采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用研究

孫長城

摘 要：隨著我國經(jīng)濟水平的迅速發(fā)展，我國環(huán)境保護工作提上日程，而在煤礦開采過程中，面臨著很多的環(huán)境問題，為了有效地解決這些環(huán)境問題，煤礦綠色開采應(yīng)運而生。只有充分地認識到綠色開采技術(shù)的重要意義，加快探索的步伐才有可能解決造成的一系列環(huán)境問題。該文首先介紹了采礦工程中的綠色開采技術(shù)，重點論述采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：煤礦 采礦工程 綠色開采技術(shù)

中圖分類號：TD43 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（c）-0056-02

綠色開采指的是在開采煤礦的時候，盡量減少破壞與污染的環(huán)境，堅持穩(wěn)定與健康發(fā)展之路，進而有效地統(tǒng)一環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益。為此，在開采煤礦的時候，應(yīng)當實現(xiàn)保護和開發(fā)的統(tǒng)一以及治理和預(yù)防的統(tǒng)一，從而實現(xiàn)治理與應(yīng)用的綜合性。下面，筆者對采礦工程的中綠色開采技術(shù)及其應(yīng)用問題進行了簡要的分析。

1 采礦工程中的綠色開采技術(shù)

對當今的采礦作業(yè)技術(shù)進行分析，其中存在比較多的煤礦綠色開采技術(shù)，如潔凈煤技術(shù)、三下采煤和減沉技術(shù)、保水開采技術(shù)等，這一系列開采技術(shù)的設(shè)計都滲透了綠色環(huán)保的思想，在煤礦開采實踐中，綠色開采技術(shù)的應(yīng)用不但降低了污染、提高了開采效率，而且實現(xiàn)了環(huán)境和采礦兩者之間的平衡性。

1.1 煤礦采空區(qū)充填技術(shù)

傳統(tǒng)的煤礦開采采空區(qū)充填技術(shù)是矸石帶狀充填、風(fēng)力充填、水力充填、矸石自溜充填、粉煤灰充填等，這一系列的采空區(qū)充填技術(shù)要么充填效率低、要么形成二次污染、要么費用投入太大等，而滲透綠色開采技術(shù)的采空區(qū)充填技術(shù)有了比較大的完善，普遍應(yīng)用現(xiàn)代化采空區(qū)充填技術(shù)的種類有：（1）交替膠結(jié)充填，在混合煤矸石、工業(yè)爐渣、河沙、粉煤灰之后，再加水變成牙膏樣的漿體，實時進行填充，以使穩(wěn)定的支撐體形成，從而對地表的沉降進行有效控制，針對高溫度區(qū)域，該技術(shù)還可以實現(xiàn)井下溫度和火災(zāi)危險的降低。（2）采空區(qū)冒落矸石空隙注漿膠結(jié)充填，其中重點對冒落帶的特點進行了應(yīng)用，在壓實煤矸石空隙之前進行注漿，這樣可以迅速地膠結(jié)冒落的矸石與填充材料，從而使兩者一起支撐的覆巖層形成，最終大大地提高充填區(qū)的力學(xué)穩(wěn)定性以及降低地表變形的可能性。

1.2 瓦斯與采礦共采技術(shù)

瓦斯與采礦共采技術(shù)可以有效地緩解瓦斯導(dǎo)致的空氣污染現(xiàn)象，并且也可以實現(xiàn)瓦斯應(yīng)用效率的提升。然而，因為國內(nèi)煤礦地質(zhì)的特點，煤層的變化程度高、滲透率低，在進行開采之前較難預(yù)抽瓦斯。對于縱觀開采過程而言，結(jié)合開采過程中移動的巖層能夠?qū)崿F(xiàn)滲漏率的增加，從而實現(xiàn)抽放瓦斯與運移瓦斯條件的優(yōu)化，最終建立瓦斯和采礦共采的技術(shù)體系。

1.3 采礦保水技術(shù)

保水技術(shù)的中心理念是對開采煤礦范圍分布的水資源進行有效的調(diào)查，科學(xué)地選擇開采的范圍。針對不涵蓋隔水層或者是含水層的范圍，應(yīng)當注意的是，在進行開采時不可以將開采垮落帶與水斷裂帶發(fā)育至含水層底部。針對涵蓋隔水層、含水層的范圍，應(yīng)當對煤層采動覆巖破壞特點與地下水位下降規(guī)律進行有效分析。在進行開采時設(shè)置防水煤巖柱，貫徹實施保水采煤的技術(shù)，像是煤層長壁工作面淺埋保水、底板加固保水、導(dǎo)水斷裂帶高度的減小等技術(shù)。

1.4 處理煤殲石技術(shù)

在煤層堆放煤矸石設(shè)計巷道是目前降低煤矸石排放的一種關(guān)鍵方式，因為煤矸石圍巖的構(gòu)造往往會出現(xiàn)比較大的變形情況，所以，務(wù)必持續(xù)優(yōu)化支護巷道的技術(shù)，借助可縮性支架和填充巷道的方式實現(xiàn)煤矸石應(yīng)用效率提升，從而控制煤矸石含量。

1.5 煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)大大地創(chuàng)新了傳統(tǒng)的采煤技術(shù)，是借助熱化學(xué)反應(yīng)在地下直接轉(zhuǎn)化煤炭為能夠燃燒的氣體，且在控制污染的基礎(chǔ)上降低對環(huán)境的危害性。煤炭地下氣化技術(shù)實現(xiàn)了煤礦開采機械化水平與開采環(huán)境的優(yōu)化，其屬于煤礦開采技術(shù)以后的一個重要發(fā)展趨勢。

