新时期我国如何实现煤矿绿色开采

高耀江（太原理工大学，山西 太原 030024）

我国能源资源储量中，煤炭资源占总储备量的90%左右，其也是我国能源生产以及消费结构中的重要能源。在我国经济与科学技术快速发展的时代中，对煤炭资源的需求以及依赖程度在不断的增加，因此，造成了我国煤炭资源的大力开采。在开采的过程中，由于过分追求利益最大化，导致煤炭环境污染、生态破坏等现象非常严重，同时，资源的过度开采造成了煤炭资源的日益枯竭，这些问题成为新时期下必须要解决的问题。在新时期下，实现煤炭绿色开采是十分迫切的。

1 新时期煤矿绿色开采技术概况

在当今科学技术的发展中，煤矿资源的开采技术在不断的优化与完善。在低碳经济发展的背景下，人们逐渐重视可持续发展。因此，在煤矿的开采中逐渐使用绿色开采技术。煤矿绿色开采技术可以有效的提高煤矿的开采效率，减少对植被的破坏程度，同时，还可以有效的解决地面沉降问题。当前，多数煤矿开采企业均使用到保水开采技术、充填技术以及减少矸石排放技术等绿色开采技术。另外，在煤矿绿色开采的时候，需要遵循相关的原则，以便提高绿色开采的效率。其原则是需要实现绿色循环经济工业，该原则需要体现在环境与开采的可持续发展方面，并且重点突出高效率、低排放以及低开采额煤矿开采技术理念。煤矿绿色开采技术的研究与实施，可以有效的落实好国家科学发展观以及人与环境可持续发展的观念，并能够更好的促进煤矿企业的可持续发展。

2 新时期我国煤矿绿色开采的重要性

煤矿企业在进行开采的时候，使用绿色开采技术是我国经济可持续发展的需求，同时，也是企业更好的生存与发展的必要条件[1]。绿色开采技术主要是对煤矿开采过程中的水土流失、地表扰动以及环境破坏等进行控制，以便优化开采流程与工艺，提高开采效率，降低对环境的破坏与污染，从而有效的实现煤矿开采与环境、经济的协调发展。在当今大力倡导环境保护、低碳发展的背景下，使用绿色开采技术进行煤矿开采具有非常重要的作用。首先，新时期下煤矿绿色开采可以有效的提高煤矿企业的综合竞争力。绿色开采技术可以对企业的人力资源优化与配置，对提高企业的生产能力具有促进作用。同时，还可以有效的降低生产成本，降低环境污染，可以有效的促进经济效益与社会效益的提高。在一定程度上可以有效的提高煤矿企业的综合竞争力。其次，使用绿色开采技术可以有效的降低环境污染。绿色开采技术属于环保型的技术，在煤矿企业开采的过程中，需要在倡导低碳经济发展的背景下，实施清洁生产，重视对矿区的环境保护，从而有效的提高生产效率，以便达到节能减排的效果。通过绿色开采技术的实施，可以有效的降低煤矿开采对环境的破坏与污染，可以有效的确保煤矿企业的经济与环境得到协调发展[2]。

3 我国煤矿开采的现状

3.1 煤矿开采过程中存在的安全问题

由于煤矿开采的数量比较大，针对一些小型的煤矿，其生产工艺以及安全设备不够完善，长期以来科学技术的投入不够充分，其技术管理人员严重缺乏，对安全意识不够重视，因此，在煤矿开采的过程中容易出现安全问题。例如，瓦斯爆炸，煤矿坍塌等事故时有发生。

3.2 煤矿开采过程中存在的环境问题

煤矿在开采的时候，对生态环境的影响是巨大的。其主要体现在水土流失严重、土地荒漠化、采煤废水排放以及地面坍塌等方面[3]。目前，大多数小型煤矿开采的时候，其技术、设备比较落后，对环境造成较大的影响。同时，对煤矿开采区域的水资源以及空气环境等带来较大的污染，同时，不合理的开采导致煤炭资源逐渐枯竭。

