采礦工程中綠色開采技術的應用研究

孫長城

摘 要：隨著我國經濟水平的迅速發展，我國環境保護工作提上日程，而在煤礦開采過程中，面臨著很多的環境問題，為了有效地解決這些環境問題，煤礦綠色開采應運而生。只有充分地認識到綠色開采技術的重要意義，加快探索的步伐才有可能解決造成的一系列環境問題。該文首先介紹了采礦工程中的綠色開采技術，重點論述采礦工程中綠色開采技術的應用方法。

關鍵詞：煤礦 采礦工程 綠色開采技術

中圖分類號：TD43 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（c）-0056-02

綠色開采指的是在開采煤礦的時候，盡量減少破壞與污染的環境，堅持穩定與健康發展之路，進而有效地統一環境效益、社會效益、經濟效益。為此，在開采煤礦的時候，應當實現保護和開發的統一以及治理和預防的統一，從而實現治理與應用的綜合性。下面，筆者對采礦工程的中綠色開采技術及其應用問題進行了簡要的分析。

1 采礦工程中的綠色開采技術

對當今的采礦作業技術進行分析，其中存在比較多的煤礦綠色開采技術，如潔凈煤技術、三下采煤和減沉技術、保水開采技術等，這一系列開采技術的設計都滲透了綠色環保的思想，在煤礦開采實踐中，綠色開采技術的應用不但降低了污染、提高了開采效率，而且實現了環境和采礦兩者之間的平衡性。

1.1 煤礦采空區充填技術

傳統的煤礦開采采空區充填技術是矸石帶狀充填、風力充填、水力充填、矸石自溜充填、粉煤灰充填等，這一系列的采空區充填技術要么充填效率低、要么形成二次污染、要么費用投入太大等，而滲透綠色開采技術的采空區充填技術有了比較大的完善，普遍應用現代化采空區充填技術的種類有：（1）交替膠結充填，在混合煤矸石、工業爐渣、河沙、粉煤灰之后，再加水變成牙膏樣的漿體，實時進行填充，以使穩定的支撐體形成，從而對地表的沉降進行有效控制，針對高溫度區域，該技術還可以實現井下溫度和火災危險的降低。（2）采空區冒落矸石空隙注漿膠結充填，其中重點對冒落帶的特點進行了應用，在壓實煤矸石空隙之前進行注漿，這樣可以迅速地膠結冒落的矸石與填充材料，從而使兩者一起支撐的覆巖層形成，最終大大地提高充填區的力學穩定性以及降低地表變形的可能性。

1.2 瓦斯與采礦共采技術

瓦斯與采礦共采技術可以有效地緩解瓦斯導致的空氣污染現象，并且也可以實現瓦斯應用效率的提升。然而，因為國內煤礦地質的特點，煤層的變化程度高、滲透率低，在進行開采之前較難預抽瓦斯。對于縱觀開采過程而言，結合開采過程中移動的巖層能夠實現滲漏率的增加，從而實現抽放瓦斯與運移瓦斯條件的優化，最終建立瓦斯和采礦共采的技術體系。

1.3 采礦保水技術

保水技術的中心理念是對開采煤礦范圍分布的水資源進行有效的調查，科學地選擇開采的范圍。針對不涵蓋隔水層或者是含水層的范圍，應當注意的是，在進行開采時不可以將開采垮落帶與水斷裂帶發育至含水層底部。針對涵蓋隔水層、含水層的范圍，應當對煤層采動覆巖破壞特點與地下水位下降規律進行有效分析。在進行開采時設置防水煤巖柱，貫徹實施保水采煤的技術，像是煤層長壁工作面淺埋保水、底板加固保水、導水斷裂帶高度的減小等技術。

1.4 處理煤殲石技術

在煤層堆放煤矸石設計巷道是目前降低煤矸石排放的一種關鍵方式，因為煤矸石圍巖的構造往往會出現比較大的變形情況，所以，務必持續優化支護巷道的技術，借助可縮性支架和填充巷道的方式實現煤矸石應用效率提升，從而控制煤矸石含量。

