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绿色开采技术在煤矿作业中的应用与发展
来源:绿盟  日期:2016-05-20  浏览量:1133  文字:【 】【加粗】【高亮】【还原

 

陈晓强

一、       对于“绿色开采”的基本概念分析

煤矿“绿色开采”指的是在煤矿开采的过程当中,严格遵守绿色工业理念与原则,应用一些先进、环保的煤矿开采技术,实现“低开采、高效率、低排放”,减少煤炭能源生产对环境造成的污染,使煤炭能源的生产开发能够与自然环境想协调,最终达到科学、环保可持续发展的目标。就当前的实际情况来讲“绿色开采”还处于初步阶段,但它是保障煤矿企业未来发展的核心战斗力,也是煤矿开采技术发展的必然趋势。任何有利于煤矿开采效率,且不会对自然生态环境造成破坏的理念、技术均能归为其中,但它仍需要有坚实的理论基础与先进的技术工艺,还有来自国家政策与社会各界的帮助与支持。

要对“绿色开采”进行科学、严谨划分的话,它囊括了社会学科、工程技术学科以及自然学科等。它们需要研究的主要内容包括了各种各样的理论、技术,比如矿产开发效益效果评价、生态矿业系统分析、土地与建筑物保护与生态重建技术、固体废弃物利用技术、报水开采技术、矿产资源清洁开发与加工技术、矿区资源环境安全与监测预警、瓦斯浓缩利用技术、矿区废弃地生态修复技术等等。

研究、发展并在实际生产过程中应用“绿色开采”理念技术,是未来煤矿生产的必然发展趋势。所以,应当从煤矿生产的源头出发,通过对相关理念、技术进行优化与提升,朝着科学化、绿色化方向发展,使煤矿开采实现高效、环保、安全,这是我国煤矿产业得以实现可持续发展的基础,也是我国社会经济稳步向前发展的一大支柱。

二、       当前我国煤矿开采中自然生态环境问题分析

当前,在煤矿开采、生产过程中,对生态环境造成的问题主要有废水排放、地面塌陷、水土流失等。我国大多数的煤矿对于采空顶板的处理都采用的是冒落法,这就较为容易引起地面陷落与沉降,进而对桥梁、铁路以及其他管线造成严重的破坏,而水土流失、土壤盐渍化以及农田塌陷等又会对农业的生产发展造成障碍。还有在煤矿生产、开采的时候,必然会有矿井水生产与排出,据近年来的数据统计显示,目前我国矿井每一年会有22亿m3的水排放量,这些废水的排出会对自然生态环境以及人们的生活健康造成威胁。另外,在煤矿的生产、开采过程当中,还有可能会产生对自然生态环境以及人类健康有害的气体物质,如甲烷和硫化物等。尤其是以甲烷为主的煤矿瓦斯,我国煤矿每年大概有70m3到190亿m3的排放量,从作者收集的数据来看,建国至今共有1500多次的煤矿瓦斯事故发生,严重的阻碍了我国煤矿的正常开采。

三、       绿色开采技术在煤矿作业中的应用

(一)      保水开采技术

这种绿色开采技术能够对煤矿采场底板突水起到防治作用,对自然生态环境中的水资源起到保护作用,使矿区的水文环境在开采作业下所受的扰动尽可能低于该地理区域的水文环境容量。这种开采技术主要研究的是煤矿开采后地下水漏斗形成机理以及上覆岩层破断规律,然后针对性的对相关开采措施进行改良优化,最后使煤矿水资源得到综合的利用与保护。

(二)      填充开采法

当矿井某些区域被采空后,利用其它可用的固体废弃物对其进行填充,他可以分为胶结充填法以及非胶结充填法两种。以这样的方式方法可以防止矿井采空后引起的地表沉陷,使矿区的地质生态环境得到保护,这是实现“绿色开采”的一个重要内容。

(三)      煤层巷道支护技术

将普通的支护法等单一的技术应用到软岩巷道中,很难取得理想的作用效果,所以应当采取其他更具针对性的支护方法。第一,一方面可以增强喷层或网的刚度与强度,另一方面也可以在一些局部地方添加储梁支护,使破碎区无法向更加深处的地方延伸;第二,在确保煤层巷道安全性的基础之上,允许围岩有一定程度的变形,使其能量得到释放,然后通过二次支护加大强度,进一步确保煤层巷道的安全;第三,对软岩巷道采取后壁支护措施,使围岩的变形起到遏制作用,使其自身的受力状态得到改善。

(四)降低矸石排放

要减少矸石的排放量,可以将其应用到填充法中。另外,还可以将其应用到其他领域当中,比如制作硅肥、回填路基、生产水泥以及制备泡沫混凝土等,这一方面能够有效降低矸石排放量,另一方面还能够促进其他领域发展,一举双得。

(五)地下气化

地下气化是在可控性的条件之下,使煤炭进行燃烧,然后获得可燃气体的技术过程。从本质上来讲,它是通过化学方法从煤炭中提取出含有能量的组成部分,变物理采煤为化学采煤,因为具有效率高、投资少、安全性好以及污染少等优点,被誉为第二代采煤方法。煤炭地下气化燃烧后的灰渣留在地下,采用充填技术,大大减少了地表下沉,无固体物质排放,因此煤炭地下减少了地面环境的破坏,这是其他洁净煤技术无法比拟的。地下气化煤气可以集中净化,脱除焦油、硫和粉尘等其他有害物质,甚至可降一氧化碳经地面变换后,采用分离技术将二氧化碳分离出来储存或作其他用途,从而达到洁净煤气,因此,地下气化有利于解决大气污染问题。

四、       结束语

随着社会经济的发展,在可持续发展的总战略目标下,实现煤矿“绿色开采”是社会、经济、环境共同的需要,是坚持以科学发展观统领经济发展全局,努力建设资源节约型、环境友好型社会,建设创新型国家的必然要求。

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