4 新时期我国煤矿绿色开采的措施

4.1 保水开采技术的应用

保水开采技术在不同的煤矿开采区域具有不同的技术含量，针对缺水的煤矿开采区域，需要以水资源保护以及利用为主。针对水资源较多的煤矿开采区域，需要以减少水资源破坏以及预防、治理水灾为主。因此，其保水开采的绿色技术主要包括水资源保护、水灾害防治以及水资源利用等几个方面的内容[4]。煤矿的开采过程中，如果对地下水层的原始径流进行破坏，其地下水就会大量排出，由于采空区上方倒水裂隙带与地下水体相互贯通，从而就会形成大规模的地下水降落漏斗现象，从而就会对当地煤矿开采区域的含水层造成水位下降的影响，继而影响到煤矿开采区域的水文地质条件。在煤矿开采之后，会对地表沉降带来一定的影响，从而会导致地表水的原来形态会发生改变，导致部分沟泉水量减少，严重者会出现干涸的现象。其不仅对煤矿开采带来一定的影响，还会对当地居民的正常生活具有一定的影响，继而对周围的生态环境带来较大的影响，尤其容易导致当地土地的荒漠化。因此，在新时期煤矿绿色开采非常重要，其中保水开采技术的使用至关重要。在保水开采的过程中，需要使用到矿井水的回灌技术，可以有效的确保保水开采的目标得以实现。主要将矿井水直接排放逐渐改变成为处理回灌。同时，需要对开采后所产生的覆岩层的破断规律进行细致的研究与分析。另外，还需要对地下水漏斗现象以及原理进行分析，并根据实际开采的情况实施保水开采。

4.2 煤矿与瓦斯共同开采

在煤矿绿色开采的过程中，需要与瓦斯共同开采。由于瓦斯不仅是矿井中的有害气体，还是洁净的能源，在煤矿开采的时候，需要充分利用瓦斯的优势，进行资源开采。首先，在煤矿开采之前，需要提前抽采瓦斯能源。如果在煤矿开采之前将瓦斯抽出，可以充分利用瓦斯来改善煤矿安全问题。但是由于我国大多数煤体透气性能较低，在本层内抽采瓦斯存在较大的难度。其次，确保煤矿与瓦斯共同开采。由于煤矿开采之后，围岩压力就会大大下降，大量的瓦斯就会在采空区得到释放，有利于瓦斯的开采。因此，在煤矿开采的时候，可以使用煤矿与瓦斯共同开采技术，以便有效的降低安全事故的发生，提高煤矿与瓦斯开采效率。另外，需要在废弃的煤矿区抽采瓦斯。针对废弃的煤矿矿井，其煤层采动之后，瓦斯的含量比较丰富，因此，可以充分利用采动后岩体内裂隙场的分布以及钻孔等，将瓦斯抽排管桩在封闭井口后，并将其进行抽出。同时，还可以利用回风井回收瓦斯。使用煤矿与瓦斯共同开采技术的时候，需要使用卸压法以及留巷钻孔法等。

4.3 填充开采技术的应用

我国大多数煤矿开采的过程中，通常会存在于建筑物、水体以及铁路等下方，在解决这类问题的时候，通常可以使用充填开采法。充填开采发主要使用的是充填材料对采煤工作面踩空区域进行填充，以便较好的控制岩层。这种方法能够有效的缓解工作面支撑压力产生的矿压显现的情况，能够改善采矿区以及巷道维护状况，减少地表下沉以及变形的发生[5]。同时，在一程度上可以提高煤矿的开采率，确保地面建筑区以及生态环境。在进行充填开采的时候，充填材料包括矸石、水砂等。

