露天煤礦綠色開采技術(shù)的探討

■譚春巍

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊吉林長春130033）

露天煤礦綠色開采技術(shù)的探討

■譚春巍

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心吉林總隊吉林長春130033）

露天開采具有安全、高效、回采率高、成本低等特點，世界各產(chǎn)煤大國無一不優(yōu)先發(fā)展露天開采。世界主要產(chǎn)煤國露天開采比重占到80%以上，我國露天煤礦開采比重有待進(jìn)一步提升。近年來隨著綠色采礦概念的提出，我國的許多專家、學(xué)者等開始了對煤礦矸石處理、礦區(qū)水資源保護(hù)及開發(fā)、采空區(qū)塌陷預(yù)防與處理、瓦斯抽采利用技術(shù)等的研究，并取得了顯著成果。基于以上研究成果，露天煤礦以綠色開采、和諧開采為出發(fā)點，不斷通過實踐摸索出了一條節(jié)能減排綠色循環(huán)開采發(fā)展模式。

露天煤礦綠色開采技術(shù)

1　露天煤礦綠色開采的理論及體系

1.1綠色開采的理論

由于露天煤礦開采與井工煤礦開采條件不同、工藝區(qū)別較大，所以露天煤礦綠色開采與井工煤礦綠色開采內(nèi)涵上存在著較大的差異。經(jīng)過與多位專家學(xué)者討論決定，將露天煤礦綠色開采定義為：露天煤礦綠色開采是堅持安全高效生產(chǎn)的基本前提，堅持資源與環(huán)境和諧發(fā)展的可持續(xù)道路，運用行之有效的科學(xué)采礦手段，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會效益最佳、資源回采率最大的目標(biāo)，最終形成高效率低能耗低污染低排放綠色可持續(xù)發(fā)展的露天開采模式。綠色開采理念是指，在實際的能源開采中盡最大可能的減小開采環(huán)節(jié)對環(huán)境的污染以及破壞。與綠色開采相關(guān)的技術(shù)就是能夠?qū)崿F(xiàn)能源開采與環(huán)境之間的和諧發(fā)展的技術(shù)，該種理念與技術(shù)是社會環(huán)境保護(hù)的重點方向，同時也是實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。

1.2綠色開采的體系

為了使得綠色開采理論定義具體且方便企業(yè)實施，作者在此定義基礎(chǔ)上提煉出了露天煤礦綠色開采體系：采礦工藝與設(shè)備選型合理化；開采程序與開拓運輸系統(tǒng)化；資源回采與綜合效益最大化；露天采礦與生態(tài)重建一體化；經(jīng)營管理科學(xué)化；防塵降噪綠色化。合理的采礦工藝與設(shè)備選型、系統(tǒng)的開采程序與開拓運輸系統(tǒng)、最大的資源回采與綜合效益、科學(xué)的經(jīng)營管理、綠色的防塵降噪精準(zhǔn)的詮釋了露天煤礦的綠色開采理論，是資源與環(huán)境和諧發(fā)展具體體現(xiàn)，是未來露天煤礦開采方向的指南針。

2　露天煤礦綠色開采技術(shù)及措施

2.1露天煤礦綠色開采技術(shù)要點

（1）保水開采。保水開采主要指的是，通過采用合理的采煤工藝或者應(yīng)用地面注漿等方式，在煤炭開采活動中保護(hù)地表和地下水資源不受破壞，進(jìn)而實現(xiàn)綠色開采。

（2）煤炭與瓦斯共采技術(shù)。瓦斯是一種新型的能源，除了可以用來發(fā)電之外，還可以作為一種重要的工業(yè)原料、化工原料以及居民的生活燃料來使用。因此，在開采瓦斯煤層的時候，利用巖層移動的特征來開采煤層氣，已經(jīng)成為我國煤層氣開采的重要方式。

（3）煤礦石的綜合利用技術(shù)。通常情況下，煤礦石主要分為兩類:一種是“巖礦”，“巖礦”主要是隨著地下礦井建設(shè)、煤層開采活動產(chǎn)生的礦石。針對這種礦石，可以將井下礦石提升出井，再將這些礦石填充在采空區(qū)，或者是將礦石用于廢棄巷道的填充等。還有一種是煤炭洗煤加工產(chǎn)生的附屬物，比如煤泥、篩上物等，這些礦石則可以用于供熱、發(fā)電等。

