淺析煤礦開采技術與工藝發展研究

溫軍

摘 要：煤炭作為重要的不可再生能源非常寶貴，作為重要的能源資源，煤炭獨特的存在形式，使其對于當地而言既是重要的資源也是生態環境的重大威脅因素。煤炭開采與生態環境長久以來都是矛盾體的存在。如何讓煤炭開采與生態環境保護有機融合相互促進始終是行業研究的重點和難點。本文就煤礦的開采現狀對環境產生的影響及其對策進行討論，希望能夠對解決煤礦污染環境的問題提供幫助。

關鍵詞：煤礦工程；開采現狀；綜合發展

1煤礦開采技術現狀

煤礦開采技術的運用在煤礦開采過程中非常重要，這能夠有效的提高開采效率。伴隨著社會經濟和科學技術的快速發展，煤礦開采更需要科技升級和技術革新，如果一直沿用過去的陳舊方式。會導致經濟效益跟不上社會經濟的發展，同時將伴隨衍生出許多安全隱患。如今，中國煤礦開采存在著以下幾個重要的問題。a）煤礦開采效率還不夠高，煤礦開采技術不夠先進，煤礦事故率仍然較高。煤礦開采非常復雜，只有提高技術水平才能提高開采效率。但是，部分煤礦開采仍然沿用過去的老舊方式，使得煤炭采出率低、造成浪費資源的現象突出，不但無法保證效率更無法保證安全。b）煤礦開采會對環境造成嚴重的污染，另外還會污染、浪費水資源，產生有害氣體影響我們的生活。如今，地下水已經流失很多，地表植物被嚴重破壞，進而會影響植被對大氣的污染，煤礦開采過程中二氧化碳等廢氣的排放，導致溫室效應的產生，對環境影響嚴重。

2煤礦開采產生的問題

2.1地表沉陷

地表沉陷是煤礦開采中遇到的最嚴重環境問題，特別是近年來亟待提高受災群眾生活質量和水平，徘徊在轉型升級困境中的煤礦企業與群眾需要矛盾難以徹底解決。開采沉陷成為治理難題，追本溯源主要是沒有針對復雜的地理結構探索出合理的開采方法或開采工藝，并在發生煤礦沉陷后沒有對該區域進行維護，造成了二次塌陷的隱患。

2.2對水資源的影響

我國淡水資源僅占世界平均水平的四分之一，大多數煤礦開采地區的水資源儲備量不足，如北方產區的煤礦資源儲備量占全國的百分之七十五，而水資源的儲備量僅占全國的百分之十九，煤礦開采導致的水資源污染和流失僅僅山西省就有三十萬人飲水困難，同時由于煤礦開采區缺乏對水資源的保護導致水資源污染嚴重。

2.3煤礦開采對大氣、土壤的影響

①礦區大氣污染：煤礦開采過程中會產生大量的煤煙、粉塵以及有害氣體。由于生產、貯存、運輸、掘進等過程都會產生大量的粉塵，粉塵對人們的健康傷害比較嚴重，大量吸收粉塵容易患有煤肺病。

②礦區周邊土地：煤矸石自燃、煤炭粉塵、廢水、廢氣的沉降會增加土壤中有害元素，這些有害元素對生態環境的破壞性極強。

3煤炭開采中的生態環境保護措施

3.1土地綜合治理對策

煤礦開采過程中會對土地造成大規模的影響，土壤結構被破壞會危及生態發展與周邊居民生活質量。土地復墾是指對煤礦開采影響到的土地進行恢復利用價值研究，從而促進生態系統穩定發展，為煤礦企業創造可持續發展的基礎，最終實現煤礦企業順利發展、生態系統得到保護、社會經濟發展進步的目的。要想實現礦區土地復墾、生態系統重建和煤礦正常開采三者同步進行，首先要對礦區的開采特點以及周邊生態環境進行綜合考慮，結合社會、經濟、生態發展需要科學制定復墾決策，以減少對土地破壞影響為主要核心，實現生態、礦建、經濟一體化發展。針對不同的土地用途進行相適應的開發與設計，如：農業、林業、建筑等多方面用地需求，都要做到因用而復，提高土地利用價值。同時還要對煤礦開采所引起的土地各方面影響進行考慮，如：土壤物理化學性質或者水文等變化，再結合土地利用過程中環保、水源需求等進行治理、保護措施研究。

