浅析我国煤矿的绿色开采技术
新时代煤矿绿色开采技术研究
新时代煤矿绿色开采技术研究资源短缺、环境污染已牵制我国经济发展，绿色开采成可持续发展的唯一出路。
同时，矿山安全形势虽有改善，但重特大安全事故屡有发生。
采用安全高效绿色开采技术也成为必然。
基于此，本文通过对煤矿绿色开采技术进行研究，新时代煤矿绿色发展建言献策。
标签：煤矿;绿色开采;环境保护“绿色矿山”是遵照国家政策法规办矿，从集约利用矿产资源和环境保护出发，以规范管理、技术创新、节能减排、土地复垦等为手段，以实现经济效益、环境效益、社会效益、资源效益相互协调统一为目的，将可持续发展理念贯穿于矿山建设、生产的全过程。
一、绿色开采的理念与内涵绿色开采将环境影响和破坏降到最低，实现绿色矿业，建立绿色开采技术体系。
绿色开采技术的内涵和特点：（1）广义定义矿产资源、地下水、土地、尾矿等;（2）减捂巧采对环境的破坏目前，资源短缺、环境污染已牵制我国经济发展，绿色开采成可持续发展的唯一出路。
同时，矿山安全形势虽有改善，但重特大安全事故屡有发生。
采用安全高效绿色开采技术也成为必然。
缘色开采联系清洁生产，涉及开采与持续发展、开采与环境协调。
钱鸣高院士首先提出了绿色开采技术体系和关键层理论，岩层控制的关键层理论为绿色开采研究提供了一个理论平台。
他之后的专家继往开來，完善煤炭资源绿色开采技术体系，见图1煤炭资源绿色开采技术体系。
煤炭作为最基础的能源，为大众生活提供了便捷，但是其带来的大气污染、水污染、噪音污染等问题也不能忽视。
通过推行煤炭绿色开采技术，可以从源头上减少废弃物的排放，减少了对环境的破坏，还能一定程度上提高煤炭开采量和开采效率。
另外，煤炭绿色开采技术还能对瓦斯等有毒废气进行回收处理，消除废气中存在的有害物质，使得一些废弃物可以得到二次利用，减少了资源的浪费。
煤矿绿色开采技术可以降低开采的难度，提高工作效率，有利于煤矿企业的长远发展和经济利益的提升。
二、煤矿绿色开采的相关技术2.1保水开采技术保水开采是指在煤炭开采过程中保护周边水域不受污染的绿色开采技術。
探究煤矿绿色开采技术研究与应用
探究煤矿绿色开采技术研究与应用煤矿绿色开采技术是指以减少对环境的损害为目标，通过优化矿山设计、采矿方法和装备设施，降低煤矿开采过程中对自然资源的消耗和对环境的污染，实现煤矿的可持续发展。
随着环境保护和可持续发展理念的普及，煤矿绿色开采技术逐渐受到煤矿企业和政府的关注和重视。
煤矿绿色开采技术的研究内容主要包括以下几个方面：1. 矿山设计优化：通过对矿山地质、地质构造、矿石品位等进行全面分析和评估，合理确定开采方案和方法，减少开采过程中的资源浪费和环境破坏。
2. 采矿方法改进：传统的煤矿采矿方法存在废石带大、煤矸石回采困难等问题，绿色采矿技术要通过引入新的采矿方法，如无炸药爆破、高效回采等，提高煤矿的采收率，减少资源的浪费。
3. 煤矸石综合利用：煤矸石是煤矿开采过程中产生的废料，绿色开采技术要通过研发煤矸石综合利用技术，将煤矸石转化为资源，如再生建材、燃料等，减少煤矸石对环境的污染。
4. 环境监测与控制：煤矿绿色开采技术要通过引入先进的环境监测技术和控制手段，对煤矿开采过程中的空气、水质、土壤等进行实时监测和控制，防止环境污染和生态破坏。
5. 智能化装备和管理：绿色开采技术要通过引入智能化装备和管理系统，实现煤矿开采过程的自动化和信息化，提高生产效率和资源利用率，减少对环境的破坏。
1. 节约能源和资源：通过优化矿山设计和采矿方法，减少不必要的资源浪费，推动煤矿行业向高效、低耗的方向发展，提高煤矿采收率和资源利用率。
2. 减少环境污染：通过控制煤矿开采过程中的废气、废水和废渣的排放，减少污染物的产生和排放，保护周边环境和生态系统的健康。
4. 增加企业竞争力：绿色开采技术符合社会对环境保护和可持续发展的需求，有利于提升企业形象和品牌价值，增强企业的竞争力。
煤矿绿色开采技术研究与应用
煤矿绿色开采技术研究与应用1. 引言1.1 煤矿绿色开采技术研究与应用的背景煤矿作为传统能源的重要来源，在我国能源结构中仍占据着重要地位。
传统的煤矿开采方式存在着一系列环境污染、资源浪费和安全隐患等问题，给环境和社会带来了严重的影响。
为了推动煤矿行业向绿色、可持续方向发展，煤矿绿色开采技术研究与应用逐渐受到了广泛关注。
随着全球气候变化和环境保护意识的提高，我国煤炭行业也面临着转型升级的压力。
煤矿绿色开采技术以减少煤矿开采对环境的影响、提高资源利用效率、保障矿工安全等为目标，成为了煤矿行业转型的重要方向。
绿色开采技术不仅能够减少温室气体排放，降低污染物排放，还可以有效减少对水资源、土地资源的消耗，实现可持续发展。
煤矿绿色开采技术研究与应用的背景在于推动煤矿行业转型升级，实现经济效益、社会效益和环境效益的协同发展。
