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1、淺談煤礦綠色開采的技術(shù) 摘要：目前我國(guó)煤礦開采的技術(shù)不容樂觀，嚴(yán)重影響了安全以及生態(tài)環(huán)境，煤礦的綠色開采技術(shù)將是中國(guó)煤礦發(fā)展的必然方向，煤礦綠色開采技術(shù)體系將為實(shí)現(xiàn)煤炭的高效開采、資源節(jié)約和環(huán)境友好提供重要保障，對(duì)實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義?！ ￡P(guān)鍵詞：綠色開采；巖層移動(dòng)；技術(shù) 一、中國(guó)煤礦開采存在的問(wèn)題 1.1安全問(wèn)題 中國(guó)煤礦的安全事故有著生產(chǎn)工藝落后、安全生產(chǎn)意識(shí)薄弱、科學(xué)技術(shù)投入不足、經(jīng)營(yíng)管理不善等諸多客觀原因；同時(shí)，由于煤炭的開采造成了上覆巖層的移動(dòng)破壞，破壞了地下含水層原始的徑流通道以及瓦斯的流
2、動(dòng)，造成了許多煤與瓦斯突出、透水以及沖擊地壓災(zāi)害事故的發(fā)生。礦井采掘引起的水土流失、地面塌陷、沙漠化以及煤矸石露天污染等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題也日益突出。 1.2環(huán)境問(wèn)題5 中國(guó)煤炭地下開采的采空區(qū)主要采用全部冒落法管理頂板，造成地面的塌陷和沉降，引發(fā)了井水水位下降，鐵路、橋梁和地面管網(wǎng)設(shè)施以及地面建筑的破壞，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年中國(guó)有16000余座煤矸石山，歷年累計(jì)堆放的煤矸石量約45億t，約有140多座煤矸山具有自燃現(xiàn)象，占用土地面積約1.5萬(wàn)km2，瓦斯及煤矸石自燃產(chǎn)生的硫化物直接排放造成了嚴(yán)重的大氣污染?！ 《?、煤礦綠色開采體系和
3、框架構(gòu)建 錢鳴高院士從資源與技術(shù)的角度闡述了煤炭綠色開采的定義，即是從廣義資源的角度認(rèn)識(shí)和對(duì)待煤、瓦斯、水、土地等一切可以利用的資源；基本出發(fā)點(diǎn)是從開采的角度防止或盡可能減輕開采煤炭對(duì)環(huán)境和其他資源的不良影響；目標(biāo)是取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。綠色開采的概念體現(xiàn)了煤礦開采在現(xiàn)有基礎(chǔ)理論、方法和技術(shù)上應(yīng)遵循安全、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的原則，以人為本，創(chuàng)建資源節(jié)約、環(huán)境友好、低碳生活以及節(jié)能減排的新理念。煤礦的地下采掘活動(dòng)造成的安全和環(huán)境問(wèn)題源于采礦活動(dòng)造成的巖層移動(dòng)以及破壞，從而引起巖體周圍的應(yīng)力場(chǎng)、地壓、節(jié)理裂隙場(chǎng)以及瓦斯水體
4、運(yùn)移場(chǎng)等的相關(guān)變化，因此，煤礦的綠色開采必須以先進(jìn)的科學(xué)理論為基礎(chǔ)進(jìn)行研究。目前，綠色開采理論依據(jù)主要有：關(guān)鍵層理論，采掘活動(dòng)對(duì)巖層移動(dòng)的影響及移動(dòng)規(guī)律，開采后巖層節(jié)理裂隙分布發(fā)育規(guī)律，水與瓦斯在裂巖體中的滲流規(guī)律，巖體應(yīng)力場(chǎng)分布規(guī)律及巖層控制技術(shù)等?！ ∶旱V綠色開采的關(guān)鍵技術(shù)主要包括煤與瓦斯共采技術(shù)、充填與條帶開采和離層注漿減沉技術(shù)、保水開采技術(shù)、煤炭的地下氣化技術(shù)以及煤巷支護(hù)和矸石井下處理技術(shù)等，這些技術(shù)構(gòu)成了煤礦綠色框架的關(guān)鍵部分。 三、煤礦綠色開采的主要技術(shù) 3.1保水開采5 資料顯示，中國(guó)國(guó)有煤礦具有透水性危險(xiǎn)的礦
