綠色理論指導(dǎo)下的煤炭開采技術(shù)分析

陳海林(奉節(jié)縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局,重慶 404600)

綠色理論指導(dǎo)下的煤炭開采技術(shù)分析

陳海林(奉節(jié)縣安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局,重慶 404600)

煤炭資源作為一種重要的能源，前期的粗放式開采對環(huán)境造成了極大的危害，推廣綠色開采技術(shù)至關(guān)重要。本文從綠色理論出發(fā)，就其在煤炭開采過程中各個方面的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對綠色理論指導(dǎo)下的煤炭開采進(jìn)行詳細(xì)的闡述，相信隨著煤炭綠色開采技術(shù)的推廣應(yīng)用，定會為我國煤炭資源利用的最優(yōu)化提供強(qiáng)有力的保障。

綠色理論;煤炭;開采技術(shù)

煤炭資源作為一種關(guān)鍵的能源，是保障我國社會發(fā)展、科技進(jìn)步、人民生活水平改善的關(guān)鍵一環(huán)[1]。傳統(tǒng)的煤炭開采技術(shù)對煤炭的利用率不高、對生態(tài)環(huán)境的影響較大、對能源安全的威脅重大[2]，因此在綠色理論下進(jìn)行煤炭開采勢在必行，對于我國的穩(wěn)定快速發(fā)展意義重大[3]。

綠色理論起源于歐美發(fā)達(dá)國家，多年的實(shí)踐表明這些國家也享受到了綠色發(fā)展帶來的一系列福利；該理論的發(fā)展先后經(jīng)歷了廢物最小化、無廢工藝、清潔生產(chǎn)等一些列的階段，并于二十世紀(jì)九十年代形成了一套完善綠色理論及技術(shù)。通常來講綠色技術(shù)有相對綠色技術(shù)以及絕對綠色技術(shù)兩種說法，但是歸根結(jié)底是要將資源以及能源的浪費(fèi)、對生態(tài)環(huán)境的污染達(dá)到最小化，對資源的綜合利用達(dá)到最大化[4]。

因此，本文結(jié)合煤炭開采以及綠色理論在其中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

1 煤炭綠色開采技術(shù)

煤炭的綠色開采滲透在煤炭開采的各個環(huán)節(jié)中，融匯于開采規(guī)劃設(shè)計、開采技術(shù)選擇、綜合資源的利用以及協(xié)調(diào)發(fā)展的各個方面，推進(jìn)煤炭綠色開采技術(shù)，主要可以從如下幾個角度進(jìn)行實(shí)施。

1.1 綠色采煤工藝

采用綠色采煤工藝，核心目的是要提升回采率，這可以通過進(jìn)行流程再造，在煤炭開采是本著“宜綜則綜、宜炮則炮”的宗旨來優(yōu)化采煤工藝，進(jìn)而提升工作面單產(chǎn)量來實(shí)現(xiàn)；此外，也可以對不同開采大環(huán)境選取不同的采煤方法來實(shí)現(xiàn)，如果在建筑物的上方，則選擇條帶開采的方法更為適宜，當(dāng)在建筑物的下方時則選擇小型綜采的方法更為適宜，而且在開采時要加大對邊角煤以及小斷面煤層的開采力度，這可以進(jìn)一步將煤炭回收率提升到一個更高的水平。

1.2 清潔生產(chǎn)技術(shù)

采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，主要目的是要盡量的降低廢棄物的形成，主要可以通過全煤巷布置技術(shù)、錨桿支護(hù)技術(shù)、分采分揀分運(yùn)技術(shù)、防割頂板底板技術(shù)、煤矸石井下填充技術(shù)以及利用瓦斯技術(shù)。

1.3 優(yōu)選原煤洗選深加工技術(shù)

原煤洗選技術(shù)直接決定著煤產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及精煤的產(chǎn)出率，改進(jìn)原煤洗選技術(shù)可以從如下幾個方面來實(shí)現(xiàn)：