通过引入先进的绿色技术和管理理念，煤矿行业可以实现可持续发展，为我国能源安全和环境保护做出积极贡献。
1.2 煤矿绿色开采技术研究与应用的意义煤矿是我国能源产业中的重要组成部分，但传统的煤矿开采方式往往伴随着环境污染、资源浪费等问题。
为了实现煤矿开采的可持续发展，煤矿绿色开采技术的研究与应用显得至关重要。
煤矿绿色开采技术可以有效减少煤矿开采过程中对环境的影响。
通过减少废弃物的排放、降低大气和水污染的风险，煤矿绿色开采技术可以保护周边生态环境，减少对自然资源的破坏。
煤矿绿色开采技术有助于提高资源利用效率。
采用先进的技术手段和装备，可以减少煤矿资源的损失，提高煤场的采煤率和回收率，从而延长矿井的寿命，实现能源资源的可持续利用。
煤矿绿色开采技术的研究与应用对于推动煤炭行业转型升级，实现绿色发展具有重要意义。
通过引入先进的绿色开采技术，可以提升煤炭企业的竞争力，促进行业的健康发展，推动经济社会的可持续发展。
煤矿绿色开采技术的研究与应用意义重大，具有重要的发展前景和市场潜力。
2. 正文2.1 煤矿绿色开采技术研究与应用的现状煤矿绿色开采技术是为了在煤矿开采过程中尽可能减少环境污染、保护生态环境而进行的技术研究和应用。
煤矿绿色开采技术
煤矿绿色开采技术第一篇：煤矿绿色开采技术煤矿绿色开采技术摘要:提出了煤矿绿色开采的概念，阐述了它的内涵和技术体系.绿色开采的理论基础为:开采后岩层中的关键层运动形成的节理裂隙与离层规律以及瓦斯与地下水在破断岩层中的渗流规律.绿色开采技术的主要内容包括:保水开采、建筑物下采煤与离层注浆减沉、条带与充填开采、煤与瓦斯共采、煤巷支护与部分歼石的井下处理、煤炭地下气化等.关键词:绿色开采;关键层理论;岩层移动;绿色开采技术体系中图分类号:TD 82文献标识码:A 1煤矿绿色开采的提出党的十六大报告明确提出“……走出一条科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子.”因此，我们必须充分考虑我国资源相对短缺，环境比较脆弱的基本特点，建立起适合我国国情的资源节约、环境友好的新型工业化发展道路.近期提出的循环经济(recycling economy)是指遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重构经济系统[1]，将经济活动高效有序地组织成一个“资源利用－绿色工业－资源再生”的封闭型物质能量循环的反馈式流程，保持经济生产的低消耗、高质量、低废弃，从而将经济活动对自然环境的影响破坏减少到最低程度.它不同于传统经济的“高开采、低利用、高排放”，而是达到“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标.显然，此处的“绿色工业”是广义的概念，应由各个工业部门去实现.对矿业来说就是要实现“绿色矿业”.“绿色矿业”的核心内容之一就是要实现“绿色开采”矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致的，而进行开发建设后，强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问题，如造成农田以及建筑物破坏，村庄迁徙，矸石堆积，使河川径流量减少，以及地下水供水水源干枯，在地面导致的土地沙漠化，由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等.我国目前的煤矿生产是在以下两种情况下进行的:一是生产成本不完全.如投入不足;技术装备落后;安全设施欠帐;工人工资太低.二是相关费用支付不全.如矿产资源费以及植被恢复，地面塌陷与水损失;污染治理等.提出并形成绿色开采技术是为了使我们正视开采对环境造成的影响和破坏，并有清醒的认识与足够的估量，以便提出必要的对策和对政府提出必要的政策建议.煤炭开采形成的环境问题主要为: 1)对土地资源的破坏和占用煤炭开采对土地资源的破坏损害，井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主.2)对水资源的破坏和污染煤炭开采过程中，进行的人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干，破坏了地下水资源.同时开采还可能污染地下水资源.3)对大气环境的污染主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿研石山的自燃.以山西省为例，1949-1998年共生产原煤56亿多吨，地面塌陷破坏面积达100多万亩，其中40%是耕地.研石山占地3万多亩，至1998年煤炭地下采空面积达1 300 km²(全省面积的1写).