煤礦開采技術論文：淺析我國煤礦的綠色開采技術

《煤礦開采技術論文：淺析我國煤礦的綠色開采技術》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。

1、淺析我國煤礦的綠色開采技術　綠色開采是煤炭開采的發(fā)展方向,對提高煤炭采出率、保護生態(tài)環(huán)境和實現(xiàn)煤礦可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。本文分析了綠色開采技術,總結了我國煤礦綠色開采方法的發(fā)展現(xiàn)狀,對科學采礦具有一定的指導意義。關鍵詞:綠色開采;保水開采;煤與瓦斯共采;充填開采;煤炭地下氣化煤炭開采造成巖層移動破壞,引起巖層中水與瓦斯的流動,導致煤礦瓦斯事故與井下突水事故;煤炭開采引起巖層移動,進而造成地表沉陷,導致農田、建筑設施的損壞;煤炭開采形成的大量堆積在地面的矸石,既占用良田,又造成環(huán)境污染;隨著我國礦井開采深度的不斷增加,礦山壓力顯現(xiàn)及沖擊地壓等動力災害發(fā)生的頻次增加,

2、強度增大,危及礦井的安全生產。上述問題若得不到有效解決,在未來幾十年內,隨著能源總需求和煤炭產量的不斷增長,煤炭資源開采所帶來的礦區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境問題將更為嚴重,人類的生存和社會發(fā)展環(huán)境將受到嚴重威脅。根據(jù)我國的能源資源狀況,煤炭作為我國最重要的一次性能源,在未來20年內,其在能源構成中的主體地位將不會改變。2020年我國煤炭消費量將達到40億t。屆時,煤炭產量很可能無法滿足工業(yè)需求。不能再單純地通過提高煤炭的產量緩解煤炭供應的壓力,而應該綜合考慮發(fā)展煤炭循環(huán)經濟,減少煤炭開采對環(huán)境的破壞,而且也應該把“發(fā)展煤炭循環(huán)經濟,實現(xiàn)煤炭綠色開采”作為理念,大力發(fā)展綠色的采煤技術。

3、1　煤炭綠色開采體系煤礦綠色開采以及相應的綠色開采技術,在基本概念上是要從廣義資源的角度上來認識和對待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各種資源?；境霭l(fā)點是防止或盡可能減輕開采煤炭對環(huán)境和其他資源的不良影響。目標是取得最佳的經濟效益和社會效益。根據(jù)煤礦中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,綠色開采主要包括以下內容:水資源保護—“保水開采”;瓦斯抽放—“煤與瓦斯共采”;土地與建筑物保護—“充填開采”;排放矸石占用土地污染環(huán)境—“煤炭地下氣化”等。2003年,中國礦業(yè)大學錢鳴高院士首次提出了煤礦綠色開采的概念和技術體系,隨后明確了實現(xiàn)煤炭資源開采和環(huán)境保護協(xié)調發(fā)展的綠色開采研究目標,

4、為我國綠色開采技術的研究指明了方向。錢院士提出的綠色開采技術體系,綠色開采理論依據(jù):(1)關鍵層理論。(2)開采對巖層移動的影響及移動規(guī)律。(3)水在裂巖體中的滲流規(guī)律。(4)開采后巖層內節(jié)理裂隙分布發(fā)育規(guī)律等。2　保水開采保水采煤在不同的礦區(qū)有不同的技術內涵,缺水礦區(qū)要以水資源保護和利用為主;大水礦區(qū),要以減少水資源破壞和防治水災害為主。因此,保水開采包含水資源保護、水資源利用(煤水共采)和水災害防治等多項重要內容。煤礦開采過程中破壞了地下含水層的原始徑流,大量排出地下水;采空區(qū)上方導水裂隙帶與地下水體貫通,形成大規(guī)模地下水降落漏斗,造成區(qū)域含水層水位下降,直接影響到區(qū)域

5、水文地質條件。采動影響穩(wěn)定后產生的地表沉陷往往影響到地表水體(河流、湖泊、井泉等)的原來形態(tài),造成部分溝泉水量減少甚至干涸;影響當?shù)鼐用裾５纳a生活,進而影響區(qū)域植被生長,甚至土地沙漠化。我國大部分礦區(qū)處在干旱半干旱地區(qū),而每年采煤破壞地下水22億m3,可見保水開采具有重要的意義。3　煤與瓦斯共采瓦斯既是礦井有害氣體也是潔凈能源。因此,應該使其資源化,其技術途徑有:(1)采前抽采:若能在開采前將煤層內瓦斯抽出,則是利用瓦斯改善煤礦安全的最好辦法。但由于我國大部分煤體透氣性低,在本層內抽采瓦斯有難度。(2)煤與瓦斯共采:開采后圍巖壓力降低,大量瓦斯在采空區(qū)釋放,有利于瓦斯抽

6、采,因此形成煤與瓦斯共采體系。(3)廢棄礦井抽采瓦斯。鑒于廢棄礦井煤層經過采動而充滿瓦斯,因而可以利用采動后巖體內裂隙場的分布及鉆孔,將瓦斯抽排管裝在井下、封閉井口后,抽出瓦斯。(4)回風井回收瓦斯。(5)煤與瓦斯共采的技術主要有:留巷鉆孔法、卸壓法等。4　充填開采我國多數(shù)煤礦存在建筑物下、水體下、鐵路下壓煤的問題,充填采礦法對解決這類問題具有重要的意義。充填開采法是用充填材料充填采煤工作面采空區(qū)的巖層控制方法。該法可以緩和工作面支承壓力產生的礦壓顯現(xiàn),改善采場和巷道維護狀況,有效減少地表下沉和變形,提高煤礦采出率,保護地面建筑物、構筑物、生態(tài)環(huán)境和水體。按照充填材料的不同

7、,充填采礦法分矸石充填、水砂充填和膏體充填。4.1　矸石充填利用井下采空區(qū)處置煤矸石的充填采煤方法,既可以減少煤礦固體廢棄物排放,又可以減輕開采沉陷災害、提高礦井資源回收率,是實現(xiàn)煤礦綠色開采的關鍵技術途徑之一。(1)拋矸機拋矸充填。將巖巷和半煤巖巷掘進矸石用礦車運至井下矸石車場,經翻車機卸載后,矸石經破碎機破碎,而后進入矸石倉。通過矸石倉下口,膠帶或刮板輸送機將破碎后的矸石運入上下山,而后由膠帶或刮板輸送機轉載進入采煤工作面回風平巷,再由工作面采空區(qū)可伸縮膠帶輸送機運至工作面采空區(qū)拋矸膠帶輸送機尾部,由拋矸膠帶輸