露天煤礦綠色開采技術(shù)

摘 要：隨著經(jīng)濟和科技的進一步發(fā)展，煤礦事業(yè)也有了進一步的發(fā)展。煤礦資源在我國有著比較重要的地位，人們對于煤礦的使用度比較高。其中露天煤礦在我國占有一定的比例，它有著較好的發(fā)展前景，但也存在著一定的問題。本篇文章將對于露天煤礦開采的現(xiàn)狀和問題進行介紹，并思考討論提出露天煤礦綠色開采的技術(shù)優(yōu)化措施，進一步促進社會的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：露天煤礦;綠色開采;影響;優(yōu)化措施

近年來，中國積極倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟，為經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展做了諸多卓有成效的工作。在此基礎(chǔ)上“綠色開采”作為煤炭開采的技術(shù)理念被提出來，同時也為煤炭行業(yè)的健康發(fā)展指明了方向。煤礦綠色開采技術(shù)是中國礦業(yè)大學(xué)錢鳴高院士提出的，他指出：“煤礦綠色開采是從廣義資源的角度上來認(rèn)識和對待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各種資源，防止或盡可能減輕開采煤炭對環(huán)境和其他資源的不良影響，取得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。”錢院士從保水開采、充填開采、煤與瓦斯共采、煤炭地下氣化等方面詳細(xì)闡述了煤礦地下開采中綠色開采的技術(shù)體系。煤礦按照開采方式可分為露天煤礦和井工煤礦，兩者之間的綠色開采有所不同。露天煤礦綠色開采的基本思路是將露天開采與開采過程中形成的固體環(huán)境、水體環(huán)境、大氣環(huán)境、生態(tài)環(huán)境綜合考慮、整體優(yōu)化，目標(biāo)是使露天開采過程中資源消耗和生態(tài)環(huán)境影響最小，資源開采效率最高，兼顧經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，促進露天煤礦的可持續(xù)發(fā)展。

一、 露天煤礦綠色開采技術(shù)的概念及其內(nèi)涵

（一）綠色開采概念

對于煤礦綠色開采的定義，我覺得簡單來說就是防止或盡可能減輕開采煤炭對環(huán)境和其他資源的不良影響，其最終目標(biāo)就是取得最高的經(jīng)濟效益的同時，也要達(dá)到環(huán)境效益和社會效益。如：綠色開采其一的“充填開采技術(shù)”，充填采礦對解決水體下、建筑物下等地壓煤的問題具有重要的意義。能有效地減少地表變形及其下沉，保護地面建筑物和水體等。從這一事例我們就可以看出，現(xiàn)代的露天煤礦的開采技術(shù)必須向綠色開采靠攏。

（二）綠色開采的內(nèi)涵

提到綠色開采的概念，我們就不得不說其內(nèi)涵：綠色開采的內(nèi)涵就是減少再采煤的過程中對環(huán)境的破壞，形成一種資源與資源、資源與環(huán)境相互協(xié)調(diào)的開采技術(shù)。

（三）綠色開采的意義

在環(huán)境污染不斷加劇的今天，實施煤炭的綠色開采具有重要意義。實施綠色開采可以提升企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的能力，保證煤炭可持續(xù)發(fā)展，最重要的是實施綠色開采加強礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護，提高了礦區(qū)人民的生活質(zhì)量。

二、 我國煤礦企業(yè)及綠色開采的發(fā)展現(xiàn)狀分析

（一）我國煤礦企業(yè)的現(xiàn)狀

煤礦企業(yè)向來是國家最重視的部分企業(yè)之一，而當(dāng)今在國際煤礦企業(yè)中進行企業(yè)改革的趨勢與狀態(tài)已經(jīng)愈發(fā)明顯，并且逐漸影響著我國煤礦企業(yè)，使我國煤礦企業(yè)認(rèn)識到，企業(yè)的開采技術(shù)管理已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的動力之一。擁有煤礦企業(yè)自身技術(shù)革新系統(tǒng)，能夠保證我國煤礦企業(yè)與國際煤礦企業(yè)的改革發(fā)展同步化，有利于保持企業(yè)的時代先進性與競爭力，是我國煤礦企業(yè)與國外煤礦巨頭企業(yè)競爭中重要的一環(huán)，當(dāng)前我國煤礦企業(yè)的綠色開采技術(shù)改革與管理已經(jīng)迫在眉睫，必須要保證在煤礦企業(yè)不斷完善現(xiàn)代化開采管理制度的同時，加強企業(yè)自身的技術(shù)革新系統(tǒng)建設(shè)，推動煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展與改革。