1.5 煤炭地下氣化技術

煤炭地下氣化技術大大地創新了傳統的采煤技術，是借助熱化學反應在地下直接轉化煤炭為能夠燃燒的氣體，且在控制污染的基礎上降低對環境的危害性。煤炭地下氣化技術實現了煤礦開采機械化水平與開采環境的優化，其屬于煤礦開采技術以后的一個重要發展趨勢。

2 采礦工程中綠色開采技術的應用方法

采礦工程中綠色開采技術的應用能夠降低對環境的破壞性，根據區域巖層分布、應力場、地壓、瓦斯水體運移場等理論，煤礦企業轉型的關鍵在于采礦工程綠色開采技術的應用。

2.1 應用煤矸石填充支護技術的方法

煤矸石充填支柱技術的應用能夠降低排放的煤矸石數量，其實現過程重點是借助奇數點順槽填充橋墩，且對橋墩間的空間進行注漿填充，進而有效的應用煤矸石，其具體的使用技巧是通過機車向罐籠硐室當中傳送煤矸石，再在順槽填充輸送帶上傳送煤矸石，在澆筑混凝土的過程中將煤矸石加入，進而使煤矸石混凝土帶形成。應當明確的是由于煤矸石充填技術還要求相應的煤矸石篩選技術，且粉碎篩選出的煤矸石。其實際應用成效是降低了排放的煤矸石數量，且實現了煤礦服務時間的延長，以及降低了煤礦出現安全事故的概率，另外，填充的大量煤矸石也使地面下沉的現象減少。

2.2 應用無煤柱開采技術的方法

無煤柱開采技術的應用原理是在上個開采范圍的輸送巷下面預留一條充填帶，進而在開采挖掘下一個階段材料巷的情況下可以順著設計好的充填帶，進而不需要對煤柱進行預留，最終使無煤柱開采實現。無煤柱開采技術的應用主要在于建構注漿填充系統，應當將專用的車場與攪拌站設計在煤礦井下，且將注漿泵硐室設計在專門回風巷的上面，從而使攪拌—泵送—填充的不間斷作業形成，其中，應當根據充填帶凝固時間、礦壓、階段面與工作面輸送巷的長度來確定充填帶的規格。

2.3 應用高效開采礦產資源的方法

不少煤礦煤層會產出比較多高價值的煤炭資源，因為受到開采效率與技術的影響，難以提高這一部分資源的應用效率，其中顯著的問題就是開采煤礦過程中排放瓦斯的現象，排放瓦斯不但使很多的資源浪費，還會污染環境，而綠色高效開采技術會在開采煤礦中過程中有效地應用瓦斯。近些年以來，國內應用瓦斯的技術不斷發展，經常應用的是低濃度瓦斯發電，基于該技術的進步，低濃度20%的瓦斯發電技術業已可以實現，甚至可以應用更低濃度的瓦斯技術，再者是瓦斯提濃，把煤礦當中搜集的瓦斯進行提濃，從而使瓦斯的應用效率提升，且借助管道應用于農業生產與工業生產，除此之外，對于濃度較高的瓦斯還能夠應用煤礦瓦斯液化技術。

2.4 應用保水開采技術的方法

作為一種新型采礦工程綠色開采技術的保水技術的中心理念是在高效開發應用煤礦資源的前提條件下，最大程度地保護地面的環境與地下水的環境。使用采礦保水技術重點是借助獨特的采煤技術與地面灌漿技術降低破壞水資源的程度。傳統的采煤技術中因為忽視了煤層會破壞水文，往往造成水位下降漏斗的形成，從而對分布的地下水產生影響作用，保水開采技術的應用兼顧到了開采煤炭會破壞水文地理與巖層，因而能夠有效地保護環境與水資源。

3 結語

綜上所述，隨著生活水平的提高以及環境污染程度的不斷加劇，環境保護受到了社會大眾的廣泛關注，尤其是我國采礦工程的粗放式管理與可持續發展理念具有較大的矛盾，開采過程中可能出現土地資源的破壞、水資源以及大氣環境的污染等，綠色開采技術也應運而生。

基于經濟與科學技術的不斷發展，采礦工程中一定要以科學發展觀作為方向，應用綠色開采技術，且持續地研發煤礦開采新工藝與新技術，從而積極地構建資源節約社會與環境友好型的社會。

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