煤炭綠色開采技術分析

白會瓊

（宣威市煤炭工業局，云南 宣威 655400）

1 傳統煤炭開采過程中的環境負面影響分析

以某煤礦企業礦區為例，傳統模式下煤礦開采現場管理非常的混亂，而且多數情況下采用的是粗放式的開采方式，導致礦區周圍的生態環境遭到了嚴重的破壞。比如，對地貌以及植被造成破壞，隨著煤炭礦區規模的不斷擴大以及道路擴建，造成了大范圍地表擾動現象，周圍的植被遭到嚴重損壞；同時，該礦區地表裸露面積逐漸增大，而且棄土廢渣量已經超過了6 800 萬噸，同時還加重土地風蝕荒漠化。傳統煤礦開采模式對水源造成污染和破壞，主要是因為本礦區的煤層埋藏相對較淺，而且煤層比較厚，地下水系處于煤層的上部位置，在開采作業時采用人為方式疏干排水時造成了導水裂隙，加之對含水層疏干造成地下水資源收到嚴重破壞，導致地下水位大幅度下降，最終導致地表植被出現嚴重干枯現象，局部生態系統破壞嚴重。此外，傳統煤礦開采模式下，還可能會導致地表塌陷以及空氣環境質量嚴重惡化等問題，后者以粉塵污染最為典型。如果該礦區依然沿襲著傳統模式，則脆弱的生態系統必將導致生態環境逆向發展，使生態危害加劇。

2 煤炭綠色開采技術

基于以上對傳統模式下的煤礦開采影響分析，筆者認為煤炭企業應當改進技術手段和資源開采模式。具體而言，就是煤炭資源采前之間應當先進行大面積的生態治理，以此來增強礦區生態系統功能，提高生態環境的抗擾動性；煤礦資源開采過程中應當創新井下煤炭開采手段和方法，以此來有效減少對周圍生態環境造成的不利影響；還應加強采后管控，建立持續穩定的生態系統，促進資源的可持續利用。

2.1 煤礦開采之前應當加強生態防護圈構建

本文所研究的礦區地處沙地與黃土溝丘地帶，而且沙漠化嚴重，該種工況條件下若不能提前建立健全穩定的環境生態系統，則無法有效預防環境惡化，也不能有效抵抗煤炭資源開采過程中對該地區生態環境產生的破壞和不利影響。實踐中為了能夠有效避免利用傳統的煤炭開采技術手段和模式，防止因煤炭資源開采而造成環境污染和生態退化，必須主動出擊，在全面認識企業生產特點以及礦區生態環境條件過程中，積極構建大范圍環境防治以及因沉陷而造成的局部沙化防治架構，并在此基礎上提出煤礦采前構建整體防護功能圈的技術思路和方案。

2.1.1 建立生態功能圈的主要目標。

在煤炭開采過程中，之所以要構建生態功能圈，主要是以礦區開發保護以及弱化開采負面影響等為主要目標，并且在開采之前采用多種措施和手段提高生態保護以及抗開采干擾能力。

2.1.2 生態功能圈包含的技術要點。

基于生態功能圈以及綠色煤炭理論，在煤炭資源開采之前應利用生態功能圈技術積極主動地對本礦區周圍的生態功能圈進行健全并完善其功能。同時，還要堅持生態學的理念以及基本原理，根據擬開采礦區的生態條件以及開發建設情況，科學合理地進行劃分外圍防護圈、中心美化圈以及周邊綠化圈等。首先，外圍防護圈。從生態功能層面而言，其主要是以綠色植物種植為主，并且采用機械措施進行輔助和襯托。同時，在此過程中將相對比較高大的流動沙丘等進行綜合整治，采用合適的治理技術手段以及恢復技術手段來改善生態林結構，從原來喬木為主與喬灌結合的方式優化林分結構。其次，周邊綠化圈。其主要以水土保持、混交造林以及小流域治理為主，并在此基礎上在礦區周圍營造能夠保持水土和山體穩定的常綠林。最后，中心美化圈。其主要以系統優化、優選樹種以及人工調控等工作為重點，集水土保持、植被建設以及景觀建造和園林建造為一體，同時配合上述兩個功能圈，從而充分發揮礦區生態保護功能。

