煤矿环保技术在绿色矿山建设中的应用研究

刘尊杰

山东省能源安全调度中心 山东 济南 250014

引言

在煤矿开采过程中，势必会对环境造成污染，随着现代化绿色矿山建设的提出，如何促进煤矿开采的科技进步和生态文明，降低环境污染，实现绿色矿山技术已成为当前煤矿行业的发展方向，也是与当前环境保护相协调的发展策略。绿色矿山可以更加科学地对矿山开采技术进行规范化管理，采用多样化的选煤技术，通过洁净的生产方式，从而实现采煤、选煤过程中保护自然环境，实现人与环境的协调。我国是资源大国，也是人口大国，我国的煤矿开采数量始终在世界前列，然而，资源消耗也始终位于世界前列，如何从传统采煤技术逐渐过渡到绿色采煤技术，减少对环境的破坏，保护地质环境，促进煤矿开采与生态的和谐发展，已经成为当前煤矿工作人员必须面对的问题。本文认为，只有通过绿色矿山技术，才能够真正地将环保技术应用到采煤挖矿的行动中来，真正促进煤矿行业的绿色发展。

1 煤矿环保技术应用的必要性

1.1 缓解煤矿开采的

煤矿开采不可避免地影响着周围居民的生存环境，比如地质结构的破坏，影响了周围居民的土壤环境水资源。大气质量污染则影响了人们的空气环境，矿山开采不可避免地遇到各种难以评估的问题，传统的矿山开采重视经济效益，然而环境效益根本无法保障煤矿开采会对地质结构造成很大影响。严重时甚至会引起山体滑坡地表塌陷水土流失等。因此。只有发展绿色环境，才能避免给人们的生产生活带来威胁。保护好人们的居住环境，实现煤矿开采与人们的和谐发展。

1.2 符合绿色环保的需要

绿色矿山建设可以很好地协调好生态环境与矿山资源开发的关系，促进煤矿行业的健康发展。煤矿环保技术是推进绿色矿山建设的有效手段，所谓的煤矿环保技术有别于传统的煤矿开采，绿色矿山技术主要立足于环境保护的角度，采用多种方式来保护煤矿开采过程中造成的环境污染。比如在煤矿开采过程中采用绿色开采技术，在瓦斯治理过程中，采用绿色技术，促使瓦斯能够得到利用，在煤矿废渣处理过程中，采用矿渣处理技术，可以将矿渣制成混凝土，有效运用于建筑道路等工程中，也可以合理利用高科技手段，采用虚拟仿真技术和先进的监控技术，促进生态环境保护，契合绿色发展理念[1]。

2 煤矿行业对自然环境的影响

煤矿行业作为我国国民经济发展的支柱，在发展的同时，对社会和环境也带来了不良影响，比如我国山西地区作为煤矿大省，无论是耕地环境还是地下水资源环境都被严重破坏，大气空气质量也都遭受到了不同程度的破坏。煤矿开采对自然环境的破坏主要体现在以下几个方面：

2.1 破坏了土地结构

煤矿本身是由历史多年积累而成的，因此，煤矿活动必然要进行地下开采，根据统计发现，有90%的煤矿开采工作都是在地下空间完成的，以当前的技术条件来看，在今后的很长时间里，煤矿依然会采用地下开采的方法，然而，采用地下开采就不可避免的破坏地下地质构造，最常见的就是地表塌陷和煤矿采空区，一旦发生地质灾害，就很容易导致地下开采难度变大，煤矿开采隐患增多。随着现代生态文明建设的推进，人们越来越重视了绿色矿山的建设，如何在开采煤矿的同时，减少对地下结构的破坏，往往需要煤矿工作者创新技术手段，优化开采方式，降低对自然环境的影响。

2.2 对环境和水体的影响

人类的生产生活活动离不开水资源，水资源是人类生产生活的重要角色，然而煤矿开采过程中往往会污染地下水环境，严重时会造成地下水突水事故，煤矿开采在地下进行，在煤矿开采过程中，势必会污染地下水资源，造成地下水压力的失衡，出现地下水流的紊乱，有时候出现水体渗漏，严重浪费和污染的地下水资源，如果没有进行科学的处理，往往会对地下土体造成污染，污染土壤。

2.3 对空气的污染

煤矿开采后，需要对煤进行运输，在运输过程中，从地下到地上，再加上汽车的存储和转运，往往会产生大量的煤尘，这些粉尘一旦进入空气，就会污染人和动物的身体，造成一些尘肺疾病。不仅如此，煤矿在燃烧过程中也会产生大量的二氧化碳，间接地造成温室效应，污染空气[2]。

