露天煤礦綠色開采技術的探討

■譚春巍

（中國建筑材料工業地質勘查中心吉林總隊吉林長春130033）

露天煤礦綠色開采技術的探討

■譚春巍

（中國建筑材料工業地質勘查中心吉林總隊吉林長春130033）

露天開采具有安全、高效、回采率高、成本低等特點，世界各產煤大國無一不優先發展露天開采。世界主要產煤國露天開采比重占到80%以上，我國露天煤礦開采比重有待進一步提升。近年來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，并取得了顯著成果。基于以上研究成果，露天煤礦以綠色開采、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。

露天煤礦綠色開采技術

1　露天煤礦綠色開采的理論及體系

1.1綠色開采的理論

由于露天煤礦開采與井工煤礦開采條件不同、工藝區別較大，所以露天煤礦綠色開采與井工煤礦綠色開采內涵上存在著較大的差異。經過與多位專家學者討論決定，將露天煤礦綠色開采定義為：露天煤礦綠色開采是堅持安全高效生產的基本前提，堅持資源與環境和諧發展的可持續道路，運用行之有效的科學采礦手段，實現經濟效益與社會效益最佳、資源回采率最大的目標，最終形成高效率低能耗低污染低排放綠色可持續發展的露天開采模式。綠色開采理念是指，在實際的能源開采中盡最大可能的減小開采環節對環境的污染以及破壞。與綠色開采相關的技術就是能夠實現能源開采與環境之間的和諧發展的技術，該種理念與技術是社會環境保護的重點方向，同時也是實現能源可持續發展的重要內容。

1.2綠色開采的體系

為了使得綠色開采理論定義具體且方便企業實施，作者在此定義基礎上提煉出了露天煤礦綠色開采體系：采礦工藝與設備選型合理化；開采程序與開拓運輸系統化；資源回采與綜合效益最大化；露天采礦與生態重建一體化；經營管理科學化；防塵降噪綠色化。合理的采礦工藝與設備選型、系統的開采程序與開拓運輸系統、最大的資源回采與綜合效益、科學的經營管理、綠色的防塵降噪精準的詮釋了露天煤礦的綠色開采理論，是資源與環境和諧發展具體體現，是未來露天煤礦開采方向的指南針。

2　露天煤礦綠色開采技術及措施

2.1露天煤礦綠色開采技術要點

（1）保水開采。保水開采主要指的是，通過采用合理的采煤工藝或者應用地面注漿等方式，在煤炭開采活動中保護地表和地下水資源不受破壞，進而實現綠色開采。

（2）煤炭與瓦斯共采技術。瓦斯是一種新型的能源，除了可以用來發電之外，還可以作為一種重要的工業原料、化工原料以及居民的生活燃料來使用。因此，在開采瓦斯煤層的時候，利用巖層移動的特征來開采煤層氣，已經成為我國煤層氣開采的重要方式。

（3）煤礦石的綜合利用技術。通常情況下，煤礦石主要分為兩類:一種是“巖礦”，“巖礦”主要是隨著地下礦井建設、煤層開采活動產生的礦石。針對這種礦石，可以將井下礦石提升出井，再將這些礦石填充在采空區，或者是將礦石用于廢棄巷道的填充等。還有一種是煤炭洗煤加工產生的附屬物，比如煤泥、篩上物等，這些礦石則可以用于供熱、發電等。

（4）填充減沉開采技術。減沉開采技術主要包括條帶開采和填充開采這兩個方面。其中的條帶開采技術存在著較大缺陷，開采率較低、煤炭資源浪費現象十分嚴重；填充技術同樣也存在著一些問題，比如，填充量較大、填充材料來源有局限性、填充工藝落后等等。

（5）煤炭地下氣化技術，煤炭地下氣化完全打破了傳統的采煤方式，將煤炭通過熱化學反應，在地底下直接將煤炭轉化成可燃氣體，屬于較為先進的綠色開采技術，目前只是在少數國家和部分煤礦中加以利用。該項技術不僅將煤炭開采變得極為簡單，也省去了井下作業之苦，而且把因為煤炭開采帶來的環境破壞問題一并解決了，基本不會影響到生態環境。經過十多年的精心研究，我國在煤炭地下氣化技術上也有了良好的基礎。隨著技術研發的深入，還有一些相關的技術難題有待破解。例如，如何降低熱能損失，提高氣體的熱值；如何讓生產的氣體更適合用戶；如何建立測控系統有效控制燃燒位置以及速度等等。

2.2露天煤礦綠色開采技術控制

（1）要合理選用開采工藝和設備型號。選擇露天煤礦開采的工藝和設備型號是進行煤礦開采準備工作中的重點內容。選用開采工藝和設備型號是否合理不僅會影響煤礦開采的成本，同時也會對開采的效果和效率產生影響。煤礦開采作業對于能源的消耗較大，在選用開采工藝時除了要綜合考慮礦區的自然條件、資金投入、生產規模等因素外，還要將開采過程的能源消耗考慮進去，盡量選用能源消耗小的開采工藝。選用開采設備時，一方面要考慮到開采設備的工作效率、與礦床條件的適用情況等因素，另一方面還要考慮到這些開采設備彼此之間的匹配性問題，不能單以一個設備的工作效率為選擇的依據，要以提高整體開采設備的工作效率為依據進行選擇；

（2）做好環境保護工作。為了減少煤礦開采過程產生的有毒物質對礦區環境的污染，應對污染物進行有效的處理。首先，要在生產過程中盡量減少污染物的排放，這需要按照上文所述的內容對煤礦開采的各個環節進行有效的管理。其次，對于沒有辦法完全消除的污染物要進行清潔處理后再外排，如開采過程產生的廢水要凈化后再排入到當地的水系統中。最后，要對礦區周圍環境進行監管，及時發現安全隱患，避免帶來更大的損失，如要注意防火，避免和礦區的煤發生反應產生有毒有害氣體。

總而言之，煤炭占比已經達到我國整體能源的70%左右。而在目前開發利用的新能源中，太陽能、風能、水能的能量分布不集中，且利用成本偏高，暫時還不能大范圍利用。因此，短期內煤炭作為我國工業社會發展的主體能源的地位還不會動搖，同時在經濟可持續發展的大方向指引下，煤炭行業的綠色發展對我國整體經濟的健康發展具有重要意義，有必要在以后的工作中得到我們進一步研究探討。

［1］魏宗明.煤礦綠色開采技術分析 ［J］.科技資訊，2015，12：67.

［2］云小紅.煤礦綠色開采SWOT分析及戰略選擇 ［J］.技術與創新管理，2015，03：275-278.

［3］段才山，竇衍來，趙克剛.煤礦綠色開采技術的研究與應用 ［J］.內蒙古煤炭經濟，2015，06：50-66.

［4］龐太磊，袁有江，戚洪志.對煤礦綠色開采技術的幾點探索 ［J］.內蒙古煤炭經濟，2015，07：9-11.

TD82［文獻碼］ B

1000-405X（2016）-8-105-1