（二）關(guān)于綠色開采

現(xiàn)如今綠色開采在煤礦開采中的呼聲越來越高，在露天煤礦開采中實施綠色開采技術(shù)改革也是大勢所趨，實施綠色開采不僅能夠在露天煤礦開采過程中提高技術(shù)水平，而且也能提高露天煤礦開采企業(yè)的整體技術(shù)水平。但是在實現(xiàn)綠色開采的過程中，出現(xiàn)了開采設(shè)施要求不嚴(yán)格，管理手段不到位的現(xiàn)象，對露天煤礦開采質(zhì)量的影響太差，并且由于技能技術(shù)不成熟，反而造成行業(yè)間的發(fā)展?fàn)顩r出現(xiàn)差異性，所以在露天煤礦綠色開采的過程中要同樣注意開采的水平。

三、 露天煤礦綠色開采技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）斗輪挖掘機連續(xù)開采技術(shù)

斗輪挖掘機連續(xù)開采技術(shù)在20世紀(jì)90年代應(yīng)用得較多，它主要利用大型斗輪挖掘機進行煤炭資源的開采，是露天煤礦開采中比較常用的一種技術(shù)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，單臺挖掘機年平均生產(chǎn)力可以達(dá)到5.0×106m3，但是這一技術(shù)在中國的應(yīng)用并不廣泛。

（二）拉斗鏟倒堆連續(xù)開采技術(shù)

拉斗鏟倒堆連續(xù)開采技術(shù)的應(yīng)用使得煤礦企業(yè)的運輸成本大大降低，具有總體生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢，但同時也具有一次設(shè)備投入成本高的劣勢。相對于單斗挖掘機+礦車運輸連續(xù)開采技術(shù)而言，拉斗鏟倒堆連續(xù)開采技術(shù)具有較大的局限性，此種技術(shù)通常應(yīng)用于煤層厚度在50m以內(nèi)且作業(yè)面積大（3000m2以上）的煤礦中。例如：準(zhǔn)格爾黑岱溝露天煤礦在開采工作中擅長應(yīng)用拉斗鏟倒堆連續(xù)開采技術(shù)，此種技術(shù)的應(yīng)用使作業(yè)效率不斷提高，從而大大提高了準(zhǔn)格爾黑岱溝露天煤礦的生產(chǎn)效率。

（三）國外采煤技術(shù)

隨著中國露天煤礦企業(yè)的不斷發(fā)展，國外一些先進的露天煤礦采煤技術(shù)被逐漸引入中國，比如穿越運輸系統(tǒng)的引入、斗輪式預(yù)采系統(tǒng)的應(yīng)用以及斗輪挖掘機的應(yīng)用等。這些先進的露天煤礦采煤技術(shù)的引入大大完善了中國的露天煤礦采煤技術(shù)?，F(xiàn)階段，雖然中國的露天煤礦采煤技術(shù)已經(jīng)得到了不斷的發(fā)展，但是與國外技術(shù)先進國家的露天煤礦采煤技術(shù)相比，仍然存在著較大的差距，中國煤礦依然需要不斷地學(xué)習(xí)和研發(fā)。當(dāng)前，部分發(fā)達(dá)國家的露天煤礦已經(jīng)配備了完善的輸送設(shè)備，比如轉(zhuǎn)載輸送機和可移動階梯式輸送機等。此外，國外一些國家已經(jīng)具備了功能完善的大型斗輪挖掘機。

四、 開采技術(shù)

（一）采用綠色的開采技術(shù)

1. 自移式破碎站開采技術(shù)

在露天煤礦綠色開采過程中自移式破碎站開采技術(shù)可以減少機動車在露天煤礦中的使用數(shù)量，從而達(dá)到節(jié)約減排的目的。提高煤礦的開采效率，降低對大氣污染以及保護露天煤礦周圍的地質(zhì)環(huán)境，自移式破碎站開采技術(shù)減少了對機動車的使用量以及輪胎的消耗，有效節(jié)省生產(chǎn)成本。它的主要原理是根據(jù)煤礦的特殊性配置以及破碎、二級破碎以及三級破碎模式，并且將這三個模式進行進一步處理，提高性能使其擁有高破碎的效率，可以有效地將露天煤礦進行破碎，并且功能全面結(jié)構(gòu)設(shè)計十分合理，讓開采更加便捷。滿足露天煤礦開采的粗細(xì)要求，可將不同密度，不同大小的煤礦資源進行篩選和區(qū)分，大大節(jié)約了開采時間和開采效率，同時自移式破碎站安裝簡易，維修方便并且具有很強的耐久性，可以有效提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、減少碳排量，是實現(xiàn)綠色開采的途徑之一。

2. 保水開采技術(shù)

