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煤炭绿色开采技术

［摘要］煤炭绿色开采技术是近几年广为关注的社会话题,加强对绿色开采技术的研究,有助于减少开采活动对自然环境造成的破坏,推进煤矿产业的可持续发展.将绿色煤炭开采技术分为三个方面,分别从保水采煤、煤与天然气共采、充填开采这三个角度,对绿色开采技术做一简单探究.

［关键词］煤炭开采；绿色技术；保水采煤；煤气共采

［中图分类号］TD823［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2016）30-0150-01

随着能源需求和煤炭总量的持续不断增长,煤炭开采问题愈来愈受到社会的广泛关注.现阶段我国煤炭开采由于相关技术的不全面,导致了一些生态环境问题的出现.如何减少并逐渐避免煤炭开采引起的岩层水与瓦斯的流动、岩层破坏等问题值得我们深入探讨.绿色开采是未来我国煤炭开采技术的重要发展方向,掌握绿色开采技术,对于解决煤炭开采导致的生态问题、提高开采质量具有重要意义.

一、保水采煤

现阶段煤炭开采过程中对地下水资源的危害主要表现为这几个方面：地下含水层的破坏会导致大量地下水排出；地下水体与采空区上方导水裂隙带的贯通,形成地下水降落漏斗导致区域含水层水位下降,对区域水文地质条件造成不良影响；开采产生的地表沉陷对地表内河流、湖泊、井泉原来形态产生影响,严重者会造成部分地表水体干涸.

我国大部分煤炭矿区都位于干旱半干旱地区,在这些地区实行保水开采具有重要的现实意义.煤炭保水开采包括水资源保护、水资源利用和水灾害防治等多项重要内容,不同地区保水技术内涵不一而同.缺水矿区,主要以水资源的保护以及利用为主要技术追求；大水矿区,主要以水灾害防治以及水资源破坏为主要技术追求.

在保水开采过程中,开采要根据开采地区地质环境条件,选择不同工作方法.那些隔水层较薄的区域,应当先对其覆岩破坏规律、水位等因素进行实地考察之后进行保水开采；那些富含水且煤层埋藏比较浅的区域,应当在地下水渗漏问题解决之后再实行保水开采；那些隔水层厚度较大和不存在含水层的区域,是最适合保水开采的地区.矿井水也是保水开采的重要内容之一,经过处理的矿井水可以用于工业,不应该随便浪费.可以采用自然沉降法、过滤法和混凝法对其进行处理.目前,主流的保水开采方法主要是“三下”采煤技术,应用范围比较普遍,借鉴经验较为丰富,可以在采煤区进行推行.

二、煤气共采

我国是世界上煤层瓦斯储存量位列前几位的国家之一,地下煤炭资源几乎与陆上天然气资源持平.在煤炭开采过程中,大量瓦斯气体的排放对采煤安全造成一定危害,过多温室气体的排放也给生态环境带来危害.因此,大力发展煤与瓦斯共采技术,将瓦斯气体实现资源化利用是非常有必要的.

瓦斯在煤层当中的储存状态主要有两种：一,吸附状态,瓦斯以固体分子状态隐藏于煤炭表面和内部,约占煤层瓦斯储存量的90%；二,游离状态,瓦斯以自由气体状态隐藏于煤层缝隙之间,约占煤层瓦斯储存量的10%.煤炭开采过程中引起的煤岩体移动会对吸附态瓦斯和游离态瓦斯运移产生显著影响.

基于不同区域内煤层瓦斯储存状态、参数以及各项指标的差异,应当采用采前瓦斯抽采技术、采动卸压瓦斯抽采技术以及老采空区瓦斯抽采技术,分别对不同阶段不同区域矿区进行煤与瓦斯共采.第一阶段应当先采瓦斯再采煤,煤炭开采前预先将一部分瓦斯抽取,待煤层中瓦斯含量降低之后再继续开采,一则可以保证采煤安全性,二则提高工作面单产效率.第二阶段采取采动卸压瓦斯抽采技术,进行煤与瓦斯共采,根据采煤区域压力显现规律,在最佳条件下进行瓦斯抽采.第三阶段采用老采空区瓦斯抽采技术,采完煤后再次抽采瓦斯.

三、充填开采

充填开采技术是指利用砂子、碎石等外来材料对采空区进行充填,从而抑制地表沉陷以及岩层移动.按照充填位置、充填动力、充填材料以及充填量的不同,充填开采技术可以分为不同类型.以充填位置分类,可以分为采空区充填、冒落区充填、高层区充填；以充填动力的不同,可以分为自溜充填、风力充填、机械充填、水力充填；以充填材料分类,可以分为水砂充填、膏体充填、高水充填；以充填量分类,可以分为全部充填和部分充填.

各地区煤层开采对地表沉陷以及岩层移动造成的影响不尽相同,根据采空区实际情况,应当因地制宜,采取针对性充填方法.一般来说,水砂充填和膏体充填方法是需要重点掌握的两种充填技术.水砂充填指利用管道和水力将砂粒作为充填材料送入采空区,大部分矿区都采用炮采工艺实施水砂充填.膏体充填指将煤矿附近的河沙、粉煤灰、劣质土、风积沙加工成膏体之后,通过管道以重力加压送入采空区,主要遵循实施“浆推水”—轮流充填—实施“水推浆”这三个步骤展开工作.

煤炭开采过程遇到的环境问题如果不加以有效解决,对人类的生存和社会的发展都会带来严重危害.“发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采技术”是指导现阶段煤炭开采的重要工作理念,现阶段我国煤炭绿色开采技术的理论与实践发展尚处于摸索阶段,如何进一步发展绿色开展技术,依旧需要众位技术人员持续不断的探索与研究.

参考文献：

［1］缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望［J］.采矿与安全工程学报,2009（3）：1-13.

［2］黄庆享.煤炭资源绿色开采［J］.陕西煤炭,2008（3）：18-21.

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