5、井占50%，且透水危險(xiǎn)性越來(lái)越重。煤炭工業(yè)的發(fā)展依靠水資源的開發(fā)和利用，保水開采就是在采煤活動(dòng)中對(duì)水資源進(jìn)行保護(hù)和對(duì)礦井水進(jìn)行資源化利用，特別是陜西、甘肅、內(nèi)蒙古以及山西等缺水地區(qū)要注重對(duì)水資源的保護(hù)和利用，對(duì)于水資源豐富的地區(qū)要減少對(duì)水資源破壞的透水事故的發(fā)生，將保水開采技術(shù)作為綠色開采的重點(diǎn)。關(guān)鍵層理論認(rèn)為，煤炭開采以后，破壞了原始的水體徑流，隨著上覆巖層中關(guān)鍵層的斷裂，在該區(qū)域內(nèi)會(huì)形成地下水的下降漏斗。地下水能否恢復(fù)，取決于隨著工作面的推進(jìn)，上覆巖層是否含有軟弱巖層經(jīng)過(guò)重新壓實(shí)導(dǎo)致裂隙的閉合而形成隔水帶。若存在隔水帶，隨著各
6、種地表水及地下水的補(bǔ)給，水位逐漸恢復(fù)。若無(wú)軟弱巖層，則不能形成有效的隔水帶，造成水資源的滲漏干涸，需對(duì)裂隙進(jìn)行注漿處理，技術(shù)難度較大，要實(shí)現(xiàn)保水開采，還需進(jìn)行大量的研究?！ ?.2煤與瓦斯共采 煤與瓦斯共采技術(shù)充分利用采煤過(guò)程中巖層移動(dòng)以及破壞對(duì)瓦斯的卸壓作用提高瓦斯的抽采率，在煤層開采時(shí)形成采煤和抽采瓦斯2個(gè)完整的開采系統(tǒng)，即形成“煤與瓦斯共采”5技術(shù)。實(shí)踐表明，一旦采掘活動(dòng)引起巖層的移動(dòng)，則會(huì)使?jié)B透率很低煤層的滲透率增加數(shù)十倍，從而為瓦斯的運(yùn)移和涌出創(chuàng)造條件，有利于瓦斯的抽采，而且抽采出的瓦斯作為一種潔凈能源，被廣泛地應(yīng)用在
7、工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域。這對(duì)中國(guó)開展煤層瓦斯采前預(yù)抽是極為不利的，以袁亮院士為代表的科研項(xiàng)目組，提出的快速留巷Y型通風(fēng)方式對(duì)卸壓瓦斯的抽采，實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯的共采技術(shù)，在克服低滲透性瓦斯難抽采現(xiàn)狀的同時(shí)，降低了瓦斯的安全隱患，改善了礦工的作業(yè)環(huán)境。實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯的共采技術(shù)關(guān)鍵是提高煤層的透氣性以及抽采工藝的優(yōu)化，以節(jié)理裂隙分布規(guī)律和煤層卸壓對(duì)瓦斯運(yùn)移規(guī)律為理論基礎(chǔ)，加強(qiáng)煤與瓦斯共采技術(shù)的創(chuàng)新。尤其針對(duì)全國(guó)的高瓦斯煤層，需要在實(shí)踐中不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，增強(qiáng)煤層滲透率，提高瓦斯抽采率，加強(qiáng)煤與瓦斯共采技術(shù)的研究，爭(zhēng)取最大限度地推廣該技術(shù)的應(yīng)用。 3
8、.3充填開采 充填綠色開采技術(shù)為解決“三下”壓煤?jiǎn)栴}、矸石山問(wèn)題、地面沉降問(wèn)題以及采空區(qū)瓦斯問(wèn)題提供了有效的解決途徑。充填開采是將煤矸石、粉煤灰以及河砂等充填材料用于充填采空區(qū)，從而提高資源的利用率、控制地面沉降與塌陷，同時(shí)還可以消耗地面的固體廢