保水開采技術(shù)指的是煤礦開采時會引起露天水資源的流失，所以在開采過程中需要采用這種技術(shù)來維持水資源平衡。近年來，工作人員為了解決露天煤礦開采中的礦山壓力控制，得出了巖層關(guān)鍵層的理論。其目的是為了有效解決巖層中的比較厚實堅硬的巖層對層狀礦體開采中節(jié)理裂隙的分布和保水開采。露天煤礦在進行開采之后，由于中間層狀礦體的斷裂，露天水將會形成一個下降型漏斗，如果有隔水帶形成，下降型漏斗將會消失，而露天水位也將會得到恢復(fù)。水是我們國家重要的資源之一，并且露天煤礦往往處于缺水的西北、內(nèi)蒙古地區(qū)。所以在這些地區(qū)必須采用保水開采技術(shù)，避免水資源的流失以及對土地植物的影響，以實現(xiàn)露天煤礦的綠色開采。

3. 煤礦山無廢開采技術(shù)

什么是煤礦山無無廢開采技術(shù)呢？無廢開采指的是在開采過程中減少廢土、廢石、廢物以及廢渣的產(chǎn)生，盡可能地消除地表表面產(chǎn)生的廢棄物。開采后的殘留物（煤渣）含有很多元素例如氮、磷、鉀、鉛、鋅、銅、砷等，這些元素如果不及時清除將會污染水土，造成嚴(yán)重影響。煤礦山無非開采技術(shù)就是將這些廢渣中的元素有效提取進行回收，不僅提高了礦物資源的回收率還有效地對環(huán)境進行控制。

（二）建立完善的開采體系

在露天煤礦的開采中要實現(xiàn)綠色開采，就必須要建立完善的開采體系。執(zhí)行煤礦開采和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境重建的一體化路線。針對采礦工程和環(huán)境特點運用專業(yè)的知識與技術(shù)對露天煤礦進行深層次的分析、設(shè)計和規(guī)劃，使礦區(qū)再開采之后保持原有的水土。實行靠幫開采：（1）上部不動，下部向外推進，這種開采方式可以提高露天煤礦的煤礦采集率，提高采出率。（2）下部不動，上部境界向內(nèi)縮進，這種開采方式可以減少煤炭的剝離率，避免煤炭浪費從而提高經(jīng)濟效益。

（三）實行露天煤礦易滑區(qū)回采技術(shù)

在露天煤礦開采的過程中，很多礦物由于開采技術(shù)的不到位并沒有做到百分之百的利用率，甚至不少礦物在易滑區(qū)跌落沒有得到收集，因此實行露天煤礦易滑區(qū)回采技術(shù)也是實現(xiàn)綠色開采的途徑之一。在工作幫出現(xiàn)局部滑坡和明顯弱面的現(xiàn)象時，采用非對稱的應(yīng)力組合拱墻卸載模型來進行回采煤炭，采用“段工作線、高強度推進、快速回填的技術(shù)?！睂崿F(xiàn)安全回采。

五、 當(dāng)前存在的問題

（一）缺少完善的管理體制

完善的管理體制是煤礦企業(yè)進行綠色開采改革的重要制度保障，因此，建立完善的管理體制非常必要。但是，目前中國缺少相關(guān)的制度規(guī)定，使煤礦企業(yè)沒有具體的制度作為參考依據(jù)，企業(yè)內(nèi)部綠色開采機制不健全，內(nèi)控力度較小，因而，企業(yè)在加強露天煤礦綠色開采技術(shù)應(yīng)用過程中就出現(xiàn)了非常多的問題，各種不良現(xiàn)象普遍存在于各家煤礦企業(yè)，進而阻礙了綠色開采技術(shù)的普及。

（二）缺少專業(yè)的技術(shù)人員

現(xiàn)在煤礦企業(yè)內(nèi)進行綠色開采工作的人員數(shù)量非常多，這表明煤礦企業(yè)已經(jīng)意識到綠色開采的必要性，在逐漸推動綠色開采的進程。但是，目前存在的問題是從事綠色開采工作的人員專業(yè)水平參差不齊，并且絕大部分沒有掌握系統(tǒng)的綠色開采技術(shù)知識，實踐能力非常差，造成盡管工作人員數(shù)量巨大，但實際能夠發(fā)揮作用的人卻很少的尷尬局面，這對于綠色開采工作的推進十分不利。煤礦企業(yè)必須加強人員資格管理，保證選拔出有真正才能的人加入工作，以實現(xiàn)露天煤礦綠色開采工作順利進行。

（三）綠色開采技術(shù)水平有待加強

要推動中國露天煤礦的綠色開采進程，先進的綠色開采技術(shù)必不可少，我們必須以高水平的綠色開采技術(shù)做支撐，才能真正實現(xiàn)煤礦綠色開采。中國在經(jīng)過對露天煤礦綠色開采技術(shù)的大力研究之后，綠色開采技術(shù)取得了一定的成效，但是，相對于世界上一些先進國家來講，中國仍然與其存在很大差距，需要更進一步的發(fā)展。對此，我們應(yīng)該持客觀的態(tài)度，要明白中國在此方面還有很大的發(fā)展空間，應(yīng)不驕不餒，不過于樂觀，也不過于消極。