其一，矸石充填。其主要通过利用井下采空区处置矸石的充填采煤方法进行绿色开采。不仅可以有效的减少煤矿固体废弃物的排放，而且可以有效的解决开采沉陷灾害的发生，能够有效的提高矿井资源的回收效率，在绿色开采中，是关键技术之一。另外，使用矸石充填的时候有以下几个方面的方法。首先，使用拋矸机拋矸充填。在岩巷以及半煤岩巷中挖掘矸石，并使用矿车将其运用到井下矸石场，通过相关机械卸载以及破碎之后，进入到矸石仓。并通过其下口使用胶带或者刮板输送机运载到采煤工作面的回风巷中，之后通过工作面采空区与的运输工具将其运送到采空区抛矸运输机械的尾部，最后将其运输到采空区的抛矸处进行充填。其次，使用刮板输送机卸矸充填。其充填机械设备主要包括充填刮板输送机以及后端带悬梁的自移式液压支架。在自移式液压支架的后端设置后悬臂等配件，使用可调高的悬挂充填刮板输送机溜槽，增加充填垂直的高度之后，输送机中部溜槽需要根据顺序依次连接，并与机头以及机尾组成刮板输送机。并使用电机车将矸石矿车牵引到采取矸石场，通过一系列的运输程序之后，在采空区卸载并进行充填。再次，使用风力抛矸充填。风力充填的材料粒度需要确保其直径超过充填管道的二分之一，并且还需要确保充填材料沉缩率较低、腐蚀性小。矸石充填通过一系列的运输环节到达充填采空区之后，一般使用采煤机割两刀煤进行充填一次，其充填的步距需要确保在1.2米至1.6米之内，每次充填的长度为6到9米。

其二，水砂充填。水砂充填主要使用的是水利通道将充填材料送入到采空区。目前水砂充填技术逐渐成熟起来，其应用范围在不断的扩大。其主要技术开采的流程是在地面使用矿车将开采出来的以及破碎的成品砂运送到仓库中，并将其与水混合成砂浆，通过充填管路将其送到工作面采空区域，之后通过脱水将其形成充填体，其废水通过采区流水上山，其流水流入到采矿区的沉淀池中，通过相关流程加以循环利用。水砂充填采煤法具有充填紧密、煤尘危害小等优点，并且可以有效的控制地表下沉与变形等情况。

4.4 煤炭地气化开采技术的应用

煤炭地下气化开采技术主要指的是将地下煤炭通过热化学反应，将其固体转变为可燃气体。同时，可以部分消除煤炭开采对环境的污染。同时，可以有效的减少煤炭燃烧对生态环境的破坏。该项技术主要是一种整体绿色开采技术，主要是采用油井式、长通道以及大断面等方式进行气化。但是由于地下煤炭燃烧会产生苯和酚等致癌物质，有可能会度化水资源，同时，燃烧过程中产生的二氧化碳等对空气具有较大的污染，在使用这项技术的时候，还需要对其进行优化与完善。

5 结语

在我国煤矿开采的过程中，存在较多的问题。在新时期的发展环境下，需要减少煤矿开采对生态环境以及安全的影响，从而要大力支持绿色开采，使用绿色开采技术提高煤矿开采的效率，减少环境污染的发生。目前，我国煤矿绿色开采技术的应用程度不够高，还需要相关人员不断的探索与实践，提高绿色开采力度。

[1]孙明斌.对我国煤矿绿色开采技术的认识与分析[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,06:213.

[2]周晓彬.煤矿绿色开采技术及其成效与发展研究[J].山东工业技术,2013,15:127+100.

[3]张俊杰.深部开采优化开采技术的探讨[J].矿山压力与顶板管理,2005,03:74-75+79.

[4]简煊祥,李云飞,杨永均.煤矿保水开采技术现状及其发展[J].煤田地质与勘探,2012,01:47-50.

[5]孔凡贵.煤矿绿色开采技术的应用及前景[J].山东煤炭科技,2012,04:278-279.