（4）填充減沉開采技術(shù)。減沉開采技術(shù)主要包括條帶開采和填充開采這兩個方面。其中的條帶開采技術(shù)存在著較大缺陷，開采率較低、煤炭資源浪費現(xiàn)象十分嚴(yán)重；填充技術(shù)同樣也存在著一些問題，比如，填充量較大、填充材料來源有局限性、填充工藝落后等等。

（5）煤炭地下氣化技術(shù)，煤炭地下氣化完全打破了傳統(tǒng)的采煤方式，將煤炭通過熱化學(xué)反應(yīng)，在地底下直接將煤炭轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w，屬于較為先進(jìn)的綠色開采技術(shù)，目前只是在少數(shù)國家和部分煤礦中加以利用。該項技術(shù)不僅將煤炭開采變得極為簡單，也省去了井下作業(yè)之苦，而且把因為煤炭開采帶來的環(huán)境破壞問題一并解決了，基本不會影響到生態(tài)環(huán)境。經(jīng)過十多年的精心研究，我國在煤炭地下氣化技術(shù)上也有了良好的基礎(chǔ)。隨著技術(shù)研發(fā)的深入，還有一些相關(guān)的技術(shù)難題有待破解。例如，如何降低熱能損失，提高氣體的熱值；如何讓生產(chǎn)的氣體更適合用戶；如何建立測控系統(tǒng)有效控制燃燒位置以及速度等等。

2.2露天煤礦綠色開采技術(shù)控制

（1）要合理選用開采工藝和設(shè)備型號。選擇露天煤礦開采的工藝和設(shè)備型號是進(jìn)行煤礦開采準(zhǔn)備工作中的重點內(nèi)容。選用開采工藝和設(shè)備型號是否合理不僅會影響煤礦開采的成本，同時也會對開采的效果和效率產(chǎn)生影響。煤礦開采作業(yè)對于能源的消耗較大，在選用開采工藝時除了要綜合考慮礦區(qū)的自然條件、資金投入、生產(chǎn)規(guī)模等因素外，還要將開采過程的能源消耗考慮進(jìn)去，盡量選用能源消耗小的開采工藝。選用開采設(shè)備時，一方面要考慮到開采設(shè)備的工作效率、與礦床條件的適用情況等因素，另一方面還要考慮到這些開采設(shè)備彼此之間的匹配性問題，不能單以一個設(shè)備的工作效率為選擇的依據(jù)，要以提高整體開采設(shè)備的工作效率為依據(jù)進(jìn)行選擇；

（2）做好環(huán)境保護(hù)工作。為了減少煤礦開采過程產(chǎn)生的有毒物質(zhì)對礦區(qū)環(huán)境的污染，應(yīng)對污染物進(jìn)行有效的處理。首先，要在生產(chǎn)過程中盡量減少污染物的排放，這需要按照上文所述的內(nèi)容對煤礦開采的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行有效的管理。其次，對于沒有辦法完全消除的污染物要進(jìn)行清潔處理后再外排，如開采過程產(chǎn)生的廢水要凈化后再排入到當(dāng)?shù)氐乃到y(tǒng)中。最后，要對礦區(qū)周圍環(huán)境進(jìn)行監(jiān)管，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，避免帶來更大的損失，如要注意防火，避免和礦區(qū)的煤發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生有毒有害氣體。

總而言之，煤炭占比已經(jīng)達(dá)到我國整體能源的70%左右。而在目前開發(fā)利用的新能源中，太陽能、風(fēng)能、水能的能量分布不集中，且利用成本偏高，暫時還不能大范圍利用。因此，短期內(nèi)煤炭作為我國工業(yè)社會發(fā)展的主體能源的地位還不會動搖，同時在經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的大方向指引下，煤炭行業(yè)的綠色發(fā)展對我國整體經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展具有重要意義，有必要在以后的工作中得到我們進(jìn)一步研究探討。

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［2］云小紅.煤礦綠色開采SWOT分析及戰(zhàn)略選擇 ［J］.技術(shù)與創(chuàng)新管理，2015，03：275-278.

［3］段才山，竇衍來，趙克剛.煤礦綠色開采技術(shù)的研究與應(yīng)用 ［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2015，06：50-66.

［4］龐太磊，袁有江，戚洪志.對煤礦綠色開采技術(shù)的幾點探索 ［J］.內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2015，07：9-11.

TD82［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-105-1