3.2沉陷問題的治理技術

3.2.1全部填充開采技術

全部填充技術是防治煤礦開采沉陷較為常用的一種方法，在開采的過程中使用的相當普遍，而且在開采的初期階段，采煤數量較少，對填充要求較高，會相應地增加開礦開采的成本，但也需要我們根據國家對煤礦開采事業作出的規定和標準，購買相應的材料使用合理的技術進行填充，保證開采時的安全性，同時也是對地上建筑和居民的有效保護。全部填充技術往往使用固體材料對挖掘地方進行填充，保證開采管道的結實性，較小地表的沉陷程度。充填的材料較多，一般使用水力充填、機械充填、風力充填較多，但多數礦井出現費工費時、成本高、效率低，充填技術需要優化探索。

3.2.2條帶開采

根據煤層和上覆巖層組合條件，按一定的采留比，在被開采的煤層中采出一條，保留一條。由于條帶開采僅是部分地采出地下煤炭資源，保留了一部分煤炭以煤柱形支撐上覆巖層。從而減少覆巖移動，控制地表的移動和變形，實現對地面建、構筑物的保護。因區域巖層性質及煤層賦存差異性，多數結果為采出率低、巷道掘進多，工作面效率低，沉陷效果不明顯。

3.2.3覆巖離層帶充填

根據采空區上方覆巖移動形成“三帶”的巖移特性，在煤炭采出后一定時間間隔內，用鉆孔往離層帶空間高壓注漿，充填，加固離層帶空間，將采動的砌體梁結構加固為穩定性較好的連續梁結構，使離層帶的下沉空間不再向地表傳遞，以減少或減緩地表下沉，保護地面建、構筑物或農田。但該技術難度大，再近一步研究。

3.2.4沿空采掘環境監測

沿空掘巷、沿空留巷工藝探索階段，因該區域煤層底板賦水性較大，沿空采掘對煤層頂底板“三帶”破壞特征加劇，一次采全高頂板全部垮落法工藝中對巖層移動控制只能保證初次下沉時間，缺少下沉量、波及范圍、穩沉周期參考計算等數據，對地表塌陷治理帶來一定難度，需開展環境監測，收集數據，綜合分析，為地質災害治理提供科學依據。

3.3人工充填和土地復墾

根據該礦區及周邊礦區的實際情況來看，通過實施人工充填和土地復墾，可恢復一定面積的耕地，在沉陷深度較深的區域，通過挖深墊淺將其變為人工魚塘，發展水產養殖業，擴展了農業生產的方式，同時還可以起到調節區域小氣候等方面的作用。由于該礦區地表沉陷持續時間長、影響范圍廣，生態環境的影響是一個范圍較大、時間漫長的過程，只要做好沉陷水域的規劃治理及地表沉陷過程中的水土流失防治工作，可以進一步減輕礦區開發對農業生產和生態環境的不利影響。

3.4注重地下水資源的保護

根據礦區開采現狀及已掌握的水文地質條件，礦區煤炭資源開采對礦區內具有供水意義的地下水影響較小，一般不對第三、第四系含水層產生影響，但在斷層等地帶可能產生影響。礦區煤層開采應注重地下水資源的保護。加強礦井水全部資源化利用，減輕區域地下水開采強度。各礦井在開采時，應建立地下水水位觀測系統。礦區內各企業生產用水不得從抽取地下水作為供水水源，已采用地下水作為生產用水的企業，應逐步采用地表水或中水取代，地下水只能作為企業生產用水的備用水源。

3.5加強環保意識和措施

整個礦產區的環保意識的加強不僅是在管理上對礦區工作人員的培訓，企業要注重清潔生產，還有要對消費者浪費煤炭資源的現象進行控制，而所謂清潔生產是指將綜合預防的環境保護策略持續應用于生產過程和產品中，以期減少對人類和環境的風險。提高資源、能源的開發和利用率，減少污染物的產生與排放，是促進環境保護和煤炭生產共同進步的重要決策。

綜上所述，近些年來，我國迎來了經濟高速發展的新時期，煤礦的開采也引發了諸多環境問題，如果不加以控制，將會惡化我國的生態環境。因此，我們必須嚴肅對待煤炭開采過程中對生態環境污染的問題，并積極尋求有效的解決方法，來實現煤炭開采與生態環境保護的協調發展，實現煤炭行業的可持續發展。

參考文獻

[1]潘仁飛.煤礦開采生態環境綜合評價及生態補償費研究[D].北京：中國礦業大學，2010.

（作者單位：中煤第一建設有限公司山不拉煤礦）