2 采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用方法

采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用能夠降低對環(huán)境的破壞性，根據(jù)區(qū)域巖層分布、應(yīng)力場、地壓、瓦斯水體運移場等理論，煤礦企業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵在于采礦工程綠色開采技術(shù)的應(yīng)用。

2.1 應(yīng)用煤矸石填充支護技術(shù)的方法

煤矸石充填支柱技術(shù)的應(yīng)用能夠降低排放的煤矸石數(shù)量，其實現(xiàn)過程重點是借助奇數(shù)點順槽填充橋墩，且對橋墩間的空間進行注漿填充，進而有效的應(yīng)用煤矸石，其具體的使用技巧是通過機車向罐籠硐室當中傳送煤矸石，再在順槽填充輸送帶上傳送煤矸石，在澆筑混凝土的過程中將煤矸石加入，進而使煤矸石混凝土帶形成。應(yīng)當明確的是由于煤矸石充填技術(shù)還要求相應(yīng)的煤矸石篩選技術(shù)，且粉碎篩選出的煤矸石。其實際應(yīng)用成效是降低了排放的煤矸石數(shù)量，且實現(xiàn)了煤礦服務(wù)時間的延長，以及降低了煤礦出現(xiàn)安全事故的概率，另外，填充的大量煤矸石也使地面下沉的現(xiàn)象減少。

2.2 應(yīng)用無煤柱開采技術(shù)的方法

無煤柱開采技術(shù)的應(yīng)用原理是在上個開采范圍的輸送巷下面預(yù)留一條充填帶，進而在開采挖掘下一個階段材料巷的情況下可以順著設(shè)計好的充填帶，進而不需要對煤柱進行預(yù)留，最終使無煤柱開采實現(xiàn)。無煤柱開采技術(shù)的應(yīng)用主要在于建構(gòu)注漿填充系統(tǒng)，應(yīng)當將專用的車場與攪拌站設(shè)計在煤礦井下，且將注漿泵硐室設(shè)計在專門回風(fēng)巷的上面，從而使攪拌—泵送—填充的不間斷作業(yè)形成，其中，應(yīng)當根據(jù)充填帶凝固時間、礦壓、階段面與工作面輸送巷的長度來確定充填帶的規(guī)格。

2.3 應(yīng)用高效開采礦產(chǎn)資源的方法

不少煤礦煤層會產(chǎn)出比較多高價值的煤炭資源，因為受到開采效率與技術(shù)的影響，難以提高這一部分資源的應(yīng)用效率，其中顯著的問題就是開采煤礦過程中排放瓦斯的現(xiàn)象，排放瓦斯不但使很多的資源浪費，還會污染環(huán)境，而綠色高效開采技術(shù)會在開采煤礦中過程中有效地應(yīng)用瓦斯。近些年以來，國內(nèi)應(yīng)用瓦斯的技術(shù)不斷發(fā)展，經(jīng)常應(yīng)用的是低濃度瓦斯發(fā)電，基于該技術(shù)的進步，低濃度20%的瓦斯發(fā)電技術(shù)業(yè)已可以實現(xiàn)，甚至可以應(yīng)用更低濃度的瓦斯技術(shù)，再者是瓦斯提濃，把煤礦當中搜集的瓦斯進行提濃，從而使瓦斯的應(yīng)用效率提升，且借助管道應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)生產(chǎn)，除此之外，對于濃度較高的瓦斯還能夠應(yīng)用煤礦瓦斯液化技術(shù)。

2.4 應(yīng)用保水開采技術(shù)的方法

作為一種新型采礦工程綠色開采技術(shù)的保水技術(shù)的中心理念是在高效開發(fā)應(yīng)用煤礦資源的前提條件下，最大程度地保護地面的環(huán)境與地下水的環(huán)境。使用采礦保水技術(shù)重點是借助獨特的采煤技術(shù)與地面灌漿技術(shù)降低破壞水資源的程度。傳統(tǒng)的采煤技術(shù)中因為忽視了煤層會破壞水文，往往造成水位下降漏斗的形成，從而對分布的地下水產(chǎn)生影響作用，保水開采技術(shù)的應(yīng)用兼顧到了開采煤炭會破壞水文地理與巖層，因而能夠有效地保護環(huán)境與水資源。

3 結(jié)語

綜上所述，隨著生活水平的提高以及環(huán)境污染程度的不斷加劇，環(huán)境保護受到了社會大眾的廣泛關(guān)注，尤其是我國采礦工程的粗放式管理與可持續(xù)發(fā)展理念具有較大的矛盾，開采過程中可能出現(xiàn)土地資源的破壞、水資源以及大氣環(huán)境的污染等，綠色開采技術(shù)也應(yīng)運而生。

基于經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采礦工程中一定要以科學(xué)發(fā)展觀作為方向，應(yīng)用綠色開采技術(shù)，且持續(xù)地研發(fā)煤礦開采新工藝與新技術(shù)，從而積極地構(gòu)建資源節(jié)約社會與環(huán)境友好型的社會。

參考文獻

[1] 繆協(xié)興，錢鳴高.中國煤炭資源綠色開采研究現(xiàn)狀與展望[J].采礦與安全工程學(xué)報，2009（1）：109-110.

[2] 張國橋，李鋼.煤炭綠色開采技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國煤炭，2008（8）：123-124.

[3] 錢鳴高.資源與環(huán)境協(xié)調(diào)（綠色）開采[J].煤炭科技，2006（1）：145-146.

[4] 李治學(xué).淺談采礦工程中綠色開采技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用[J].中國科技信息，2013（20）：89-90.

[5] 武漢成.綠色開采在采礦工程中的重要應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013（1）：123-124.

[6] 汪華然.采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探討[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟，2014（2）：12.

[7] 張亮亮.采礦工程中存在的問題及對策探討[J].中外企業(yè)家，2015（3）：78-79.