采矿工程中绿色开采技术的应用研究

孙长城

摘 要：随着我国经济水平的迅速发展，我国环境保护工作提上日程，而在煤矿开采过程中，面临着很多的环境问题，为了有效地解决这些环境问题，煤矿绿色开采应运而生。只有充分地认识到绿色开采技术的重要意义，加快探索的步伐才有可能解决造成的一系列环境问题。该文首先介绍了采矿工程中的绿色开采技术，重点论述采矿工程中绿色开采技术的应用方法。

关键词：煤矿 采矿工程 绿色开采技术

中图分类号：TD43 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0056-02

绿色开采指的是在开采煤矿的时候，尽量减少破坏与污染的环境，坚持稳定与健康发展之路，进而有效地统一环境效益、社会效益、经济效益。为此，在开采煤矿的时候，应当实现保护和开发的统一以及治理和预防的统一，从而实现治理与应用的综合性。下面，笔者对采矿工程的中绿色开采技术及其应用问题进行了简要的分析。

1 采矿工程中的绿色开采技术

对当今的采矿作业技术进行分析，其中存在比较多的煤矿绿色开采技术，如洁净煤技术、三下采煤和减沉技术、保水开采技术等，这一系列开采技术的设计都渗透了绿色环保的思想，在煤矿开采实践中，绿色开采技术的应用不但降低了污染、提高了开采效率，而且实现了环境和采矿两者之间的平衡性。

1.1 煤矿采空区充填技术

传统的煤矿开采采空区充填技术是矸石带状充填、风力充填、水力充填、矸石自溜充填、粉煤灰充填等，这一系列的采空区充填技术要么充填效率低、要么形成二次污染、要么费用投入太大等，而渗透绿色开采技术的采空区充填技术有了比较大的完善，普遍应用现代化采空区充填技术的种类有：（1）交替胶结充填，在混合煤矸石、工业炉渣、河沙、粉煤灰之后，再加水变成牙膏样的浆体，实时进行填充，以使稳定的支撑体形成，从而对地表的沉降进行有效控制，针对高温度区域，该技术还可以实现井下温度和火灾危险的降低。（2）采空区冒落矸石空隙注浆胶结充填，其中重点对冒落带的特点进行了应用，在压实煤矸石空隙之前进行注浆，这样可以迅速地胶结冒落的矸石与填充材料，从而使两者一起支撑的覆岩层形成，最终大大地提高充填区的力学稳定性以及降低地表变形的可能性。

1.2 瓦斯与采矿共采技术

瓦斯与采矿共采技术可以有效地缓解瓦斯导致的空气污染现象，并且也可以实现瓦斯应用效率的提升。然而，因为国内煤矿地质的特点，煤层的变化程度高、渗透率低，在进行开采之前较难预抽瓦斯。对于纵观开采过程而言，结合开采过程中移动的岩层能够实现渗漏率的增加，从而实现抽放瓦斯与运移瓦斯条件的优化，最终建立瓦斯和采矿共采的技术体系。

1.3 采矿保水技术

保水技术的中心理念是对开采煤矿范围分布的水资源进行有效的调查，科学地选择开采的范围。针对不涵盖隔水层或者是含水层的范围，应当注意的是，在进行开采时不可以将开采垮落带与水断裂带发育至含水层底部。针对涵盖隔水层、含水层的范围，应当对煤层采动覆岩破坏特点与地下水位下降规律进行有效分析。在进行开采时设置防水煤岩柱，贯彻实施保水采煤的技术，像是煤层长壁工作面浅埋保水、底板加固保水、导水断裂带高度的减小等技术。

1.4 处理煤歼石技术

在煤层堆放煤矸石设计巷道是目前降低煤矸石排放的一种关键方式，因为煤矸石围岩的构造往往会出现比较大的变形情况，所以，务必持续优化支护巷道的技术，借助可缩性支架和填充巷道的方式实现煤矸石应用效率提升，从而控制煤矸石含量。