2.4 产生固体垃圾

煤矿开采过程中会产生较大的煤渣和固体垃圾，随着我国煤矿开采量逐年上升，固体垃圾的数量堆积如山，严重危害了生态环境，煤矿燃烧之后的，矿渣也会造成环境污染，如果不进行绿色治理很有可能影响人们的生活环境，因此一定要加强绿色矿山建设避免污染环境。

3 绿色环保技术在绿色矿山中的应用

3.1 保水开采技术

保水开采技术是对煤矿周围的水源进行保护，其优势是尽可能最小的影响当地的水文环境，在煤矿开采时保护水体，一般来说，要对开采之后的地下水漏斗进行分析，针对地下水漏斗附近的上覆岩层，全面分析其结构，从而采用可行的实施对策，结合煤矿含水层的情况，尤其是煤矿周边掩体、断裂带的发育情况进行分析，采用合适的充填开采技术或分层开采技术，实现煤矿周围土体的保护。

3.2 减沉开采技术

众所周知，煤矿开采技术，一般会带来地表塌陷的隐患，一旦地表出现塌陷，就很难恢复治理，因此，要想实现绿色环保，就必须采用复垦技术，实现生物的复垦以及农业的复垦，避免破坏的耕地遭到更大破坏。在具体的实施过程中，一般是挖深垫浅，通过人工或机械的方式，将沉陷区进行挖掘，然后灌入积水，从而进行养鱼和灌溉，或者对煤矿开采区垫入泥土，从而将煤矿开采区的土地打造成水田，这种方法是处理煤矿塌陷区的主要思路，不仅实现了农业结构的优化，也节约了成本，减少了投资，操作较为简单，推广性较强[3]。

3.3 先进的选煤技术

由于煤炭环境的污染很大程度上取决于选煤技术，传统的选煤技术往往忽视了二氧化碳和烟尘的危害，导致有害气体污染环境，国内的选煤脱硫技术不断的优化和更新，经过多年的发展，我国原煤入选率仅仅在50%以上，远远低于发达国家的选煤技术。因此，我国的选煤空间还很大，优化空间还很大。从煤矿开采过程中，一般来说采用三种方法进行选煤，其中，浮选和重介质选煤，是我国常用的选煤方式，可以很好地降低煤炭中的氧化镁和含硫物质，然而，我国的重介质选煤，大部分的选煤设备磨损较严重，虽然采用自动化，然而回收介质都有一定难度。浮选更多的是对煤炭小颗粒进行分选，这种技术的关键点是在于对浮选剂的选择，如果可以很好地选择浮选剂，就可以节约煤炭的成本，达到治理效果。

3.4 煤矿矿渣技术的治理

在采煤过程中，往往会产生较多的煤矿废料，这些固体废料如果不及时处理，很有可能造成自然环境的污染，然而如何对废料进行处理，其技术也非常关键。比如可以将废料转化为其他能源的原料，经过处理，通过一些微量元素提取，从而将这些物质应用于农作物生长上，这些手段可以促进废料直接排放到自然环境中，降低环境污染的成本。以瓦斯为例，瓦斯是煤炭生产中的最主要废气来源，尤其是煤矿开采过程中的瓦斯爆炸，给煤矿开采带来了很大的安全隐患，瓦斯的治理同时也包含了瓦斯的使用，瓦斯作为一种新型能源，如果能够有效利用的话，也可以产生一定的生态效益，实现煤矿开采的绿色健康发展。

3.5 矿区数字化建设

绿色矿山建设是未来的发展方向，然而这种建设应以科技创新为主，通过推动矿山数字化建设，加强模式创新、管理创新和技术创新，打造一批高学历、高素质具有环保意识的专业技术人员，有效运用煤矿环保技术，更好地服务绿色矿山。比如采用数字化开采系统实现煤矿开采的三维模拟，同时以人工智能为依托，实现地下矿井的仿真技术，模拟采矿工作环境，采用数字化瓦斯治理方法、数字化顶板控制技术等，这些都是未来绿色矿山开采的方向。只有煤矿开采工作者长期地进行实践和探索，促进煤矿企业的绿色转型，才能实现矿山数字化的建设目标[4]。

4 结束语

绿色矿山需要政府、社会和煤矿管理部门的配合，也需要社会公众的监督，煤矿企业更应该以身作则，在煤矿开采中强化绿色环保的理念，积极进行科技创新，推动煤矿环保技术的实现，从而实现煤矿资源的高效开采，生态环境保护部门也应该加强对煤矿的监督，引导煤矿企业不断采用新的科学技术，促进先进的环保技术来保护煤炭开采环境，如果发现煤矿有违背绿色矿山的行为，应立即进行制止，从而实现绿色矿山的建设和发展，实现社会经济和效益的双丰收。