采煤破坏地下水4.2亿m³/a，地表水逸流减少，导致井水水位下降或断流共计3 218个，影响水利工程433处、水库40座、输水管道793.89 km;造成1678个村庄，81.2715万人，10.824 1万头牲畜饮水困难.使本来缺水的山西环境受到进一步破坏.平均每采万吨原煤造成塌陷土地0.2 hm²，每年新增塌陷地约2万hm².矿井瓦斯即煤层气，它是比CO2还严重的温室气体，也是导致煤矿重大安全事故的根源.据初步估计，我国2 000 m浅范围内具有30-35万亿m³煤层气资源，居世界前列.但由于我国煤层透气性小，难以在开采前抽出.建国以来，我国煤矿发生煤与瓦斯突出事故1500余次，仅2001年由于瓦斯事故的死亡人数达2 356人，为煤矿总死亡人数的40％.煤矿每年排放瓦斯70-190亿m³.同时瓦斯又是最好的清洁能源，因此必须加以利用，变害为宝.由此可见，提出并尽快形成煤矿的“绿色开采技术”已迫在眉睫.2绿色开采的内涵与技术体系从广义资源的角度论，在矿区范围内的煤炭、地下水、煤层气(瓦斯)、土地以至于煤矸石以及在煤层附近的其他矿床，都应该是经营这个矿区的开发对象而加以利用.而原来对矿井瓦斯的定义是:“矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体”.而在矿井水文地质类型划分中认为:“根据矿井水文地质条件、涌水量、水害情况和防治水难易程度，划为……类型”.显然，上述概念将原本为矿区资源的瓦斯和水单纯作为有害物来对待是不合适的.煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术，在基本概念上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;基本出发点是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;目标是取得最佳的经济效益和社会效益.根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，绿色开采技术主要包括以下内容:1)水资源保护－形成“保水开采”技术;2)土地与建筑物保护－形成离层注浆、充填与条带开采技术;3)瓦斯抽放－形成“煤与瓦斯共采”技术;4)煤层巷道支护技术与减少歼石排放技术;5)地下气化技术.这些内容构成的绿色开采技术体系简要表达如图1所示。
浅谈煤矿及煤矿绿色开采技术
浅谈煤矿及煤矿绿色开采技术摘要：本文首先阐述了我国煤矿产业发展及绿色开采技术运用现状，其次分析了当前绿色开采技术运用中存在的问题，并针对这些问题，从技术运用和技术管理两方面提出了改革建议，旨在提升煤矿绿色开采技术的运用实效，减轻煤矿开采对自然环境的破坏。
关键词：煤矿；绿色开采；技术运用引言：煤矿绿色开采技术就是合理并且科学的将原本的开采方案以绿色、环保、节能为主要理念进行优化，将其合理并且科学的应用到煤矿开采中，既能够有效的对我们生活的环境以及煤矿开采的工作环境进行保护，也能够在降低煤矿资源消耗量的同时提高开采技术的利用率。
但就目前来看，部分煤矿企业仍然使用传统的煤矿开采技术开展开采工作，对人们的生活环境造成了很大的影响。
1煤矿绿色开采技术的意义首先，煤矿在开采的过程中会产生废土和矸石，通过绿色开采技术的应用，能够有效的将开采过程中产生的废土进行回收利用，进而降低煤矿开采对土地资源的破坏。
其次，绿色开采技术在煤矿开采工作中的有效应用，能够通过对地表水资源的保护，降低水资源的污染程度，减少开采工作对地下水资源的冲击力度，进一步促进了煤矿开采区域地下水资源循环利用，最终使地下水资源流动的稳定性得到保障。
除此以外，绿色开采技术在煤矿开采工作中的合理利用，能够使煤矿开采区域混合气体进行有效分离，再通过开采技术的使用将不同渠道分离出的气体进行回收及分类，并根据气体特点进行合理排放，以降低煤矿开采对空气的污染程度。
这样便可以减少煤矿开采区域及周围酸雨现象的发生，从而使煤矿开采区域及周围的生态环境得到保护。
最后，绿色开采技术的应用能够从源头上杜绝有害气体的排放，从根本上解决瓦斯隐患，进而避免出现因瓦斯排放过量造成的大气污染现象。
2露天采煤对生态环境的影响2.1露天采煤对土地资源的影响露天煤矿在实际运作中可能对土地资源造成的影响是挖损、剥离、占压等，这些操作可能导致土地资源的生态环境原貌遭到破坏，同时位于地表上的植被也会遭到侵占，土壤中的有机质会逐渐减少，进而沙化。
浅析采矿工程中的绿色开采技术
浅析采矿工程中的绿色开采技术摘要：煤炭行业的实际开采工作受到环境方面的挑战，需要结合当前可持续发展战略和低碳环保理念，在采矿工程中合理利用绿色开采技术。
大规模的采矿作业也带来了需要人们严肃对待的环境污染问题。
为了应对以上问题并做到可持续发展，需要对煤矿开采做出一定的调整，即通过应用绿色开采技术，在做到安全高效生产的同时实现煤矿的可持续开发，减少环境污染。
