煤礦節能環保的技術措施探討

馬俊

摘 要：冀中能源邯礦集團針對區域地質構造復雜、礦井老化、可采儲量下降等問題，通過優化采掘生產方案、加大復采力度、使用膏體充填等一系列技術措施，有效提高了各礦井煤炭資源的回收率，在減少矸石等尾廢排放的同時，確保煤炭資源能夠吃干榨凈。本文結合邯礦集團生產實踐，對煤礦企業生產中提高煤炭回收率和煤礦節能減排的技術措施進行了探討。

關鍵詞：煤炭開采;回收率;節能環保

煤炭是寶貴的“工業食糧”。由于煤炭資源賦存條件限制，在煤炭資源開采的過程中必然會產生邊角煤遺落、沉陷區地表塌陷、矸石外排堆積等一系列的資源浪費和環境污染問題。過去，由于人們節能環保的意識不強，煤礦生產中多存在粗放開采和矸石隨意外排堆放的問題。隨著當前煤礦企業節能環保意識的增加，如何提高煤炭資源回收率，延長礦井開采壽命，減少資源浪費和尾廢物排放已成為煤礦企業所重點研究的問題。冀中能源邯礦集團針對區域地質構造復雜、礦井老化、可采儲量下降等問題，通過優化采掘生產方案、加大復采力度、使用膏體充填等一系列技術措施，有效提高了各礦井煤炭資源的回收率，在減少矸石等尾廢排放的同時，確保煤炭資源能夠吃干榨凈。本文結合邯礦集團生產實踐，對煤礦企業生產中提高煤炭回收率和煤礦節能減排的技術措施進行了探討。

一、煤炭資源開采中存在的資源與環境問題

一是煤炭資源的壓占和滯留問題。過去人們資源環境意識不強，為了便于大型機械化開采和受開采技術條件影響，采面邊角煤遺漏、煤柱占煤問題比較普遍。此外，受火成巖侵蝕和“三下”壓煤而造成的煤炭呆滯問題也比較突出。這些都導致了煤炭資源的浪費，也限制了礦井開采周期的延長。二是節能措施不到位。礦井通風系統設計不合理，通風阻力較大導致用于通風的電能消耗較大。一些煤礦對于礦井地下水抽采處理后直接排入地表徑流，不僅形成了水資源的浪費，也導致了地下水位的降低。三是矸石等采礦尾廢的隨意外排堆放。不僅占用了土地資源;而且其中的可燃物、重金屬物質的裸露堆放也對周邊的大氣、水土環境造成了污染。

二、煤炭開采中的節能環保措施

1、提高煤炭資源回收率的措施

首先應加強地質勘探，查明區域內地質構造、資源分布的具體情況，以此為煤礦開采設計提供準確的信息和依據。根據實際情況合理布置采區，適當采用大采長、大采高作業。這樣有利于減少掘進工作量和減少上下山煤柱損失，提高煤炭回收率。二是要理順開采流程，在開采近距離煤層及每層群時，應當按照由上到下的順序開采，防止因棄薄采厚而導致資源浪費。隨著支護技術措施的不斷完善，各煤礦還應積極使用沿空留巷、無煤柱跨越、單翼采區跳采等無煤柱開采方式，以減少煤柱占煤。這些采煤技術已在邯礦各礦井中得到廣泛應用，極大地減少了煤柱占煤。四是優化開采設計，提高復雜地質條件下煤炭資源回收效率。比如受火成巖構造和地下水影響較大的郭二莊礦，通過放頂作業、帶壓開采等方式，解放了下組煤，使下組煤得到了回收利用。與此同時，還要盡可能地減少邊角煤留設。通過加減支架和對接工藝，盡可能地將區段與斷層煤柱一同回收。此外，通過開展“三下”采煤技術研究和確定合適采留比，可將采出率提高至60%。

2、井巷設計方面的節能措施

當前邯礦集團很多礦井都處于新老采面交替過渡的過程中，在新采面開拓時，要盡可能地利用原有的巷道和通風系統，減少巷道掘進施工量。為減少礦井巷道風阻，應合理采用中央并列式、分區式和對角式等通風方式，盡量縮短通風線路長度;在巷道轉角或巷道連接段要采用有利于減少風阻的大轉角、緩斜面或圓弧形設計;通過提高井巷維護質量，降低井巷摩擦風阻系數及防止漏風的技術措施，提高礦井通風效率，降低通風能耗。井巷設計時，還要充分利用好鐵路、村莊下永久性保護煤柱布置巷道，減少煤柱占煤;盡量多掘煤巷少挖巖巷，為礦井節能打下基礎。

3、節水措施

地下煤炭開采時，會不可避免地受到地下水的影響。一些礦井為了保證安全生產都會對礦井地下水簡單處理后直接排入地表徑流，這無疑是水資源的浪費。可將地下水抽采并進行必要的凈化處理后，作為工業用水、消防用水、綠化澆灌用水等使用。抽排水泵應選用節能高效的變頻裝置進行控制調節，選用摩擦阻力小的無縫鋼管作為排水管路;同時定期維護排水設備和清除管路污垢，提高排水效率。水泵直接將礦井地下水輸送至高位水池，設計水泵自動控制系統，由水池液位計與變頻器共同控制水泵的啟停，使水泵始終處于高效工況運行，從而節約電能。高位水池可使水以自流的方式供給各單位使用，從而節省了供排水環節的電能消耗。

4、應用膏體充填

采煤所形成的采空區是造成地面沉陷等地質生態破壞問題的根本原因。為了有效治理采空區地表沉陷問題，可研究和推廣使用矸石回填和膏體充填技術。利用碎砂石、粉煤灰、水泥、生活垃圾等制成具有一定液態流動性的漿體;然后再由加壓泵和充填管路將漿體注入地下采空區，待漿體凝固后即可形成堅固穩定的充填體，對采空區形成充填和支撐的作用，防止采空區地表沉陷。膏體充填有助于煤礦地質生態環境保護，既合理利用了生活垃圾、煤灰矸石等廢棄物，同時也減少了煤炭開采對地質生態環境的影響和破壞。

三、結語

邯鄲礦業集團下屬多為一些生產年限較長、可采資源接近枯竭的老舊礦井，并且周邊環境破壞比較嚴重。通過一系列的生產技術革新和煤礦生態環境治理措施，不僅拓展了礦區內的可采儲量，提高了煤炭資源回收率;同時也使原本破壞的礦區生態環境得到了治理與恢復。實現了企業經濟效益與環境效益的共同發展。

參考文獻：

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