采矿工程中绿色开采技术的应用

闫卫蒲

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摘要:在人类社会的发展过程中，能源一直是重要的物质基础，尤其是近年来经济的飞速发展，使得煤炭能源消耗量进一步增大，进而使煤矿的开采规模不断扩大。但是，传统的煤矿开采技术不但对矿区周边土壤、大气和水资源等造成严重的不可逆转的影响，而且损毁了矿脉且无法对煤炭开采过程中的一些相关资源进行合理利用。所以，为了减少污染且促使煤矿开采走上可持续发展道路，必须了解煤矿绿色开采技术，充分认识到煤矿绿色开采技术的意义和必要性，积极研究并运用煤矿绿色开采技术。

关键词：采矿工程；绿色开采技术；应用

引言

随着我国能源绿色低碳转型加快推进，能源消费结构正在逐步变化，但煤炭仍是我国重要的基础能源，对于保证我国能源安全有着重要的作用。但是传统的煤炭开采技术会对土壤环境、地质环境、水资源、空气环境等造成严重的破坏，这也是导致我国生态污染问题加重的主要因素之一。所以，在节能环保的新形势下，要对煤矿绿色开采技术进行深入分析。

1.绿色采煤技术的概念

煤矿绿色采煤技术是在“低碳”背景下产生的。当前，煤矿大规模开采引发了一系列的环境问题。所谓“绿色开采”，是指在实际采矿过程中尽可能地减少对环境的污染和破坏。过去，传统采煤技术的应用虽然能给煤矿带来巨大的经济收益，但同时也留下了许多环境问题，比如大气污染、水土污染和流失。煤矿绿色开采就是维持环境污染及其他污染最小化与经济利益最大化间的平衡。随着科学技术的不断进步，应该改变传统的开采技术，优化和创新开采技术，使有限的资源得以无限利用，最终实现环境效益，实现最佳的经济效益和社会效益。在此背景下，绿色采煤技术应运而生。

2.煤矿绿色开采技术及应用

2.1保水开采技术

随着节能环保意识的不断增强，煤矿开采中的节能环保工作也受到了人们的关注。煤矿绿色开采技术的应用，为煤矿企业的绿色发展奠定了坚实的技术基础，保水开采技术就是其中最主要的绿色开采技术之一。保水开采技术主要是为了解决传统煤矿开采中水资源污染问题提出的一种新型开采技术。在应用该技术之前，需要由工作人员对煤矿开采区域内的水资源情况进行调查分析，应用回灌技术降低煤矿开采对水资源造成的影响，达到煤矿绿色开采的目的。除此之外，可以在开采中使用地面注胶分层隔离开采技术，保护开采区域的水资源，也可以对二次处理的水资源进行补救，提高区域内水资源利用水平。

2.2膏体充填技术

由于长期大规模的煤矿开采，出现了大面积的地下采空区。如果不对地下采空区进行处理，很容易造成严重的安全事故，不仅会造成巨大的经济、财产损失，还会对工作人员的生命安全造成巨大威胁。针对地下采空区的充填技术和填充材料逐渐出现。膏体充填技术是把煤矿开采过程中产生的矸石、粉煤灰进行二次加工，形成不脱水的牙膏状浆体，再通过管道运输到井下采空区，对采空区进行适当填充。应用膏体填充技术不仅可以解决地表沉陷问题，还可以提高煤矿资源的采出率。而且，膏体充填技术在实际应用中，可以有效保护地下水资源，具有较高的生态效益和经济效益。

2.3煤与瓦斯共采技术

在煤矿开采过程中，常常伴随着瓦斯的逸出。瓦斯又称煤层气，一般存储于煤层缝隙中，是一种有毒气体，直接排出会造成严重的大气污染。若能将瓦斯加以合理利用，它也能作为烷烃类的一种能源使用。煤与瓦斯共采技术主要通过对采煤工作面各缝隙进行考察分析，了解瓦斯卸压运移的路径与规律，优化瓦斯抽采工艺，从而在开采煤炭资源的同时从源头减少瓦斯的泄漏，并大大提高瓦斯的抽采率。该项技术的应用不但可以降低矿道内瓦斯的浓度，增加相关工作人员的安全系数，还可以抽采更多的瓦斯等烷烃类气体能源，实现资源最大化利用，使得资源得以高效利用。