故此，分析了煤矿开采技术智能绿色化建设的重要性，提出了煤矿开采技术将智能绿色开采方向转型的实践策略。
关键词：采矿工程；绿色开采技术；应用中图分类号：G623 文献标识码：A引言随着我国能源绿色低碳转型加快推进，能源消费结构正在逐步变化，但煤炭仍是我国重要的基础能源，对于保证我国能源安全有着重要的作用。
但是传统的煤炭开采技术会对土壤环境、地质环境、水资源、空气环境等造成严重的破坏，这也是导致我国生态污染问题加重的主要因素之一。
所以，在节能环保的新形势下，要对煤矿绿色开采技术进行深入分析。
1 绿色开采技术概念煤矿绿色开采技术是指在开采煤炭的过程中为遵循可持续发展原则和生态规律，尽量避免造成环境污染和生态破坏而使用的具有环保性、高效安全性、可持续性，且能将生态、资源和经济效益三者结合起来的一种煤矿开采技术。
相较于传统煤矿开采技术，煤矿绿色开采技术具有以下几个更深层次的内涵和特点：a)煤矿绿色开采技术要求从广义角度重新审视煤、瓦斯、地下水、矸石及废土、废石、废渣等一切资源，通过制定合理的方案对这些资源进行再利用，以实现资源的最大化利用，同时减少资源浪费和环境污染。
b)煤矿绿色开采技术要求从源头减少乃至消除采煤对环境造成的破坏。
具体来说，就是在开采过程中确保开采范围内水流动与循环不受影响，且科学合理地回收并处理瓦斯等有毒气体和酸性废气，从源头减少安全隐患。
c)煤矿绿色开采技术要求在开采前分析了解岩层破断运动规律，控制岩层运动，以避免岩层变形、地表沉陷、土地破坏等一系列煤矿开采后可能引起的岩层“变形—破断—移动”问题的发生。
浅谈新时代煤炭绿色开采技术
浅谈新时代煤炭绿色开采技术摘要：煤炭资源作为我国最重要的基础能源，对国民经济的进步和发展具有重要意义。
然而，传统的煤矿开采技术会造成严重的环境污染问题。
在新形势下，节能环保成为时代要求，绿色矿山技术应运而生。
煤矿绿色开采技术是在现有煤矿开采技术的基础上提出的一种新型开采技术。
它将绿色、节能、环保的理念与煤矿开采相结合，减少了煤矿开采中的环境污染问题，提高了自然资源保护水平，不断提高煤矿企业的生态效益和经济效益，使煤矿工作朝着节能高效的方向发展。
基于此，本文后续就新时代煤炭绿色开采技术展开详细探究，希望为我国相关领域实现高质量发展提供更多参考。
关键词：新时代；煤炭开采；绿色开采技术中图分类号：TD82文献标识码：A引言煤炭是我国的主要能源和重要工业原料，将在相当长一段时间内继续主导一次能源消费。
在未来很长一段时间内，煤炭仍然是最安全、最有保障、最稳定的能源。
煤炭绿色低碳发展事关国家能源安全，对推动碳达峰、实现碳中和目标至关重要。
绿色矿山是绿色矿山建设的核心内容之一。
煤矿绿色开采是利用“低开采、高利用、低排放”的开采技术，营造绿色矿区生态环境，对促进煤炭资源开发和环境友好发展具有重要作用。
以绿色采煤为核心，在减少环境破坏的前提下，提出绿色采煤的地质保障理论，以煤炭安全高效开采为目标，建立采前能查明，采中能减损，采后能利用的煤炭绿色开采地质保障技术体系。
1煤炭绿色开采技术的应用价值1.1 提高煤炭开采综合效益随着采矿技术的日益现代化，传统的人工采矿和爆破采矿方法逐渐被采煤机等机械采矿所取代，这也在一定程度上促进了煤炭开采效率和开采技术水平的提高。
然而，由于开采过程中的系统性困难，不能仅仅以煤炭开采效率的提高来判断开采技术的真正进步。
因此，在新时代背景下，不仅要实现煤炭开采产量的集约化，还要提高矿山的经济效益。
不仅要确保人员的生产安全，而且要减少煤矿开采过程中对自然环境的破坏。
因此，为了满足上述各方面的要求，要进一步研究和创造更适合开发环境、更科学、更有效、更安全、更具成本效益的采矿技术设备和相关技术手段。
浅析我国煤矿的绿色开采技术
科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION76工业技术1 煤炭绿色开采的基本概念及其内涵煤炭绿色开采，其主要的途径就是在煤矿开采的过程中，采用各种先进的科学方法尽最大可能或者防止煤矿开采对生态环境以及其它的资源造成不良的影响，最终的目标则是获得最大的环境效益、经济效益和社会效益。
煤炭绿色开采的内涵即是尽量减轻煤炭开采过程中对环境的破坏程度，形成一种让资源开采与环境协调发展的开采技术。
其主要体现在：对开采煤矿的技术进行改革，以减少对地表的扰动和水土的破坏；降低废弃物的排放量；重新利用矿山上的废弃物，实现循环经济。
在此过程中，是将岩层控制理论作为基础，在本质上改革煤矿开采的技术。
2 我国煤炭绿色开采技术2.1 保水开采保水开采指的是运用合理的地面注浆和采煤工艺技术等措施，在开采煤炭的过程中尽量避免破坏到地下水资源和地表层，进而能够保护和充分地利用矿井水资源。
在开采煤矿之后，将会引起上腹岩层中的关键部位发生断裂，就造成了此区域内的地下水形成下降漏斗。
