论煤矿绿色开采技术的应用

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  [摘要]随着社会经济的发展,煤炭的需求量越来越大。煤炭资源不断减少,目前煤炭的开采已经由简单地质向复杂地质推进,开采难度不断增大。在煤矿开采的规模不断扩大的同时,对生态环境造成了一定程度的破坏,带来了一些生态问题,对土地及建筑物造成了破坏,造成煤矸石堆积,径流量减少,地下水资源枯竭。煤矿绿色开采技术的应用减少了因煤矸石堆积和瓦斯排放对环境造成的破坏,实现了煤炭资源的可持续发展。
  [关键词]煤矿 绿色开采技术 应用
  [中图分类号] X752 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-69-1
  煤矿绿色开采的含义主要体现在开采技术的革新,减少开采过程中的水土流失和环境破坏,减少废弃物的排放量,实现矿山废弃资源的利用。采煤方法和工艺的革新,将为煤炭开采注入新的活力,带来经济效益的同时降低煤矿开采过程中的危险系数,保证煤矿开采的可持续发展。采取绿色合理的煤矿开采技术,是矿产资源的开发利用与环境相互协调,实现“低开采、高利用、低废弃”的发展目标。
  1目前的采煤技术现状
  (1)针对不同硬度的采煤技术。在煤矿的开采过程中,由于地质硬度不同采取不同的开采方法。其主要内容是器械深孔的爆破及控制岩层的定向水力。在硬厚顶煤技术方面,研究并开发高压注水压裂技术与顶煤深孔预爆破技术,在开采中可以保证煤炭的供应,保证回收率,使其有利于顶煤破碎且保证生产安全.
  (2)长壁开采方面的技术。随着煤矿开采的大规模展开,长壁开采的工作面和走向的长度不断增加,长壁开采的设备也逐渐由普通机械向重型机械发展,因此研究开发体积相对较小,但效率较高的机械成为新的技术需要,对于缓倾斜厚煤层来说,对体积小效率高的设备需求更大,在开采过程中,应首先完善支架结构,与支架强度,防止支架倾斜、倒塌、顶梁出现缝隙、四连杆变形、千斤顶措施损坏严重,使支架的可靠性得到明显提升。
  (3)开采技术的巷道优化。利用巷道优化来对开采技术进行提升,简化开采过程中的步骤,优化开采参数,增加煤巷的数量,减少煤矸石的产出率。积极研究煤矸石井下处理技术,将煤矸石作为煤矿的填充材料进行回填,是煤矿的开采达到多产高效的目的。因此研究巷道优化,对于煤矿的开采具有非常重大的意义。
  (4)深矿井中的煤矿开采。目前,煤矿开采逐渐向纵向发展,煤矿压力明显增大,过高的压力很容易增加巷道维护的难度。与此同时,随着开采深度的增加,煤矿中的瓦斯含量也明显增加,地表温度上升,对采矿工人的健康带来严重的威胁。目前的解决方法是增加设备,但相应的也增加了设备成本,造成了一定的经济负担。所以对于深矿井的开采,应该改变传统的理念,缓解深层开采的压力,研究深层围岩和应力场的分布,深层巷道的快速推进,支护设备的研究,防止深井冲击中压力过大问题,实时监控,研究深井开采的相关技术。
  (5)“三下”采煤技术。“三下”意为建筑物下,水体下,铁路下。“三下”采煤中,应尽可能保护建筑物,水体与铁路,保证采煤安全。目前主要通过控制地表沉降来保护建筑物与水体安全。
  2绿色开采的含义
  在煤矿的开采初期,煤矿与周围环境是融为一体的,在投入生产之后,传统的开采方式是将煤矸石堆放在地面,形成煤矸石堆积,造成了很多的生态问题,如地标建筑物塌陷,地下水污染。
  实现绿色开采的方法之一是将矸石回填,将地面的煤矸石通过钻孔输送到井下,填充采煤的采空区,减少矸石的堆积。最终解决地表塌陷的的问题。当遇到雨季等影响矸石回填的的情况时,可以将矸石预存在专用矸石袋中,将矸石袋通过充矸溜子装入采空区,实现矸石回填。方法二为将煤矸分离,在开采矿区使分别设立煤仓。方法三是对煤矸石进行洗选,将分离出的煤送入运输系统,矸石送入矸石运输系统,将矸石经运输系统送入采空区。方法四为处理井下污水,将井下污水集中到中央水仓,在中央水仓的仓上仓口安装污水处理装置,将污水通过煤泥压滤装置,污水的煤泥被压缩成煤饼,剩余污水通过污水处理装置,经净化后排到地面,减少了污水中的有害物质。
  3煤矿开采绿色体系的建立
  煤矿绿色开采技术关系到煤矿开采过程中的生产与清洁,贯穿于煤矿开采全
  过程。煤矿绿色开采要求施工单位根据现场情况制定合理的施工方案,对开采的方式制定严格的规划,在开采中为保证绿色开采,需实施环保节能的开采技术,节约能源,最大程度上减少废弃物的排放。煤矿开采过程中会对环境产生重大的影响,造成地下水的污染。煤矿开采会影响地下水的疏通,使水位上升或下降,造成植被干枯,减少粮食生产。煤矿开采带来的采空区为山体滑坡带来隐患,对生态环境造成了不可弥补的损害。煤矿开采绿色体系的建立,一定程度上缓解了环境压力,减少了环境污染。
