煤炭資源生態開采關鍵技術的應用

胡志臣

七臺河市煤炭生產安全管理局 黑龍江七臺河 154600

一直以來，煤炭資源的開采與環境保護問題之間存在著很大的矛盾，多年研究表明，煤礦開采對周邊環境影響的主要因素有：煤矸石的污染、粉塵污染、廢水污染以及地質的沉陷，基于這幾點影響因素，在煤炭資源開采中運用生態開采關鍵技術，能夠對其實施有效的控制和治理。

1 煤炭開采過程中對煤矸石的分選與處理技術

1.1 地面煤矸石下井回填技術

采取煤矸石不升井、地面煤矸石下井回填的技術，能夠實現對煤炭資源的合理開采，并防止開采過程中對環境的破壞或地表的沉陷，該技術基本實現了綠色煤矸石處理方式，達到了煤礦開采矸石零排放。經過多年的開采實踐，我國煤礦開采企業都已經積累了許多的經驗，開采技術也日益純熟，煤礦產量呈逐年上漲趨勢，與此同時煤矸石的消化量也越來越多。隨著開采效率的提升和開采環境的日趨復雜化，副井下矸的效率已經無法滿足井下的填充需求，煤矸石的填充效率很難得到提升。面對這樣的問題，煤礦開采相關技術人員在原有填充開采技術的基礎上，研發出了全新的地面矸石下井回填機械化技術，實現了將地表的矸石直接投至井下，由井下礦車運送至填充區，大大提升了工作效率。

1.2 煤矸井下分選技術

該技術實現了在井下建造煤矸分離系統，對煤炭和矸石進行初步篩選，洗選主要利用了浮沉原理，在煤液中加入一定比重的介質，改變液體浮力，使密度較小的煤浮出液面，密度較大的煤矸石則會沉淀下來。浮在液面上的煤會隨著流動作用排出，沉淀下來的矸石將通過刮板運送出槽體，實現了高效的煤矸分離。同時分離出來的矸石直接被送至采空區進行填充，煤炭則升上地面進行二次篩選。

1.3 對洗選和存儲系統進行改造

煤礦開采企業應結合自身產量特點，建立足夠的煤倉，以增加儲煤量的方式使煤炭升井后能夠直接入倉、送洗、裝車，保證過程中原煤不落地，從而改善煤炭粉塵對周邊環境造成的污染。另外還應對洗選技術進行改善，對洗選過程中產生的大量煤泥進行有效處理，將矸石和煤泥的價值最大化，減少污染的同時將其變廢為寶。

2 煤炭開采過程中的井下防塵與除塵技術

煤礦開采過程中，粉塵是其主要污染生態環境的因素，針對粉塵產生的特點和分布情況，可以在傳統的防塵管理基礎上，通過引進高新除塵設備，建立礦區自動化防塵系統，對采煤、掘進、大巷、采區等各個工作點進行綜合系統的自動化除塵工作。

3 煤炭開采過程中礦井上下污水處理與循環利用技術

3.1 地面污水處理系統

煤礦開采中會產生大量污水，為了減少污水排放給生態環境造成的污染，煤礦開采企業應當在礦區附近設立污水處理站，并建立完善的污水循環利用系統。通常采取二級處理的方式，處理流程為：污水先經過格柵將粗大的雜物過濾，由一級污水泵房將污水提升至沉砂池，將水中雜質進一步濾除，然后進入混合池進行生物化學有機物降解，經過一段時間的沉淀后，進入消毒池，消毒后經過二級污水泵房進行排出或再次利用。混合池中的污泥進入濃縮池，經過處理后進入脫水車間進行脫水，可作為農業肥料。

3.2 礦井下的污水處理系統

煤礦開采時所產生污水中的礦化度和含鹽量較高，如不經處理就直接排放，會給河流、土壤及周邊環境帶來十分嚴重污染，對井下的污水需要經過凈化處理后再進行深度處理才能達到回收利用的標準。煤礦企業在開采過程中應利用井下污水處理系統，對礦井污水進行處理回用，處理流程為井下污水通過排水溝匯集，經過格柵濾除大塊雜物后，匯入污水處理設備，通過污水處理系統對其進行固液分離，所產生的污泥脫水后定期升井外運，液體污水繼續在反滲透處理系統中進一步濾除水中顆粒物、懸浮物、膠體等雜質，同時進行有效的殺菌處理，隨后污水再進入反滲透膜堆，利用膜分離技術去除水中的有機物和細菌，使水體達到再次利用標準。

4 煤炭開采過程中的沉陷地生態治理技術

隨著煤礦開采深度和范圍的逐漸增加，促進經濟發展的同時，給周圍環境帶來的影響也日益嚴重，開采沉陷問題是礦區主要的生態環境災害，不僅造成道路或土地塌陷、積水、破壞農田和房屋，還會加劇土地的荒漠化、破壞植被、水源枯竭等問題，破壞著礦區生態環境的同時還給周邊居民的生存造成一定威脅。為了對開采沉陷區進行治理，改善周邊生態環境，可以借鑒行業中先進成功的技術，對煤礦開采區域開展生態化的建設，建立起集胡泊、園林、綠化等景觀為一體的特色生態園，改善區域內的生態環境，使礦區生態實現平衡，在推動經濟發展的同時重視與自然的協調性，為生態環境保護創造良好的客觀條件，既符合可持續發展的戰略目標，又恢復了沉陷區域的生態環境。另外煤礦企業還可以與高校等科研單位合作，研究利用煤矸石回填沉陷區域進行造田的科學技術，采取合理的設計方案，對沉陷地進行治理，將煤矸石的回填落實到位，并對回填完成的土地進行檢測和利益分析，最終得出結論，回填煤矸石造田不僅具有較好的生態環境保護價值，還能取得較為可觀的經濟效益。通過對沉陷地的生態治理，采取以上方式均能改善沉陷地的生態環境。

5 結語

在煤礦開采中運用煤炭資源生態開采關鍵技術，能實現對周邊環境的有效保護，在不影響生態的前提條件下，實現順利的開采，同時保證了經濟效益的提升，未來生態友好型、綠色循環型的礦區開采必然是行業發展的趨勢，不僅能解決生態環境的破壞問題，在巨大的社會經濟效益中，還實現了資源開采的可持續性，具有十分重要的現實意義。