2.2 礦區開采過程中的清潔技術手段

首先，優化布設井下無巖巷以及合理利用矸石。傳統煤礦開采過程中的煤矸石產量非常的大，占地面積較大，而且水源污染嚴重，對周圍的生態環境造成了嚴重的影響。為此，煤礦企業應當創新井下作業技術，減少煤礦開采過程中的矸石產量，從源頭上有效減少廢物的產出量。井下作業時采用廢巷、貯矸硐室等先進的充填技術手段，可使得矸石不升井。

其次，礦井水充分利用。在煤礦開采初期階段，針對礦區水資源匱乏現象，而且礦井水利用過程中以污水處理以及循環利用為主，復用于地面以及礦井生產和生態灌溉，并在此基礎上形成科學合理的水循環重復利用系統。各礦井應當建立配套的水處理站，而且礦井廢水通過井下提升以后進入到一、二級反應池，然后進行混凝沉淀，溢流后進入一次調節池，然后通過一級提升進行入到二次調節池；此時加入適量的混凝劑并且經氣浮以及凈化再進入到過濾器，經過過濾以后清水回用于選煤廠、電廠以及小區綠化和井下灑水等。針對煤礦礦區選煤用水量較大問題，開發閉路水循環節水方案，煤泥水在濃縮池中集中以后澄清處理，然后再將澄清水用于循環水，從而實現了選煤體系水量的動態平衡。另外，結合本礦區的情況，建議采用水采空區過濾以及凈化復用手段，在不外排礦井水的條件下，可以有效實現循環利用。基于采空區過濾以及凈化機理，將井下作業的污水注入到采空區內，然后將采空區變成兼具蓄水、凈化功能的水庫，其中的清水再利用輔助設施有效的引出來，循環利用。

最后，粉塵治理。在綜合治理粉塵過程中采用井下綜合防塵手段，這主要是因為礦區煤炭開采強度非常的大，而且機械化程度也比較高，同時粉塵濃度容易出現超標現象。為此，應當采用防塵新工藝和技術手段，真正地從源頭上以及過程中進行防塵處理。比如，在采掘裝置上布設噴霧設備或者在采掘工作面下風側位置布設防塵過濾網，同時還可以推廣應用觸點式粉塵處理裝置和自動化監管控制系統等。在對地面進行防塵處理時，可利用封塵劑以及分選裝車技術手段，而且煤炭可以從井下到地面均選擇全封閉運輸。

2.3 采后生態修復技術

礦區煤礦開采后應當對沉陷區的生態系統及時進行修復，并且對其功能進行優化和改進。基于對沉陷區環境變化分析研究，沉陷對植被、土壤養分等均沒有太過明顯的影響，而且對生態環境為造成嚴重的破壞。本礦區植被生長過程中所需要的水分主要來自大氣降水，通過優化研究水分承載力以及植被之間的關系和降水利用等，對礦區生態環境進行及時的修復，有效解決沉陷區干旱、貧瘠以及塌陷等問題。以礦區植被修復為例，主要采用兩種方法。一是封育修復。在原植被基礎上采取封育修復方式，充分發揮生態系統自動調節以及修復功能。研究發現，本礦區采煤沉陷對植被影響不大，而且天然植物根系本身具有較強的修復功能，尤其是草本以及灌木根系具有較強的恢復能力；為此，可將本地植物作為采后生態修復的優選物種。二是人工輔助。對于植被情況相對較差的區域，可以補設沙障以及補播草籽，確保植被具有良好的覆蓋率。對于黃土硬梁區而言，主要采用封育以及自然恢復等方式進行生態修復，并且種植適量的苜蓿以及沙打旺等本地植物，有利于采后生態修復。

3 結語

總而言之，煤炭資源的開采造成了很多的安全以及環境問題，比如地表下陷、坍塌以及透水和矸石占地等問題，嚴重威脅周圍的生態環境。因此，應當加強重視和引入綠色開采技術手段，這有利于促進媒體行業的可持續發展。