  4煤矿绿色开采技术的应用
  (1)保水开采技术。保水开采技术指的是在开采中采取相对合理的开采技术与设备工艺,在开采中实施地面注浆,以实现在开采中保护地下水不受污染的目的。煤矿在经过开采后,往往出现上层岩层破裂的现象,很容易造成地下水的漏斗式下陷。由于煤矿顶端多为坚硬的岩层,在煤矿开采后,顶板的裂缝往往容易通过采空区贯穿地表,使顶板上方岩层中的水漏失,造成煤矿区的地下水资源枯竭。只有将工作面推进,使上覆岩层中的软弱岩层进行进一步的压实,地下水水位才有可能恢复。由于现阶段保水开采技术的实施还未完善,对于保水开采技术还需要进行进一步的开发和完善。
  (2)减沉开采技术。减沉开采包括填充开采和条带开采两种。目前来说,填充开采在实施过程中还存在一定问题,如在煤矿的开采过程中,填充工艺无法满足实际需要,填充的工作量巨大,可以进行填充的材料非常有限,填充造成的成本损耗相对较大。在开采过程中,工作人员往往采取部分填充的方式来降低填充成本,减少煤矿因开采造成的沉陷,现在这一方法已经进行了广泛的推广和使用。条带开采主要应用于降低解决煤炭资源浪费和煤炭产出率较低的问题。   (3)煤与瓦斯共采技术。瓦斯作为一种新能源已经逐步应用于人们的生活中。瓦斯不仅仅可以用来发电,更可以作为生活燃料,化工原料及工业燃料被人们广泛使用。当我们进行高瓦斯煤层开采时,如能根据各煤层特点进行开采,将瓦斯煤气一并开采出来则对生产起到安全保障的同时,也带了经济效益。这将是我国煤气开采领域突破与发展,减少了巷道中瓦斯含量,对安全事故的产生起到了一定的预防作用,将瓦斯含量较高的危险区域转变为可安全操作的低瓦斯区域。保障了施工人员安全,有利于安全生产的实现。
  (4)煤矸石的综合利用。在开采中减少煤矸石堆积是开采的重要任务之一。在开采中减少煤矸石的堆积的主要方法是将巷道布置在煤层中,或可根据煤矸石特点综合利用。煤矸石主要分为两类,一是由于矿井建设产生的煤矸石,即所谓的岩矸,针对这种煤矸石,对井下岩巷掘进矸石不提升出井,利用煤矸石填充采空区,或者是将煤矸石填充到巷旁或废弃巷道,利用煤矸石的填充来替换井下煤柱,第二类是煤炭在洗煤过程中产生的副产品,如煤泥,筛上物,洗选黒煤矸,这类煤矸石可广泛应用于供热和发电,剩余产物还可用于制造混凝土,砖块,石灰等。
  (5)煤炭地下气化技术。煤炭的地下气化技术是一种新型的绿色开采技术,主要作用是将地下煤层直接转化为煤气,再将煤气通过管道直接输送到相应的工厂或电厂中投入生产或使用,将现有的地下采煤作业转化为采气作业。这是一种新型的绿色开采技术。目前我国的煤炭地下气化技术仍处在起步试验阶段,能否投入生产使用还需经过一系列的开发与试验。
  5煤矿绿色开采的意义
  随着环境问题的日益加剧,绿色环保工作的开展迫在眉睫,坚持资源的可持续发展的基本战略,将环境污染降到最低。随着煤矿绿色开采技术的开展,煤矸石的堆积逐渐由地表向地下转移,减少了地表压力,对环境恢复起到了积极作用,瓦斯通过通道输送到工厂或电厂,减少了大气排放对大气环境起到了保护作用。受煤矿传统开采技术的影响,煤炭利用率普遍较低,造成资源大量浪费,煤矿绿色开采技术的使用,提高了煤炭利用率,有利于煤炭资源的可持续发展。目前的煤矿开采技术还较为落后,在施工人员的安全保障方面的制度还不够完善,造成诸如煤矿坍塌,瓦斯中毒等事故。由于煤矿处于地下,在开采过程中会产生大量的瓦斯煤气,由于安全设施不到位,施工管理人员常常会有煤气中毒事故产生使施工效率大大降低,阻挡施工进度,采取绿色开采技术,由于将煤矿中产生的瓦斯及时通过管道输出,减少了瓦斯含量,使煤气中毒事故大大降低,一定程度上保证了施工人员的安全,保证了施工进度,使煤矿的经济效益达到最大化。
  6结语
  煤矿开采向绿色化发展是当今煤矿发展的趋势,是矿区建设和谐化指导方针,绿色开采以关键层理论为实施依据,矿及结构为主要构成体系,为我国煤矿发展安全有效,经济环保提供了重要的保障,实现了煤炭开采的可持续发展。要实现煤矿开采的绿色开发,必须要对经济和技术进行综合研究,解决现实问题。绿色开采在减少环境污染方面做出了重要贡献,带来了良好的经济效益。相信随着绿色开采技术的不断推广与提升,绿色开采会发挥更加重大的作用,为资源的可持续发展,人类与自然的和谐共处做出贡献。
  参考文献
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