试论大型煤矿的绿色开采技术

试论大型煤矿的绿色开采技术

王增强

王增强（山西省华润联盛能源投资有限公司山西吕梁033000）

摘要：绿色开采是煤炭开采的发展方向，对提高煤炭采出率、保护生态环境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。本文阐述了绿色开采技术，总结了煤矿绿色开采方法的发展现状，对科学采矿具有一定的指导意义。

关键词：绿色开采保水开采煤与瓦斯共采充填开采煤炭地下气化

据当前能源资源状况，煤炭作为最重要的一次性能源，在未来20年内，其在能源构成中的主体地位将不会改变。2020年我国煤炭消费量将达到40亿吨，届时，煤炭产量很可能无法满足工业需求，不能再单纯地通过提高煤炭的产量缓解煤炭供应的压力，而应该综合考虑发展煤炭循环经济，减少煤炭开采对环境的破坏，而且也应该把“发展煤炭循环经济，实现煤炭绿色开采”作为理念，大力发展绿色的采煤技术。

一、煤炭绿色开采体系

煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术，在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源；基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响；目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中的土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，绿色开采主要包括以下内容:水资源保护——“保水开采”；瓦斯抽放——“煤与瓦斯共采”；土地与建筑物保护——“充填开采”；排放矸石占用土地污染环境——“煤炭地下气化”等。

二、保水开采

保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵：缺水矿区要以水资源保护和利用为主；大水矿区，要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此，保水开采包含水资源保护、水资源利用（煤水共采）和水灾害防治等多项重要内容。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流，大量排出地下水；采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通，会形成大规模地下水降落漏斗，造成区域含水层水位下降，直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体(河流、湖泊、井泉等)的原来形态，造成部分沟泉水量减少甚至干涸，影响当地居民正常的生产生活，进而影响区域植被生长，甚至土地沙漠化。我国大部分矿区处在干旱半干旱地区，而每年采煤破坏地下水22亿立方米，可见保水开采具有重要的意义。

三、煤与瓦斯共采

瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源，因此，应该使其资源化。其技术途径有:

1.采前抽采:若能在开采前将煤层内的瓦斯抽出，则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于大部分煤体透气性低，在本层内抽采瓦斯有难度。

2.煤与瓦斯共采:开采后围岩压力降低，大量瓦斯在采空区释放，有利于瓦斯抽采，因此形成煤与瓦斯共采体系。

3.废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满了瓦斯，因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔，将瓦斯抽排管装在井下，封闭井口后，抽出瓦斯。

4.回风井回收瓦斯。

5.煤与瓦斯共采的技术主要有留巷钻孔法、卸压法等。

四、充填开采

充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。按照充填材料的不同，充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。

1.矸石充填。利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法，既可以减少煤矿固体废弃物的排放，又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率，是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。

2.水砂充填。水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。在贮砂室，砂与水混合成砂浆，经充填管路送至工作面采空区，并在采空区脱水，砂子形成充填体，废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池，经沉淀后，澄清的水流入水仓，用水泵经排水管将水排至地面贮水池，以供循环利用。

3.膏体充填。膏体充填技术是在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的，由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点，这项技术试验成功以后在金属矿山得到了较快的发展，在包括中国在内的许多国家得到了应用。

4.煤炭地下气化。煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体，可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。煤炭地下气化是一种整体绿色开采技术。

资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路。要实现绿色开采，需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。绿色采矿可以减少环境污染，还能带来良好的社会经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分，相信随着绿色开采的不断发展和完善，煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用，为人类与自然的协调发展做出贡献。

参考文献

[1]刘开明优化配煤生产优质焦炭.燃料与化工，2012，37，(5)，8-10。

[2]缪协兴钱鸣高中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望.采矿与安全工程学报，2013，(3)，1-13。