露天煤矿绿色开采技术的探讨

■谭春巍

（中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队吉林长春130033）

露天煤矿绿色开采技术的探讨

■谭春巍

（中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队吉林长春130033）

露天开采具有安全、高效、回采率高、成本低等特点，世界各产煤大国无一不优先发展露天开采。世界主要产煤国露天开采比重占到80%以上，我国露天煤矿开采比重有待进一步提升。近年来随着绿色采矿概念的提出，我国的许多专家、学者等开始了对煤矿矸石处理、矿区水资源保护及开发、采空区塌陷预防与处理、瓦斯抽采利用技术等的研究，并取得了显著成果。基于以上研究成果，露天煤矿以绿色开采、和谐开采为出发点，不断通过实践摸索出了一条节能减排绿色循环开采发展模式。

露天煤矿绿色开采技术

1　露天煤矿绿色开采的理论及体系

1.1绿色开采的理论

由于露天煤矿开采与井工煤矿开采条件不同、工艺区别较大，所以露天煤矿绿色开采与井工煤矿绿色开采内涵上存在着较大的差异。经过与多位专家学者讨论决定，将露天煤矿绿色开采定义为：露天煤矿绿色开采是坚持安全高效生产的基本前提，坚持资源与环境和谐发展的可持续道路，运用行之有效的科学采矿手段，实现经济效益与社会效益最佳、资源回采率最大的目标，最终形成高效率低能耗低污染低排放绿色可持续发展的露天开采模式。绿色开采理念是指，在实际的能源开采中尽最大可能的减小开采环节对环境的污染以及破坏。与绿色开采相关的技术就是能够实现能源开采与环境之间的和谐发展的技术，该种理念与技术是社会环境保护的重点方向，同时也是实现能源可持续发展的重要内容。

1.2绿色开采的体系

为了使得绿色开采理论定义具体且方便企业实施，作者在此定义基础上提炼出了露天煤矿绿色开采体系：采矿工艺与设备选型合理化；开采程序与开拓运输系统化；资源回采与综合效益最大化；露天采矿与生态重建一体化；经营管理科学化；防尘降噪绿色化。合理的采矿工艺与设备选型、系统的开采程序与开拓运输系统、最大的资源回采与综合效益、科学的经营管理、绿色的防尘降噪精准的诠释了露天煤矿的绿色开采理论，是资源与环境和谐发展具体体现，是未来露天煤矿开采方向的指南针。

2　露天煤矿绿色开采技术及措施

2.1露天煤矿绿色开采技术要点

（1）保水开采。保水开采主要指的是，通过采用合理的采煤工艺或者应用地面注浆等方式，在煤炭开采活动中保护地表和地下水资源不受破坏，进而实现绿色开采。

（2）煤炭与瓦斯共采技术。瓦斯是一种新型的能源，除了可以用来发电之外，还可以作为一种重要的工业原料、化工原料以及居民的生活燃料来使用。因此，在开采瓦斯煤层的时候，利用岩层移动的特征来开采煤层气，已经成为我国煤层气开采的重要方式。

（3）煤矿石的综合利用技术。通常情况下，煤矿石主要分为两类:一种是“岩矿”，“岩矿”主要是随着地下矿井建设、煤层开采活动产生的矿石。针对这种矿石，可以将井下矿石提升出井，再将这些矿石填充在采空区，或者是将矿石用于废弃巷道的填充等。还有一种是煤炭洗煤加工产生的附属物，比如煤泥、筛上物等，这些矿石则可以用于供热、发电等。

（4）填充减沉开采技术。减沉开采技术主要包括条带开采和填充开采这两个方面。其中的条带开采技术存在着较大缺陷，开采率较低、煤炭资源浪费现象十分严重；填充技术同样也存在着一些问题，比如，填充量较大、填充材料来源有局限性、填充工艺落后等等。

（5）煤炭地下气化技术，煤炭地下气化完全打破了传统的采煤方式，将煤炭通过热化学反应，在地底下直接将煤炭转化成可燃气体，属于较为先进的绿色开采技术，目前只是在少数国家和部分煤矿中加以利用。该项技术不仅将煤炭开采变得极为简单，也省去了井下作业之苦，而且把因为煤炭开采带来的环境破坏问题一并解决了，基本不会影响到生态环境。经过十多年的精心研究，我国在煤炭地下气化技术上也有了良好的基础。随着技术研发的深入，还有一些相关的技术难题有待破解。例如，如何降低热能损失，提高气体的热值；如何让生产的气体更适合用户；如何建立测控系统有效控制燃烧位置以及速度等等。

2.2露天煤矿绿色开采技术控制

（1）要合理选用开采工艺和设备型号。选择露天煤矿开采的工艺和设备型号是进行煤矿开采准备工作中的重点内容。选用开采工艺和设备型号是否合理不仅会影响煤矿开采的成本，同时也会对开采的效果和效率产生影响。煤矿开采作业对于能源的消耗较大，在选用开采工艺时除了要综合考虑矿区的自然条件、资金投入、生产规模等因素外，还要将开采过程的能源消耗考虑进去，尽量选用能源消耗小的开采工艺。选用开采设备时，一方面要考虑到开采设备的工作效率、与矿床条件的适用情况等因素，另一方面还要考虑到这些开采设备彼此之间的匹配性问题，不能单以一个设备的工作效率为选择的依据，要以提高整体开采设备的工作效率为依据进行选择；

（2）做好环境保护工作。为了减少煤矿开采过程产生的有毒物质对矿区环境的污染，应对污染物进行有效的处理。首先，要在生产过程中尽量减少污染物的排放，这需要按照上文所述的内容对煤矿开采的各个环节进行有效的管理。其次，对于没有办法完全消除的污染物要进行清洁处理后再外排，如开采过程产生的废水要净化后再排入到当地的水系统中。最后，要对矿区周围环境进行监管，及时发现安全隐患，避免带来更大的损失，如要注意防火，避免和矿区的煤发生反应产生有毒有害气体。

总而言之，煤炭占比已经达到我国整体能源的70%左右。而在目前开发利用的新能源中，太阳能、风能、水能的能量分布不集中，且利用成本偏高，暂时还不能大范围利用。因此，短期内煤炭作为我国工业社会发展的主体能源的地位还不会动摇，同时在经济可持续发展的大方向指引下，煤炭行业的绿色发展对我国整体经济的健康发展具有重要意义，有必要在以后的工作中得到我们进一步研究探讨。

［1］魏宗明.煤矿绿色开采技术分析 ［J］.科技资讯，2015，12：67.

［2］云小红.煤矿绿色开采SWOT分析及战略选择 ［J］.技术与创新管理，2015，03：275-278.

［3］段才山，窦衍来，赵克刚.煤矿绿色开采技术的研究与应用 ［J］.内蒙古煤炭经济，2015，06：50-66.

［4］庞太磊，袁有江，戚洪志.对煤矿绿色开采技术的几点探索 ［J］.内蒙古煤炭经济，2015，07：9-11.

TD82［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-105-1