2.4煤矸石的综合利用

开采煤炭能源的过程中，随着开采深度不断增加以及后续洗煤工作陆续开展，时常会发现一种名为煤矸石的伴生废弃矿石，一般情况下煤矸石并不具有可燃性，这是由于煤矸石由泥质、碳质、砂质页岩等多种地质材料混合形成，且在此类混合材料中碳物质的含量大约占比12%—15%，同时此类混合多种材料形成的矿石发热值低，因而不能作为可用的燃料备选。因此，煤矸石在实际开采中通常会被遗弃，而这不仅会浪费煤炭开采巷道空间，影响煤炭开采作业效率，也容易给煤炭开采区域周围环境造成污染，不利于体现煤炭开采对于绿色发展理念的贯彻落实。针对此类问题，为防止煤矸石给周围环境造成污染或破坏，同时为煤炭企业可以进一步增强经济效益和社会效益，可以对开采出来的煤矸石进行有效筛选和加工处理，将煤矸石中含有的黄铁矿充分利用起来，使其成为一种具有应用价值的化工生产原料，以此实现对于煤炭开采伴生废弃矿石，即煤矸石的综合利用，这对于煤炭企业利用煤矸石创收有着不容小觑的积极影响。

2.5减沉开采技术

减沉开采技术包括条带开采技术和充填开采技术，其核心就是保护开采区域周边环境和建筑物不受影响。条带开采技术主要指在开采时沿一定方向划分条带，将条带分为采出和保留两类相间排列。通过保留部分条带煤柱以支撑工作面上部岩层，从而达到控制岩层的目的，避免岩层变形、地表下陷现象的发生。而充填开采技术则是在开采作业的同时，用特殊充填料充填采空区，以减小采空区两侧岩石的压力，避免采空区上方地面出现大范围塌陷或下沉现象。充填开采技术所用的特殊充填料一般为工业生产中的安全废料、城市固体废弃物和开采过程中产出的大量废弃矸石，因此一方面可以解决当下工业废料、城市垃圾和废弃矸石大量堆积难处理的问题，充分发挥这些废料与垃圾的剩余价值；另一方面也可以减少岩层凹陷、地表下陷的环境安全问题。充填开采技术具有操作简单方便，同时能兼顾废物利用、环境保护、安全隐患消除等优点。

2.6煤炭地下气化技术

煤炭地下气化技术是一种新型的煤矿开采技术，是指对煤炭进行有目的的燃烧，通过煤的化学反应与热作用产生工业燃料或者化工原料的一种技术。该项技术是在地下打造一个气化炉，在气化时，首先从进气孔点燃煤层，经过进气孔的气化剂再经过氧化区煤层，然后产生不同的燃烧情况，产生H2，CH4等气体，这些气体由排气孔排出作为煤化工原料和发电站原料等。与传统的采煤技术相比，该项技术可以在地下煤炭燃烧后收集可利用的能源，将燃烧后的矸石、灰渣等留在地下，减少传统煤矿开采技术应用中煤矸石的大量堆积和开采过程中造成的地表凹陷，减少环境污染，同时也可以减少生产利用中的能量损耗，降低生产成本。因此，煤炭地下气化技术的应用可以提高中国的能源利用率，避免在煤矿开采中发生事故，同时也可以减少人力，降低生产成本，减少矿区环境污染，是一种新型的煤矿绿色采煤技术。

结束语

就煤炭开采来说，以往的开采作业难免会对周围环境造成不同程度的污染或破坏，也有可能浪费一些具有应用价值的开采伴生废弃物，而这些都与可持续发展和绿色发展理念不相符，不利于煤炭能源开采实现长效发展。对此，煤炭企业应当加强对于煤炭绿色开采技术的研究与应用，使能源开发与生态环境保护之间的统筹协调发展局面真正形成。

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