（1）選用潔凈的原煤洗選以及加工技術(shù)，極大的提高精煤的產(chǎn)出率；

（2）選用防破碎技術(shù)以及封閉儲存技術(shù)，極大的減少煤塊的破碎。

1.4 清潔過程控制

強(qiáng)化采煤現(xiàn)場的管控，嚴(yán)格將非煤雜物與煤進(jìn)行分別放置；此外在運(yùn)輸時要實(shí)現(xiàn)分裝分運(yùn)，避免混淆，同時要選擇最優(yōu)的途徑進(jìn)行運(yùn)輸以減少輸送成本。

1.5 清潔儲運(yùn)

煤炭需要存儲在封閉的倉庫，嚴(yán)禁露天存放以避免煤炭存儲過程中的污染；此外要保證運(yùn)煤過程中的密閉性，以減少運(yùn)輸過程對環(huán)境的危害。

2 綠色理論指導(dǎo)下的煤炭開采技術(shù)

在實(shí)施煤炭的開采時，要根據(jù)關(guān)鍵層理論、遵循運(yùn)動以及滲透定律以及開采區(qū)的裂紋生長規(guī)則等，在綠色理論的指導(dǎo)下衍生出的保水開采技術(shù)、煤與瓦斯共采技術(shù)、矸石回填技術(shù)以及充填開采技術(shù)等可以極大的保障煤炭開采的綠色化。

2.1 保水開采技術(shù)

保水開采技術(shù)主要是要根據(jù)采煤區(qū)的實(shí)際情況來確定保水方式。在缺水采煤區(qū)，主要是要強(qiáng)化對水資源的綜合利用以及保護(hù)；而在富水礦區(qū)，則要注重預(yù)防自然災(zāi)害的發(fā)生并避免對水資源的污染，在煤炭開采過程中會對地下含水層造成一定的影響，進(jìn)而危害地表水體、河流、湖泊等，嚴(yán)重時會造成水量的變少而導(dǎo)致自然環(huán)境的惡化。

2.2 煤與瓦斯共采技術(shù)

該技術(shù)主要是指在煤炭開采時根據(jù)上覆巖層礦壓的變動，通過控制被卸壓煤層來確定抽采時機(jī)并進(jìn)行瓦斯抽去的技術(shù)，主要可以從如下幾個方面進(jìn)行完善。

（1）必須確保地質(zhì)的安全。通過采用新型的地震勘測技術(shù)對采煤地的地質(zhì)情況及煤層分布進(jìn)行分析并評估煤層的厚度，通過技術(shù)設(shè)備對采煤形成的斷層及裂縫等進(jìn)行定向定位并核算采煤區(qū)的瓦斯分布以及含量，從而為煤與瓦斯共采提供理論數(shù)據(jù)。

（2）必須優(yōu)化采煤區(qū)的布局。通過引入“分區(qū)建設(shè)、分區(qū)開拓、分區(qū)通風(fēng)”的三分區(qū)系統(tǒng)確保生產(chǎn)的安全性，在一定程度上減小開采的工程量以及開采成本，同時也在一定程度上縮短了開采工期。

（3）必須推廣新的開采方法?？梢栽黾硬蓞^(qū)劃分和布置范圍并盡量的增加工作面和推進(jìn)的長度，此外可以將巷道設(shè)置在煤層頂?shù)装逯羞M(jìn)而更有利于瓦斯的抽采；當(dāng)煤層傾角小于60o時則最好采用傾斜條帶布置，若開采條件合適則要選擇綜采，如不合適則需要采用高檔普采。

2.3 充填開采技術(shù)

