趙官煤礦綠色開采技術

王艷艷,李蒙蒙,朱曉靜（山東省煤炭技術服務有限公司,濟南　250000）

趙官煤礦綠色開采技術

王艷艷,李蒙蒙,朱曉靜
（山東省煤炭技術服務有限公司,濟南250000）

摘要：由于傳統的采礦方式對生態環境造成了巨大傷害，通過技術創新和理念創新，大力倡導無煤柱開采和煤與瓦斯共采技術，抽采的瓦斯用于發電，升井的矸石用于制磚，并對井下污水進行凈化利用，走出了一條節能減排綠色循環開采模式，該模式的成功應用也為其它礦區科學開發提供了借鑒和指導。

關鍵詞：采礦工程；綠色開采；煤與瓦斯共采；無煤柱開采

我國東部產煤地主要分布在平原地區，由于原先采礦工業體系的不完善及采礦方法的落后，井下矸石全部運至地面形成矸石山，矸石山不僅侵占了大量農田，污染了空氣也對環境造成了損害，使得原始生態環境遭受極大破壞。與此同時，另一種重要的能源——瓦斯由于沒有開發利用，隨著采礦散逸到大氣中，造成了資源浪費。因此，開展煤礦綠色開采技術的研究保護礦區生態環境、提高能源利用意義深遠[1-3]。

隨著綠色采礦概念的提出，我國的許多專家、學者等開始了對煤礦矸石處理、礦區水資源保護及開發、采空區塌陷預防與處理、瓦斯抽采利用技術等的研究[4-6]，并取得了顯著成果。

基于以上研究成果，趙官煤礦以綠色開采、和諧開采為出發點，不斷通過實踐摸索出了一條節能減排綠色循環開采發展模式。該模式可為其它礦井開采提供借鑒和指導。

1　礦井概況

趙官煤礦位于山東省齊河縣，以區內的趙官鎮為中心，隸屬于黃河北煤田，本井田為全隱蔽的華北型石炭、二迭系煤田。井田地表為平原，村莊、公路、河流密集。趙官煤礦主采7#煤層，煤層平均厚度0.9m，并且礦井東翼及下部瓦斯含量較高，達到7-12m3/t。

2　綠色開采需要解決的問題

2.1減少區段煤柱損失，提高煤炭資源采出率

在長壁采煤法中，工作面之間一般都會留設區段煤柱，薄煤層區段煤柱一般8～15m，厚煤層區段煤柱一般25～30m，這無形中造成了大量的煤炭損失。因此，通過技術手段取消區段煤柱，對于提高礦井煤炭資源采出率意義重大。

2.2地表減沉技術

由于礦井地處平原地區，且三下壓煤量大，為盡最大可能的采出壓煤資源，需要開展地表減沉技術的研究工作。

2.3煤與瓦斯共采技術

礦井主采煤層瓦斯賦存量大，瓦斯作為一種清潔能源，應當通過技術手段加以利用，而傳統的風排瓦斯和瓦斯抽放技術浪費了大量瓦斯資源。因此，開展煤與瓦斯共采技術的研究有利于礦井實現節能減排、節支降耗的目的。

2.4井下矸石處理

井下矸石處理是綠色開采技術非常重要的一環。傳統采礦過程中，矸石普遍運至地面堆積成矸石山，這首先造成了大量的農田被侵占，其次由于矸石山殘煤自燃和粉塵飛揚造成了礦區大氣污染。

2.5水資源的保護、開發與利用

在煤炭開采過程中往往會引起含水層破斷造成礦井涌水，礦井涌水大部分在沒有經過利用的情況下就通過水泵排至地表；這首先破壞了地下水資源賦存及正常的運動規律，又造成了水資源的浪費。大量的礦井水排入地表水體會引起原有水生態環境惡化。因此，將水作為一種與煤炭同等重要的資源，并通過一定的技術手段進行保護和合理開發，提高礦井水的利用效率，對于實現礦區綠色開采具有重大意義。

3　綠色開采基本對策

3.1應用無煤柱開采技術

無煤柱開采技術能有效提高煤炭資源采出率，趙官煤礦通過大力推廣應用沿空留巷開采技術，盡最大限度的提高了煤炭資源采出率，緩解了礦井采掘接續緊張局面，延長了礦井服務年限。與掘巷相比，沿空留巷技術還取得了顯著的經濟效益。

3.2試驗、推廣似膏體充填開采技術

為減少地表沉陷，選取2702采煤工作面進行了采空區似膏體充填開采技術的研究工作，并取得了較好效果。以后將繼續推廣應用。

3.3建立瓦斯抽采和發電系統，將瓦斯變廢為寶

趙官煤礦按照“以地面抽采系統為主、井下抽采系統為輔”的原則建立井上下“分源立體式高低負壓抽采系統”。井上建成低壓瓦斯抽采泵站和瓦斯發電站各1座，井下建成高壓移動式瓦斯抽采泵站2座，其中，地面瓦斯抽采泵站用于抽采采空區瓦斯，井下移動泵站用于抽采本煤層瓦斯。礦井日瓦斯抽采純量在14000m3左右，瓦斯日發電量在15000kWh左右。

3.4矸石制磚，避免土地污染和環境破壞

針對井下矸石及井上矸石山問題，主要采取了三種方法。一是將原來布置在巖石中的巷道，如礦井主要運輸大巷、采區進回風巷等置在煤層中，達到少出或不出矸石的目的。二是將采掘過程中產生的矸石作為采空區的充填材料。三是在地面建立磚廠，利用廢棄的矸石制磚，變廢為寶，逐步消耗掉地面矸石山。

3.5礦井廢水凈化利用

礦井涌水及防塵用水流至水倉后由水泵排至地面主供水池，經凈化處理后作為礦井靜壓供水水源和礦區綠化用水。

4　結論

趙官煤礦通過沿空留巷、煤與瓦斯共采、采空區充填、矸石處理和廢水凈化利用等綠色開采技術提高了礦井煤炭采出率，有效利用了清潔能源，減少了對礦區生態環境的破壞和污染。因此，綠色開采技術是未來煤炭資源開發的主流，應推廣應用。

參考文獻：

[1]錢鳴高,許家林,繆協興.煤礦綠色開采技術[J].中國礦業大學學報,2003,32(04):343-348．

[2]錢鳴高,繆協興,許家林.資源與環境協調(綠色)開采及其技術體系[J].采礦與安全工程學報,2006,23(01):1-5．

[3]錢鳴高,繆協興,許家林等．論科學采礦[J]．采礦與安全工程學報，2008,25(01):1-10．

[4]卞正富，金丹，董霽紅等．煤礦矸石處理與利用的合理途徑探討[J].采礦與安全工程學報,2007,24(02):132-136．

[5]白海波,茅獻彪,姚邦華等.潞安礦區煤水共采技術研究[J].巖石力學與工程學報,2009,28(02):395-402．

[6]許家林,尤琪,朱衛兵等．條帶充填控制開采沉陷的理論研究[J].煤炭學報,2007,32(02):119-122．

作者簡介：王艷艷（1987-），女，畢業于山東科技大學，碩士研究生。