1.5 煤炭地下气化技术

煤炭地下气化技术大大地创新了传统的采煤技术，是借助热化学反应在地下直接转化煤炭为能够燃烧的气体，且在控制污染的基础上降低对环境的危害性。煤炭地下气化技术实现了煤矿开采机械化水平与开采环境的优化，其属于煤矿开采技术以后的一个重要发展趋势。

2 采矿工程中绿色开采技术的应用方法

采矿工程中绿色开采技术的应用能够降低对环境的破坏性，根据区域岩层分布、应力场、地压、瓦斯水体运移场等理论，煤矿企业转型的关键在于采矿工程绿色开采技术的应用。

2.1 应用煤矸石填充支护技术的方法

煤矸石充填支柱技术的应用能够降低排放的煤矸石数量，其实现过程重点是借助奇数点顺槽填充桥墩，且对桥墩间的空间进行注浆填充，进而有效的应用煤矸石，其具体的使用技巧是通过机车向罐笼硐室当中传送煤矸石，再在顺槽填充输送带上传送煤矸石，在浇筑混凝土的过程中将煤矸石加入，进而使煤矸石混凝土带形成。应当明确的是由于煤矸石充填技术还要求相应的煤矸石筛选技术，且粉碎筛选出的煤矸石。其实际应用成效是降低了排放的煤矸石数量，且实现了煤矿服务时间的延长，以及降低了煤矿出现安全事故的概率，另外，填充的大量煤矸石也使地面下沉的现象减少。

2.2 应用无煤柱开采技术的方法

无煤柱开采技术的应用原理是在上个开采范围的输送巷下面预留一条充填带，进而在开采挖掘下一个阶段材料巷的情况下可以顺着设计好的充填带，进而不需要对煤柱进行预留，最终使无煤柱开采实现。无煤柱开采技术的应用主要在于建构注浆填充系统，应当将专用的车场与搅拌站设计在煤矿井下，且将注浆泵硐室设计在专门回风巷的上面，从而使搅拌—泵送—填充的不间断作业形成，其中，应当根据充填带凝固时间、矿压、阶段面与工作面输送巷的长度来确定充填带的规格。

2.3 应用高效开采矿产资源的方法

不少煤矿煤层会产出比较多高价值的煤炭资源，因为受到开采效率与技术的影响，难以提高这一部分资源的应用效率，其中显著的问题就是开采煤矿过程中排放瓦斯的现象，排放瓦斯不但使很多的资源浪费，还会污染环境，而绿色高效开采技术会在开采煤矿中过程中有效地应用瓦斯。近些年以来，国内应用瓦斯的技术不断发展，经常应用的是低浓度瓦斯发电，基于该技术的进步，低浓度20%的瓦斯发电技术业已可以实现，甚至可以应用更低浓度的瓦斯技术，再者是瓦斯提浓，把煤矿当中搜集的瓦斯进行提浓，从而使瓦斯的应用效率提升，且借助管道应用于农业生产与工业生产，除此之外，对于浓度较高的瓦斯还能够应用煤矿瓦斯液化技术。

2.4 应用保水开采技术的方法

作为一种新型采矿工程绿色开采技术的保水技术的中心理念是在高效开发应用煤矿资源的前提条件下，最大程度地保护地面的环境与地下水的环境。使用采矿保水技术重点是借助独特的采煤技术与地面灌浆技术降低破坏水资源的程度。传统的采煤技术中因为忽视了煤层会破坏水文，往往造成水位下降漏斗的形成，从而对分布的地下水产生影响作用，保水开采技术的应用兼顾到了开采煤炭会破坏水文地理与岩层，因而能够有效地保护环境与水资源。

3 结语

综上所述，随着生活水平的提高以及环境污染程度的不断加剧，环境保护受到了社会大众的广泛关注，尤其是我国采矿工程的粗放式管理与可持续发展理念具有较大的矛盾，开采过程中可能出现土地资源的破坏、水资源以及大氣环境的污染等，绿色开采技术也应运而生。

基于经济与科学技术的不断发展，采矿工程中一定要以科学发展观作为方向，应用绿色开采技术，且持续地研发煤矿开采新工艺与新技术，从而积极地构建资源节约社会与环境友好型的社会。

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