关于“绿色开采”技术煤矿开采中的运用研究

杨山河

摘 要：随着经济的发展，我国的煤礦开采规模越来越大，相应地也带来了许多环境问题。如何治理煤矿的环境问题，这就需要找出一个合理的技术。而煤矿绿色开采技术的实施，将会很好地解决这些问题，并有着重大的社会效益和经济价值。

关键词：煤矿开采；绿色开采；保水采煤；瓦斯抽采；生态环境

2009年12月7～18日，世界各国领导人齐聚丹麦首都哥本哈根，协商如何共同遏制全球变暖，如何保护我们赖以生存的空气、水、土地和食物。然而会议没有达成全球亟需的气候保护协议，以不具法律约束力的《哥本哈根协议》草草收场，加剧了人们对全球气候恶化的担忧。如何应对全球气候变化，是每一个国家、每一个行业都有责任、有义务深入研究和思考的问题。中国作为世界上主要的发展中国家，近些年在温室气体减排方面做了很多卓有成效的工作，全国各行业积极倡导和实施可持续发展、和谐发展观及循环经济等技术理念。正是在这个过程中，2003年钱鸣高院士提出了“绿色开采”的理念，为煤炭行业的发展指明了方向。

一、“绿色开采”的内在涵义

工业的发展，导致自然生态失衡的状况屡次发生。基于自然生态的保护以及人类的自然资源循环再利用等等相关方面的考虑，“绿色开采”作为循环经济中的一项重要原则被提出来。

二、“绿色开采”的界定

绿色开采要求煤炭开采中要确保与环境发展的和谐性。基于煤炭开采的过程中对自然环境必然会造成不良影响，就需要将“绿色开采”作为一个开放而复杂的系统，其中的重要构成元素，除了基础理论是有必要掌握的，同时还要考虑到煤炭开采的技术工艺、煤炭绿色开采系统的优化以及有关政策法规等等。虽然这些元素分属于不同的研究领域，但是处于“绿色开采”系统当中，就要从整体性的角度，运用联系的观点思考该系统中的不同元素的影响以及相互之间的关系，以降低煤炭开采对环境的不良影响，不仅提高了煤炭企业的经济效益，而且还创造社会效益。

三、“绿色开采”技术在煤矿开采过程中的具体运用

（一）保水开采技术。保水开采是指在煤炭开采的过程中采用一定的采煤工艺方法和地面注浆技术，确保地表和地下水资源不受煤炭开采作业的破坏。在煤层开采后，因上覆岩层中的关键层逐步断裂，所以在这个区域内的地下水会随之受到影响，形成下降漏斗。如山西大同矿区，在煤层开采后，厚坚硬岩层的顶板裂缝从采空区贯穿于地表，含水层中的水随着顶板层裂缝而漏失，从而导致地下水干枯。要想恢复地下水位，就必须在工作面推进后，重新压实上覆岩层中的软弱岩石，促使裂缝闭合，形成隔水带。

（二）减沉开采。减沉开采技术主要包括两个方面，即条带开采技术、充填开采技术。条带开采在实际作业中存在采出率低，煤炭资源浪费严重的问题，并且全部充填开采存在充填成本高、充填材料来源限制多、充填材料量大、充填工艺难以与高效的煤炭开采技术相协调等问题。为了提高减沉开采技术的有效性，降低开采成本，相关学者在研究“关键层理论”的基础上，提出了部分充填的方法，即条带充填，以解决采区沉陷问题，这一方法得到了推广应用。

（三）煤与瓦斯共采技术。瓦斯虽然是一种有害的气体，但其也是一种洁净型能源。以往在煤矿开采的过程中，基本都是对瓦斯进行抽放处理，然后再进行采掘，这在一定程度上造成了大量资源的浪费。为了使资源得以优化，应当采取煤与瓦斯共采的技术。通过该技术的应用不仅能够减少井下巷道内的瓦斯含量，有效地防止了瓦斯突出造成的安全事故，进一步确保了安全生产，而且还使瓦斯得到了充分利用，显著提高了企业的经济效益。

（四）煤矸石再利用技术。煤矿开采过程中产生的煤矸石主要有两大类：一类是井下巷道掘进过程产生的矸石，对于此类煤矸石可以直接将其充填到井下采空区，或是用其置换采煤柱，这样既省去了煤矸石升井的步骤，又使其获得了有效利用；另一类是在洗煤过程中产生的，如煤泥、黑矸石等等，这些矸石可以用于火电厂发电和供热，也可用其制造混凝土、砌砖等建筑材料，极具利用价值。

（五）煤巷支护技术。煤巷支护技术能够保证煤矿设备充分发挥产能效用。随着我国煤矿开采技术的发展，动压巷道支护技术以其大采深、成巷速度快、高应力和软弱破碎围岩等优点，成为了煤矿绿色开采技术的研究重点。该技术采用巷充法作为部分矸石井下处理工艺，以沿空留巷、开掘矸石填充巷的方式，确保煤炭在无煤柱的状态实施开采，大大提升了矿井回采率。

四、关于“绿色开采”技术运用的两点建议

（一）发挥企业优势，实现集中整合。煤炭是一种不可再生资源，非法小煤窑用较低的技术手段乱挖乱采，势必造成环境污染。而大型煤炭企业由于设备配置较齐全，技术水平高，自身能耗低，污染物处理和回收利用率高，能够做到减少环境污染，因此，应把小型煤炭企业向优势煤炭开采企业集中整合。同时，根据地方开采特点，促进煤炭的精深加工。

（二）开展生态工程，恢复土地生机。在煤炭开采过程中会产生土地塌陷、煤矸石及粉煤灰等废弃物，要严格遵守“谁开发、谁利用、谁受益、谁治理”的原则，采取有力措施，保证国土资源总量平衡和生态安全。在生态工程工作中，可以利用塌陷土地进行矸石、粉煤灰充填复垦造地，或发展养殖业和种植业，逐步发展生态产业，使被破坏的土地逐步恢复生机。鼓励企业利用煤矸石、粉煤灰生产水泥及建材，煤矸石还可用来发电，工业用水可以选取矿井废水，煤层气可以用以发电或作为燃气能源，这些措施是减少环境污染的有效途径。

五、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] 徐永圻等.煤矿开采学[M].中国矿业大学出版社，1999.

[2] 钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报，2009（03）.