浅析煤矿开采技术与工艺发展研究

温军

摘 要：煤炭作为重要的不可再生能源非常宝贵，作为重要的能源资源，煤炭独特的存在形式，使其对于当地而言既是重要的资源也是生态环境的重大威胁因素。煤炭开采与生态环境长久以来都是矛盾体的存在。如何让煤炭开采与生态环境保护有机融合相互促进始终是行业研究的重点和难点。本文就煤矿的开采现状对环境产生的影响及其对策进行讨论，希望能够对解决煤矿污染环境的问题提供帮助。

关键词：煤矿工程；开采现状；综合发展

1煤矿开采技术现状

煤矿开采技术的运用在煤矿开采过程中非常重要，这能够有效的提高开采效率。伴随着社会经济和科学技术的快速发展，煤矿开采更需要科技升级和技术革新，如果一直沿用过去的陈旧方式。会导致经济效益跟不上社会经济的发展，同时将伴随衍生出许多安全隐患。如今，中国煤矿开采存在着以下几个重要的问题。a）煤矿开采效率还不够高，煤矿开采技术不够先进，煤矿事故率仍然较高。煤矿开采非常复杂，只有提高技术水平才能提高开采效率。但是，部分煤矿开采仍然沿用过去的老旧方式，使得煤炭采出率低、造成浪费资源的现象突出，不但无法保证效率更无法保证安全。b）煤矿开采会对环境造成严重的污染，另外还会污染、浪费水资源，产生有害气体影响我们的生活。如今，地下水已经流失很多，地表植物被严重破坏，进而会影响植被对大气的污染，煤矿开采过程中二氧化碳等废气的排放，导致温室效应的产生，对环境影响严重。

2煤矿开采产生的问题

2.1地表沉陷

地表沉陷是煤矿开采中遇到的最严重环境问题，特别是近年来亟待提高受灾群众生活质量和水平，徘徊在转型升级困境中的煤矿企业与群众需要矛盾难以彻底解决。开采沉陷成为治理难题，追本溯源主要是没有针对复杂的地理结构探索出合理的开采方法或开采工艺，并在发生煤矿沉陷后没有对该区域进行维护，造成了二次塌陷的隐患。

2.2对水资源的影响

我国淡水资源仅占世界平均水平的四分之一，大多数煤矿开采地区的水资源储备量不足，如北方产区的煤矿资源储备量占全国的百分之七十五，而水资源的储备量仅占全国的百分之十九，煤矿开采导致的水资源污染和流失仅仅山西省就有三十万人饮水困难，同时由于煤矿开采区缺乏对水资源的保护导致水资源污染严重。

2.3煤矿开采对大气、土壤的影响

①矿区大气污染：煤矿开采过程中会产生大量的煤烟、粉尘以及有害气体。由于生产、贮存、运输、掘进等过程都会产生大量的粉尘，粉尘对人们的健康伤害比较严重，大量吸收粉尘容易患有煤肺病。

②矿区周边土地：煤矸石自燃、煤炭粉尘、废水、废气的沉降会增加土壤中有害元素，这些有害元素对生态环境的破坏性极强。

3煤炭开采中的生态环境保护措施

3.1土地综合治理对策

煤矿开采过程中会对土地造成大规模的影响，土壤结构被破坏会危及生态发展与周边居民生活质量。土地复垦是指对煤矿开采影响到的土地进行恢复利用价值研究，从而促进生态系统稳定发展，为煤矿企业创造可持续发展的基础，最终实现煤矿企业顺利发展、生态系统得到保护、社会经济发展进步的目的。要想实现矿区土地复垦、生态系统重建和煤矿正常开采三者同步进行，首先要对矿区的开采特点以及周边生态环境进行综合考虑，结合社会、经济、生态发展需要科学制定复垦决策，以减少对土地破坏影响为主要核心，实现生态、矿建、经济一体化发展。针对不同的土地用途进行相适应的开发与设计，如：农业、林业、建筑等多方面用地需求，都要做到因用而复，提高土地利用价值。同时还要对煤矿开采所引起的土地各方面影响进行考虑，如：土壤物理化学性质或者水文等变化，再结合土地利用过程中环保、水源需求等进行治理、保护措施研究。