充填開采技術(shù)主要是指將充填的材料置于巖層中以緩解采煤作業(yè)對礦區(qū)的支撐壓力，主要應(yīng)用于建筑物、水體以及鐵路等地下地區(qū)煤礦的開采；采用充填開采技術(shù)有利于采場以及巷道的保養(yǎng)，提升采煤效率并避免地表下沉或者變形的發(fā)生，進(jìn)而保障礦區(qū)的安全以及環(huán)保，根據(jù)充填物不同大致能分為：矸石、水砂以及膏體充填。

（1）矸石充填技術(shù)

采用煤矸石進(jìn)行填充就是直接在井下采空區(qū)將采煤形成的矸石加以處理，這不僅可以對采礦廢棄物進(jìn)行合理的利用，同時也可以有效的提升資源的回收利用率同時減少因開采造成的危害；矸石充填技術(shù)是保障開采過程綠色化的一種關(guān)鍵手段。在填充過程中，通常可以對巖巷等進(jìn)行深入的開掘，將其破碎后進(jìn)行充填。

（2）水砂充填技術(shù)

水砂充填技術(shù)主要是指采用管道的形式用水力將沙粒輸送至采空區(qū)進(jìn)行充填，是目前相對較為成熟的一種技術(shù)；該技術(shù)中采用的水砂主要是將經(jīng)采出、破碎、篩選的成品砂與水進(jìn)行混合而制備，隨后經(jīng)過充填管路輸運(yùn)到工作面的采空區(qū)，經(jīng)脫水后即變成了充填體，脫出的水經(jīng)過沉淀凈化后用泵輸送至蓄水池進(jìn)行集中，隨后拌砂時可以進(jìn)行再次的循環(huán)使用。

（3）膏體充填技術(shù)

膏體充填技術(shù)主要是將煤矸石、粉煤灰、水砂以及水泥等拌合形成的膏體，通過設(shè)備泵入采空區(qū)，該技術(shù)可以非常好的緩解地面的下沉，該技術(shù)可用于村莊以及復(fù)雜建筑物下煤炭大量開采的需求，是一種重要的綠色開采技術(shù)。

2.4 煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化主要是將煤炭在地下進(jìn)行熱化反應(yīng)氣化，也是一種重要的綠色開采方法，該方法既避免了煤炭開采過程造成的污染，同時也可以避免煤炭開采后使用時給環(huán)境帶來的二次傷害。常用的地下氣化技術(shù)主要有：井式、長通道、大斷面等氣化技術(shù)。

3 結(jié)語

綠色理論即避免資源以及能源的浪費(fèi)、降低對生態(tài)環(huán)境的危害以及提升資源的綜合利用率；究其在煤炭開采中的應(yīng)用，貫穿在規(guī)劃設(shè)計、方式選擇、資源綜合利用以及協(xié)調(diào)發(fā)展等多個方面，主要集中在綠色采煤工藝、清潔生產(chǎn)技術(shù)、優(yōu)選原煤洗選深加工技術(shù)、清潔過程控制以及清潔儲運(yùn)；就綠色理論指導(dǎo)下的煤炭開采技術(shù)，主要集中在保水開采、煤與瓦斯共采、充填開采以及煤炭地下氣化等開采技術(shù)領(lǐng)域；綠色理論指導(dǎo)下的煤炭開采技術(shù)是我國煤炭開采的發(fā)展方向，同時也是我國可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)要求，相信隨著綠色化煤炭開采的推廣應(yīng)用，定會為我國煤炭資源的利用最優(yōu)化提供強(qiáng)有力的保障。

[1]孟凡生,孫亞諾,劉麗.我國煤炭資源供給情景分析[J].中國能源,2016,38(1):40-42.

[2]翟紅衛(wèi).關(guān)于當(dāng)前煤炭企業(yè)礦井開采危害的探討[J].中國科技博覽,2015,23:357.

[3]何玉琪.綠色煤炭開采的技術(shù)探析[J].河南科技,2013, 19:28.

[4]姚樹陽,呂學(xué)峰,秦興林.簡析煤炭綠色開采技術(shù)及其應(yīng)用[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2012,12:12-13.