比山西大同煤矿开采区，大多数的顶板均是后坚硬岩层，当开采完煤矿之后，地板的从井下采空区一直到地表都将有地板裂缝形成，这就会使顶板上部的含水层中的水资源透过这些裂缝流失，导致了地下水资源枯竭。
能否重新恢复地下水位，主要依赖于推进工作面后上覆岩层中是否有软弱岩层经重新压实，造成裂缝闭合进而出现多条隔水带。
保水开采技术在我国西北干旱缺水矿区应用较广泛，均把保水开采技术当做煤矿绿色开采技术的核心。
目前，相关技术研究人员正在研究如何维持隔水层的稳定性，即是对岩层运动的有效控制，实现隔水层“O”形集中裂缝带的“裂隙弥散”，这就有效地阻止了裂缝带的形成。
2.2 减沉开采减沉开采技术主要涉及到充填开采与条带开采。
而目前，条带开采技术的缺点十分明显，它的采出率比较低，这就导致了很多煤炭资源不必要的浪费；充填开采技术的缺点也比较明显，它的充填成本相比于煤炭的价格有些高、所需充填量极大、填充材料来源不足、充填方法也不能保证煤矿开采的高效性。
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浅析我国煤矿的绿色开采技术马建新浅析我国煤矿的绿色开采技术摘要：绿色开采是煤炭开采的发展方向,对提高煤炭采出率、保护生态环境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。
本文分析了绿色开采技术,总结了我国煤矿绿色开采方法的发展现状,对科学采矿具有一定的指导意义。
关键词:绿色开采;保水开采;煤与瓦斯共采;充填开采;煤炭地下气化煤炭开采造成岩层移动破坏,引起岩层中水与瓦斯的流动,导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动,进而造成地表沉陷,导致农田、建筑设施的损坏;煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石,既占用良田,又造成环境污染;随着我国矿井开采深度的不断增加,矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加,强度增大,危及矿井的安全生产。
上述问题若得不到有效解决,在未来几十年内,随着能源总需求和煤炭产量的不断增长,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,人类的生存和社会发展环境将受到严重威胁。
根据我国的能源资源状况,煤炭作为我国最重要的一次性能源,在未来20年内,其在能源构成中的主体地位将不会改变。
2020年我国煤炭消费量将达到40亿t。
届时,煤炭产量很可能无法满足工业需求。
不能再单纯地通过提高煤炭的产量缓解煤炭供应的压力,而应该综合考虑发展煤炭循环经济,减少煤炭开采对环境的破坏,而且也应该把“发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采”作为理念,大力发展绿色的采煤技术。
1、煤炭绿色开采体系煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,在基本概念上是要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。
基本出发点是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。
目标是取得最佳的经济效益和社会效益。
根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,绿色开采主要包括以下内容:水资源保护—“保水开采”;瓦斯抽放—“煤与瓦斯共采”;土地与建筑物保护—“充填开采”;排放矸石占用土地污染环境—“煤炭地下气化”等。
2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系,随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标,为我国绿色开采技术的研究指明了方向。
钱院士提出的绿色开采技术体系, 绿色开采理论依据:(1)关键层理论。
(2)开采对岩层移动的影响及移动规律。
(3)水在裂岩体中的渗流规律。
(4)开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。
2、保水开采保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵,缺水矿区要以水资源保护和利用为主;大水矿区,要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。