3.2沉陷问题的治理技术

3.2.1全部填充开采技术

全部填充技术是防治煤矿开采沉陷较为常用的一种方法，在开采的过程中使用的相当普遍，而且在开采的初期阶段，采煤数量较少，对填充要求较高，会相应地增加开矿开采的成本，但也需要我们根据国家对煤矿开采事业作出的规定和标准，购买相应的材料使用合理的技术进行填充，保证开采时的安全性，同时也是对地上建筑和居民的有效保护。全部填充技术往往使用固体材料对挖掘地方进行填充，保证开采管道的结实性，较小地表的沉陷程度。充填的材料较多，一般使用水力充填、机械充填、风力充填较多，但多数矿井出现费工费时、成本高、效率低，充填技术需要优化探索。

3.2.2条带开采

根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源，保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动，控制地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护。因区域岩层性质及煤层赋存差异性，多数结果为采出率低、巷道掘进多，工作面效率低，沉陷效果不明显。

3.2.3覆岩离层带充填

根据采空区上方覆岩移动形成“三带”的岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充填，加固离层带空间，将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构，使离层带的下沉空间不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大，再近一步研究。

3.2.4沿空采掘环境监测

沿空掘巷、沿空留巷工艺探索阶段，因该区域煤层底板赋水性较大，沿空采掘对煤层顶底板“三带”破坏特征加剧，一次采全高顶板全部垮落法工艺中对岩层移动控制只能保证初次下沉时间，缺少下沉量、波及范围、稳沉周期参考计算等数据，对地表塌陷治理带来一定难度，需开展环境监测，收集数据，综合分析，为地质灾害治理提供科学依据。

3.3人工充填和土地复垦

根据该矿区及周边矿区的实际情况来看，通过实施人工充填和土地复垦，可恢复一定面积的耕地，在沉陷深度较深的区域，通过挖深垫浅将其变为人工鱼塘，发展水产养殖业，扩展了农业生产的方式，同时还可以起到调节区域小气候等方面的作用。由于该矿区地表沉陷持续时间长、影响范围广，生态环境的影响是一个范围较大、时间漫长的过程，只要做好沉陷水域的规划治理及地表沉陷过程中的水土流失防治工作，可以进一步减轻矿区开发对农业生产和生态环境的不利影响。

3.4注重地下水资源的保护

根据矿区开采现状及已掌握的水文地质条件，矿区煤炭资源开采对矿区内具有供水意义的地下水影响较小，一般不对第三、第四系含水层产生影响，但在断层等地带可能产生影响。矿区煤层开采应注重地下水资源的保护。加强矿井水全部资源化利用，减轻区域地下水开采强度。各矿井在开采时，应建立地下水水位观测系统。矿区内各企业生产用水不得从抽取地下水作为供水水源，已采用地下水作为生产用水的企业，应逐步采用地表水或中水取代，地下水只能作为企业生产用水的备用水源。

3.5加强环保意识和措施

整个矿产区的环保意识的加强不仅是在管理上对矿区工作人员的培训，企业要注重清洁生产，还有要对消费者浪费煤炭资源的现象进行控制，而所谓清洁生产是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中，以期減少对人类和环境的风险。提高资源、能源的开发和利用率，减少污染物的产生与排放，是促进环境保护和煤炭生产共同进步的重要决策。

综上所述，近些年来，我国迎来了经济高速发展的新时期，煤矿的开采也引发了诸多环境问题，如果不加以控制，将会恶化我国的生态环境。因此，我们必须严肃对待煤炭开采过程中对生态环境污染的问题，并积极寻求有效的解决方法，来实现煤炭开采与生态环境保护的协调发展，实现煤炭行业的可持续发展。

参考文献

[1]潘仁飞.煤矿开采生态环境综合评价及生态补偿费研究[D].北京：中国矿业大学，2010.

（作者单位：中煤第一建设有限公司山不拉煤矿）