我国煤矿绿色开采技术研究探究

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1、我国煤矿绿色开采技术研究探究［摘要］随着我国煤矿开采带来的资源短缺和环境污染等众多问题，矿山的绿色开采已经成为了煤矿未来发展的趋势。本文结合我国煤矿开采现存的问题，引出了煤矿绿色开采体系，同时详细介绍了几种绿色开采技术，对技术的概念、研究以及应用进行了阐述，对实现煤炭资源的可持续发展具有一定的指导意义。［关键词］绿色开采体系保水开采；煤与瓦斯共采煤炭地下气化［中图分类号］TD82［文献码］B［文章编号］1000-405X(2013)-12-67-21我国煤矿开采现存的问题随着经济的高速发展以及煤矿开采程度的不断加深，我国

2、大部分矿区出现了资源的枯竭和环境的严重破坏，这不但对地表、水体、大气造成了污染，而且还给人们的生产生活造成了极大的威胁。煤矿开采造成的主要问题有：(1)地表的沉陷。煤矿在开采过程中如果不注意保护煤柱的留设，那么随着煤炭的不断挖掘，上覆岩层移动变形会逐渐加大，地表将会沉陷，造成地面水体、建筑物等的破坏。(1)大气遭到破坏。作为与煤共生的产物，排到大气中的瓦斯将会造成严重的大气污染，另外，煤歼石在一定条件下会自燃，形成的S02和CO等有毒有害气体还会威胁人们的身体健康。(2)形成歼石山。煤矿在开采过程中歼石外运，将大量的煤歼

3、石堆积在地面，从而形成了砰石山，造成植被的破坏和土地的沙漠化。做为以煤炭为主要能源的国家，我国社会经济发展对煤炭资源的依赖性越来越强，但是我国煤矿传统'‘高消费、高排放、低效率”的特点在许多矿区依然存在,煤矿开采之所以会出现上面的种种问题，就是由开采技术不合理、管理体制不严格、环保意识不强烈，可持续发展意识薄弱等原因造成的。因此，在煤炭开采带来的这些诸多弊端的影响下，煤矿开采与经济发展、环境保护之间的矛盾亟待解决，随着90年代可持续发展理念的提出，实现煤炭的绿色开采体系是煤矿必须要走的道路。2煤炭绿色开采技术体系煤矿绿色

4、开采技术体系的本质就是和谐处理煤矿开采和环境保护之间的关系，一方面是要在尽可能保证环境不受污染的前提下利用合理的技术开采煤炭资源，取得经济的快速发展；另一方面还要综合利用煤炭开采过程中的其他资源，像瓦斯、水、煤歼石等。该体系创立的核心是开采技术的研发和完善，针对上述煤炭开采造成的种种环境问题，我国学者钱鸣高以岩层控制关键层理论、水与瓦斯在裂隙岩体中的渗流规律、岩体在开釆过程中的应力场分布等为理论依托，提出了相应的绿色开采技术[1],具体包括：(1)充填开采技术针对地表沉陷，留设煤柱是目前广用的手段，但留设煤柱不利于煤炭资

5、源的综合利用，因此，充填开采技术有极大的优势。(2)煤与瓦斯共采技术一一针对大气污染，减少瓦斯排放的途径就是利用瓦斯资源。(3)减少歼石排放技术针对歼石山造成的地表破坏，一方面是要减少井下的歼石外运，以煤巷代替岩巷，加强煤巷的支护技术，另一方面是对砰石山进行复垦绿化，或者改性加工成建筑材料或充填材料。(4)煤炭地下气化技术一一该技术通过减少巷道的开挖来减缓岩层移动造成的矿山压力显现，从而避免一切环境破坏的产生。3煤炭绿色开采技术的主要内容下面将对上述的几种煤炭绿色开采技术的概念、研究以及应用进行具体的说明。3.1充填开采

6、3.1.1技术概念充填开采主要是利用一些价值比较低的材料或者废弃物，像煤歼石、粉煤灰等，经过加工处理，然后注入采空区,对上覆岩层进行控制，最终控制地表的移动变形的技术，其能有效的保护地表环境，是煤矿绿色开采体系很重要的部分。3.1.2技术研究充填开采是控制岩层采动破坏、防止地表下沉塌陷的最佳途径。其主要有关键层离层充填和采空区充填两种。关键层离层充填依据的是''关键层”理论，其认为，在采动影响下，关键层的离层断裂会直接影响到地面，造成地表塌陷，因此，对关键层进行处理，会有效的控制地表的下沉，“关键层”理论表明关键层在断裂

7、之前，会先出现离层,随着离层距离的增大，关键层最终会发生破裂，所以，在关键层破裂之前，对其离层进行注浆，会防止其发生破裂，从而阻止了地表的沉陷。但是该方法的缺点是关键层的位置和最佳的注浆时机不好把握。采空区充填是目前普遍认为的“充填开采技术”，而且其对地表下沉的控制效果好，因此，加强对采空区充填技术的研究将是绿色开采技术的重点。采空区充填技术的主要内容是充填材料和设备的研制以及充填技术的改进。充填材料的研制主要围绕加工改造废弃物和减低充填成本展开。目前比较主流的材料有歼石充填、水砂充填、膏体材料充填和高水材料充填。充填材

8、料的成本，以及它的稳定性、强度和流动性将是判别充填材料能否应用的依据。充填设备的用途主要是能有效的把充填材料运送到采空区，有充填泵和充填液压支架等。开采系统和充填系统的配套协调也是充填采煤技术必须要解决的问题。3.1.3"充填开采”技术应用充填采煤技术在冀中能源集团邢台矿已经应用了很长时间，效果很好，该矿井将井下磨碎