因此,保水开采包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容。
煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流,大量排出地下水;采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通,形成大规模地下水降落漏斗,造成区域含水层水位下降,直接影响到区域水文地质条件。
采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体(河流、湖泊、井泉等)的原来形态,造成部分沟泉水量减少甚至干涸;影响当地居民正常的生产生活,进而影响区域植被生长,甚至土地沙漠化。
我国大部分矿区处在干旱半干旱地区,而每年采煤破坏地下水22亿m3,可见保水开采具有重要的意义。
3、煤与瓦斯共采瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。
因此,应该使其资源化,其技术途径有:(1)采前抽采:若能在开采前将煤层内瓦斯抽出,则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。
但由于我国大部分煤体透气性低,在本层内抽采瓦斯有难度。
(2)煤与瓦斯共采:开采后围岩压力降低,大量瓦斯在采空区释放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤与瓦斯共采体系。
(3)废弃矿井抽采瓦斯。
鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯,因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔,将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后,抽出瓦斯。
(4)回风井回收瓦斯。
(5)煤与瓦斯共采的技术主要有:留巷钻孔法、卸压法等。
4、充填开采我国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题,充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。
充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。
该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况,有效减少地表下沉和变形,提高煤矿采出率,保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。
按照充填材料的不同,充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。
4.1矸石充填利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。
(1)抛矸机抛矸充填。
将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场,经翻车机卸载后,矸石经破碎机破碎,而后进入矸石仓。
通过矸石仓下口,胶带或刮板输送机将破碎后的矸石运入上下山,而后由胶带或刮板输送机转载进入采煤工作面回风平巷,再由工作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部,由抛矸胶带输送机向采空区抛矸充填。
(2)刮板输送机卸矸充填。
充填装备由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输送机组成。
在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件,采用可调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽,悬挂是为了增加充填垂直高度。
输送机中部溜槽按顺序连接,并与机头和机尾组成整部刮板输送机。
每2节中部溜槽设置1个溜矸孔,溜矸孔开在溜槽的中板上。
由电机车牵引矸石矿车至采区矸石车场,通过翻车机卸载,矸石经转载机、破碎机进入矸石仓。
破碎后的矸石经上下山输送机、平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机,在采空区卸载。
(3)风力抛矸充填。
风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的1/2~1/3。