六、 關(guān)于加強露天煤礦綠色開采技術(shù)應(yīng)用的建議

（一）國家給予適當(dāng)?shù)膬?yōu)惠政策

露天煤礦綠色開采進程的推動，首先必須由國家制定相關(guān)的法律法規(guī)和優(yōu)惠政策，給煤礦開采企業(yè)提供有效的制度保障和政策支持，體現(xiàn)國家對露天煤礦開采企業(yè)的未來發(fā)展方向的政策性指導(dǎo)，大力支持綠色開采，并以此來對煤礦開采企業(yè)進行制度約束和優(yōu)惠政策鼓勵，保證煤礦開采企業(yè)能夠加大實施綠色開采的力度。此外，國家還應(yīng)加大對露天煤礦綠色開采技術(shù)研究的資金投入，并對有相關(guān)技術(shù)研究成果的研究人員給予榮譽獎勵和經(jīng)濟獎勵，使研究人員有進行深入研究的動力。

（二）煤礦企業(yè)建立完善的內(nèi)部管理體系

在國家大力支持的基礎(chǔ)上，煤礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)國家的有關(guān)規(guī)定，并結(jié)合企業(yè)自身和煤礦開采地區(qū)的特點，建立一套完善的綠色開采內(nèi)部管理控制體系，從全局角度出發(fā)，劃分具體的管理部門職責(zé)，明確分工，責(zé)任到人，細(xì)化每一項流程，并制定企業(yè)內(nèi)部關(guān)于綠色開采工作的人員規(guī)范及對相關(guān)開采材料、開采設(shè)備等的管理標(biāo)準(zhǔn)，從而為實現(xiàn)露天煤礦綠色開采提供有效的管理依據(jù)。

（三）培養(yǎng)具有專業(yè)素養(yǎng)的技術(shù)型人才

人才在中國社會現(xiàn)階段具有不可替代的重要意義，是中國各行業(yè)都十分重視的一項基礎(chǔ)性資源，煤礦開采行業(yè)也不例外。要推進露天煤礦的綠色開采工作，必須有大量具備專業(yè)知識和技能的技術(shù)型人才作為工作開展的主要驅(qū)動力，為工作順利進行提供力量。因此，面對中國煤礦開采行業(yè)目前技術(shù)型人才缺失的不利現(xiàn)象，必須注重對人才的培養(yǎng)，尤其是煤礦企業(yè)應(yīng)該定期開展人員培訓(xùn)工作，通過系統(tǒng)的培訓(xùn)幫助工作人員了解先進的綠色開采知識和技術(shù)，看清中國和國際上煤礦行業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢，從而將符合現(xiàn)代化要求的綠色開采技術(shù)應(yīng)用到實踐中，推動煤礦綠色開采技術(shù)的發(fā)展。

（四）加大研究力度

中國露天煤礦的綠色開采技術(shù)仍然有很大的發(fā)展空間，應(yīng)該加大開發(fā)研究的力度，鼓勵相關(guān)技術(shù)研究人員不斷研究，尋找更加有效地提高煤礦開采效率并減少環(huán)境破壞的技術(shù)和方案，從而提高中國煤礦企業(yè)的整體發(fā)展水平。對此，可以借鑒其他國家關(guān)于煤礦綠色開采的先進技術(shù)，分析其他國家在進行煤礦開采時所采取的技術(shù)特點，剖析技術(shù)原理，取其精華、去其糟粕，結(jié)合中國實際情況，研究出符合中國發(fā)展道路的特色露天煤礦綠色開采技術(shù)。

七、 結(jié)語

隨著中國國民經(jīng)濟飛速發(fā)展，社會對煤炭資源的需求量日益增加，這對中國煤礦企業(yè)來說既是機遇，又是挑戰(zhàn)，煤礦企業(yè)在前進的道路上獲得了豐厚的收益，但也遇到了很多的問題。由于煤礦企業(yè)自身的特點使其對環(huán)境具有很大的破壞性，因此，為解決這一問題，關(guān)于露天煤礦綠色開采技術(shù)的研究探討愈加熾熱化。從國家角度來講，應(yīng)該給予足夠的鼓勵與支持，并制定詳細(xì)的法律法規(guī)和優(yōu)惠政策，為推動綠色開采提高制度和經(jīng)濟保障;從企業(yè)的角度來講，應(yīng)該加強內(nèi)控，建立完善的管理體系，對綠色開采的工作進行嚴(yán)格的管理，并加強對工作人員的培訓(xùn)，致力于培養(yǎng)出更多有真才實能的技術(shù)型人才，為煤礦綠色開采注入新鮮有活力的血液。

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作者簡介：

王俊文，國家能源準(zhǔn)能集團黑岱溝露天煤礦。