化等7个方面阐述了露天煤矿绿色开采的体系，对促进煤炭工业的可持续发展具有重要的指导意义．关键词:露天煤矿;绿色开采;生态环境;可持续发展中图分类号:TD824文献标识码:A文章编号:1674－5

2、876(2011)03－0019－04煤矿绿色开采技术是中国矿业大学钱鸣高院士提出的，他指出:“煤矿绿色开采是从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源，防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响，取得最佳的经济效益和社会效益．”［1］钱院士从保水开采、充填开采、煤与瓦斯共采、煤炭地下气化等方面详细阐述了煤矿地下开采中绿色开采的技术体系．与井工开采相比较，露天开采具有生产能力大、劳动生产率高、回采率高、生产成本低、安全程度高、建设速度快等优点［2］，因此新建矿山，在采矿技术和经济条件允许的情况下，应优先采用露天开采．进入21世纪，随着我国大型露天煤矿

3、的开发与建设，煤矿露天开采进入了一个新高潮，今后8～10年内我国改扩建与新建的生产能力在10～20Mt/a的特大型露天矿超过20座，总能力将达到全国煤炭总产量的10%左右．但是，露天采煤迅猛发展的同时，也破坏了当地的生态环境，制约了经济的可持续发展，因此，有必要研究露天煤矿的绿色开采技术，实现煤炭资源开发与生态环境的协调发展．1露天采煤对生态环境的影响露天开采的实质就是对大量矿岩的移运过程，将煤运至选煤厂，将剥离物运至排土场;在矿岩移运的过程中，破坏了原始的生态环境，露天开采对生态环境的影响主要体现在以下几个方面．露天采煤对土地资源的影响露天采煤对土地资源的影响主要包括开采过程中对

4、土地的挖损以及剥离物排弃过程中对土地的压占．露天矿表土剥离使矿山原始地表植被遭到破坏，导致土地的沙化，造成严重的水土流失［3］;此外，排土场排弃的剥离物在风雨的侵蚀下，其中的一些重金属元素溶于地表水及地下水，造成土地的酸化与盐碱化，导致矿区周围农田荒芜损毁．1．11．2露天采煤对矿区空气的影响露天矿中常见的大气污染物主要有粉尘、烟尘以及有毒有害气体．露天开采强度大，机械化程度高，在露天开采的穿爆、采装、运输以及排土环节中，会产生大量粉尘;露天矿煤台阶的浮煤、边帮压煤、煤堆、以及排入排土场的杂煤，在空气中长期暴露，容易自燃，产生大量烟尘及有毒有害气体;产生的粉尘、烟尘及有害气体由局部

5、扩散到整个矿区，严重污染了矿区的空气．1．3露天采煤对水资源的影响露天采场内的疏干排水改变了地下水自然流场及补、排条件，打破了大气降水、地表水、地下水的均衡转收稿日期:2011－06－10＊化，造成水源枯竭．排土场淋溶水渗入地下以及选煤厂废水未达标排放，都会造成矿区水资源的污染，使水体无法饮用、灌溉［4］．件符合的露天煤矿应尽量采用连续开采工艺、半连续开采工艺或者拉斗铲倒堆工艺，代替传统的单斗———卡车间断工艺;在矿岩运输方面，连续、半连续开采工艺均采用带式输送机运输，拉斗铲倒堆工艺集采掘、运输、排土3项作业于一体，大大减少了卡车燃油成本(如表1)，既提高了经济效益又减少了环境污染

6、．表1公路运输与带式输送机运输技术经济比较Tab．1Technicalandeconomiccomparisonbetweenroadtransportationandbelttransportation1．4露天采煤诱发的地质灾害露天采煤的过程形成了采场边坡及排土场边坡，露天煤矿的边坡不同于金属矿山中的边坡，其多数为土质边坡、软岩边坡，维护非常困难，而且边坡岩体在采矿活动、地质构造、水等因素影响下，容易诱发滑坡、泥石流、塌陷等地质灾害，将严重影响矿山的安全生产及周围建筑物的安全．运输方式吨公里经营费/元吨公里能耗/(kW·h)公路运输带式输送机运输11．450．935．401．8

7、7露天煤矿绿色开采及其体系与地下开采矿山的绿色开采有所区别，露天煤矿绿色开采是指在保证露天矿山安全、高效生产的同时，兼顾露天采煤对生态环境的影响，充分利用一切可以利用的资源，防止或尽可能的减轻露天采煤对土地、空气、水以及地质灾害的不良影响，使露天矿山形成“高效率、低能耗、低污染、低排放”［3］的运行模型，以取得最佳的经济效益和社会效益，促进矿山企业的可持续发展．露天煤矿绿色开采体系如图1所示．2露天矿设备选型除了考虑矿床赋存条件、自然地理条件、矿山生产能力等条件之外，