并且要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。
矸石经充填机、充填管路充填采空区。
一般采煤机割两刀煤充填一次,充填步距1.2~1.6 m,每次充填长度6~9 m,工作面每向前推进50~100 m,充填机前移一次。
机械矸石充填对充填材料要求不严格,使用设备也较少,在我国山东矿区发展较快,有推广趋势。
4.2、水砂充填水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。
我国早在20世纪初就开始应用水砂充填采煤法,目前水砂充填技术已经十分成熟。
在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。
在贮砂室,砂与水混合成砂浆,经充填管路送至工作面采空区,并在采空区脱水,砂子形成充填体,废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池,经沉淀后,澄清的水流入水仓,用水泵经排水管将水排至地面贮水池,以供循环利用。
水砂充填采煤法充填致密,可减少煤尘危害,能有效地控制地表下沉和变形,但井上下充填系统复杂,设备及设施投资大,充填材料昂贵,提高了吨煤成本。
4.3、膏体充填膏体充填技术是1979年在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的,由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点,这项技术试验成功以后在金属矿山得到较快的发展,在包括中国在内的许多国家得到应用。
为解放村庄压煤,提高开采上限,提高煤炭资源采出率,延长矿井服务年限,太平煤矿与中国矿业大学合作开展了固体废物膏体充填不迁村采煤技术的研究。
太平煤矿膏体充填系统是我国煤矿第一个膏体充填示范工程,2006年5月工业性试采取得成功。
膏体充填采煤技术主要由三部分组成,即充填材料、充填设备与工艺、采动岩层充填控制理论。
膏体是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等组成,由地面设备加工而成的类似牙膏的流体,具有十分良好的流动性和可泵性。
充填时,膏体通过巷道中的管路,由充填泵提供动力,输送到液压支架后的采空区。
膏体充填技术的核心是膏体充填材料,膏体充填材料的强度对膏体充填的效果起决定作用。
膏体充填后,地表下沉减小。
膏体充填开采是绿色开采技术的重要组成部分,是解决煤矿开采环境问题的理想途径,是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。
5、煤炭地下气化煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体。
可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。
煤炭地下气化是一种整体绿色开采技术。
它开始于英国1912年,由于热值低、成本高而未得到发展。
我国于1958 -1960年曾在16个矿区进行试验,于1962年停止,1984年又开始了新的试验,1994年达到连续产气295 d,产气量为200 m3/h,热值13. 81~17. 57 MJ /m3,采用的是有井式、长通道、大断面的煤炭地下气化方法。
2005年中国矿业大学与重庆中梁山矿业集团合作实现了连续稳定生产优质水煤气和混合煤气。
但是,地下煤炭气化燃烧产生的苯和酚是致癌物质,有可能毒化水资源;燃烧形成的大量二氧化碳对空气也是严重的污染。
目前我国的地下气化技术仍处于工业试验阶段,有很多问题需要去研究和探索。
6、结语资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路。
要实现绿色开采,需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。
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。
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,相信随着绿色开采的不断发展和完善,煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用,为人类与自然的协调发展做出贡献。
参考文献:[1]刘开明.优化配煤生产优质焦炭.燃料与化工[2]缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望.采矿与安全工程学报,[3]黄庆享.煤炭资源绿色开采.陕西煤炭.[4]徐睿,谢亚涛,周坤鹏.煤炭绿色保水开采.矿业快报。