煤炭开采中的技术改进策略探析

田江华 赵志远

（1.同煤浙能麻家梁煤业有限责任公司，山西 朔州 036000；2.淮南矿业〈集团〉有限责任公司 顾桥煤矿，安徽 淮南 232001）

目前，我国的煤炭消费总量不断增长，在一次能源的生产和消费结构中，煤炭的比重长期保持在70%以上的高水平。近年来，煤炭的市场需求持续增长，煤炭工业为经济社会的发展提供了坚实的物质基础和能源支撑。但是，在煤炭产出量不断增长的同时，受不合理采掘等因素的影响，很多产煤地区出现了瓦斯、粉尘和煤矸石大量排放、地表塌陷、环境污染和生态平衡遭到破坏等问题。这些负面作用不仅在很大程度上抵消了经济发展带给我们的实惠和便利，而且也不利于煤炭工业的可持续发展。因此，需采取措施不断改进和解决煤炭开采中的技术问题，为促进煤炭工业及国民经济健康发展贡献力量。

1 控制井下瓦斯及粉尘的排放量

瓦斯是一种无色无味的气体，在井下作业时瓦斯达到一定浓度不仅可导致矿工因缺氧而窒息，遇明火时还会发生燃烧或爆炸，进而直接威胁矿工的生命安全。大量生产实践证实，于生产过程中事先抽放煤层中的瓦斯可有效减少其涌出量。这样既可以确保生产安全，又可保护环境。抽放瓦斯的方法很多，应根据具体条件选择适当的方法。除抽放瓦斯外，还要预防矿井火灾。矿井发生火灾时会产生一氧化碳等多种有害气体，这些气体是瓦斯的重要组成部分，不仅会对井下的工作环境造成不良影响，还会污染地面大气环境。因此，应采取有效措施进行预防，具体方法如下：其一，采用科学方法对煤层自燃危险程度进行预测，以防范于未燃。其二，引进综合配套防火技术，注重发展综采及综放开采等高产高效的采煤技术。其三，提高火灾预报监测水平，建立实时预报装置，为及时检测提供保障，避免因检测时间滞后带来安全隐患。同时，发生外因火灾时，该装置也能在第一时间予以扑灭。不仅提高了预防水平，而且在发生火灾时还能满足紧急与自动扑灭的需要，将损失降至最低限度。此外，这种火灾预报监测装置还能为环境监测系统联网创造良好条件，可有效扩大检测覆盖面，增强矿井的抗灾能力。第四，为解决黄泥的使用问题，减少与农民的纠纷，应采用防灭火黄泥灌浆代用材料新技术。

粉尘是一种危害采煤作业安全的固体微粒，可采用高压水辅助切割降尘或高压喷雾技术对其进行有效控制。掘进机切割时会产生一定量的悬浮粉尘，可采用内外喷雾的方法进行控制，同时充分发挥粉尘净化、泡沫除尘、通风除尘等技术作用，实现有效降尘。

2 控制矸石的排放量

矸石的排放量与采区巷道布置、矿井开拓系统存在着密切的关系，在井下开采工作中要控制矸石的排放量需改革开拓矿井方式，同时还要转变采区巷道的布置模式。除个别情况之外，应将开拓巷道都布置在煤层中，这种全煤巷开拓方式符合“多做煤巷，少做岩巷”的操作原则，可从根本上减少排矸量。在矿井建设中推广这种方案，不仅对煤炭生产有利，还能降低建设投资，提高产煤效率。目前，全煤巷开拓设计已被我国的很多大型矿井所采用，成为现代矿井设计的重要发展方向。另外，还要重视利用自然边界来划分矿井和采区，巷道开拓时按边界掘进，尽量避免破坏地质构造，减少破岩，降低矸石的混入量。在开采过程中薄厚煤层和牌号不同的煤种要搭配进行，尽量减少或取消岩石集中巷，改革采区巷道布置方式。

3 对污水处理进行有效处理

与其他矿井水相比，矿井排水中的岩溶水基本无污染，应将其与矿井水分开排放。这样不仅可实现对岩溶水的再利用，还能避免对环境造成污染。在水采矿井中煤泥与煤泥水是造成环境污染的重要因素，应采取措施加以控制。此外，乳化油与水配成乳化液后通常被应用于外注式单体液压支柱或综采液压支架中，可导致采空区和井下出现大量的乳化液。该液体溶于水后进入水仓的可能性较大，水仓里面的水被抽放至地面时可造成井上或井下污染。应积极开发新的液压传动介质，减少乳化液的使用量；重点选择易于降解的添加剂，避免乳化油污染环境；提高用油设备的密封性，减少或防止石油泄漏。

4 改进技术，减轻地表沉陷

地表沉陷是我国很多产煤区面临的共同问题，在实际开采中应在经济上合理的情况下改进开采技术，具体方法如下：其一，充填法管理顶板。这种方法是采用河沙或废石块对采空区加以充填，进而防止顶板及岩层的下沉和冒落，是最为有效的减轻地表沉陷的方法。目前，很多国家在建筑物下采煤时均采用充填法，尤以波兰最为突出。其二，房柱式采煤技术。这种开采技术可有效保护地面建筑，可大幅缩短地表移动的持续时间，同时还可降低地表移动的变形值。其三，分层间歇开采技术。这种开采技术间隔时间较短，同时破坏状态较为均衡，对水体和地面建筑物的影响较小，适用于基岩厚度较小或厚松散层下浅部煤层的开采。第四，注入泥浆技术。井下采煤过程中会导致地下原岩应力失衡，开采面积增大时易使岩层间形成一定程度的离层，进而破坏地表稳定。采用离层带高压注入泥浆技术可通过往离层带中注入泥浆防止或减缓地表下沉。第五，地下气化技术。这种技术可通过热化学反应将地下煤炭转化为可燃气体并加以综合利用，这样可以大幅度的减少工程量，避免因煤炭燃烧而对生态环境造成破坏，是一种具有广阔应用前景的清洁开采技术。

5 总结

综上所述，在煤炭工业发展过程中，一方面要提高煤炭产量以满足国民经济发展的需要，另一方面还要采取措施减少因煤矿开采而带来的负面影响。这就需要煤炭生产及管理人员增强环保意识，充分认识到保护环境的重要性，不断总结和探索改进措施，努力提高和改进开采技术，尽量减少瓦斯、粉尘和排矸量的排放量，采取有效措施进行污水处理，进一步减轻地表沉陷，以实现煤炭工业和国民经济的可持续发展。

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