浅谈煤炭资源的绿色开采

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1、浅谈煤炭资源的绿色开采摘要:摘要:针对传统煤炭开采导致的环境破坏等问题，提岀煤炭开采应进行绿色开采。阐述了绿色开采的必要性和理论基础，通过开展煤炭绿色开采技术探索研究，总结了煤与瓦斯共釆、保水开采、减沉技术、歼石充填和煤炭地下气话等煤炭绿色开采技术，分析了煤炭绿色开采技术及其应用，并结合实际提出煤炭绿色开采建议。关键词：绿色开采，煤与瓦斯共采，保水开采，歼石充填1引言随着世界能源形式的持续紧张,我国对煤炭的需求量急剧增长。然而伴随着煤炭产量增长的同时，因煤炭开采所引起的坏境问题也H益突出。近年来国内外许多专家、学者对于矿产资源的开采、利川、坏

2、境、牛态及可持续发展问题均有系统的研究，并提出了绿色开采技术体系。绿色开采技术立足于煤炭开采的源头，通过对采煤方法和工艺、岩层控制及相关技术的研究，改变传统采煤丄艺造成的生态与坏境问题，实现煤炭资源的环保、肓效、高回收率和安全开采，根木解决煤炭开采资源采出率低、地表沉陷与卞态坏境破坏严重等问题，实现采矿工业的可持续发展。近儿年来，我国的绿色开采理论有了长足的发展：现己构建了煤炭资源绿色开采的理论与技术框架，初步建设了绿色开采的实验研究平台，在绿色开采技术的一些方面取得了突破和进展。2煤炭绿色开采2.1煤炭绿色开采的内涵矿区开采对环境的破坏和污

3、染表现为：①对土地资源的破坏。地下开采主要表现为地表塌陷和肝石山的压占；②对水资源的破坏和污染。表现为人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的白然疏干。开采形成的污水和废弃物可能污染水资源；③对人气环境的污染。主要來H矿井排出的煤层瓦斯和煤矿斤I：石山的白燃所形成的废气。绿色开采概念的就是针对以上破坏和污染而提出的，所以绿色开采的内涵主要表现在,改革开采技术减轻对地表的扰动和水土的破坏，减少废弃物排放;矿山废弃物的资源化利用,实现循环经济。2.2煤炭绿色开采的基本思想改革开采技术，形成开采与环境协调发展：煤炭开采对环境的影响很多是不可逆

4、的，尤其在牛态环境比较脆弱的西部地区大规模开釆对环境的影响不可忽视。长期以來，煤炭开采技术主要是保证安全、提高回收率、高产高效。显然，必须要形成“资源与环境协调开采技术”，使开采导致的环境破坏控制在环境允许容量内。煤矿资源开采与地而环境建设一体化：必须在开采地下资源的同时，进行地面的环境保护和绿化作为补偿，实现地下与地面的一体均衡发展。提们资源开发环境损害故小化：必须要依靠技术进步，在损害环境最小的状态下取得最大量的资源或者在同样环境损害状态下达到最大资源回收率,使得环境损害/单位资源最小。23绿色开采技术的理论基础开采的环境问题都由采动所引

5、起，与开采后造成的岩层运动有关。岩层运动使岩体松动，形成岩体内“裂隙场”，由此影响离层的发育状态及位置和地表沉陷，从而改变了瓦斯与地下水在裂隙岩体内的渗流规律。因此，绿色开采的理论基础为：①采动岩体“节理裂隙场”分布以及离层规律；②开米对地表的影响规律；③液体与气体在裂隙岩体中的渗流规律;④岩层控制（主要是煤巷支护）与岩体应力场分布规律。岩层屮的关键层对整个岩层运动及岩体内“裂隙场”起控制作用，与绿色采矿密切相关，岩层控制的关键层理论是绿色采矿的基础理论。2.4绿色开采技术体系综述绿色开采技术体系主要包括以下内容：①水资源保护一形成“保水开采

6、技术”；②十•地与建筑物保护一形成离层注浆、充填与条带开采技术；③瓦斯抽放一形成“煤与比斯共采”技术；④煤层巷道支护技术与减少祁F排放技术；⑤地下气化技术。这些内容构成的绿色开采技术体系简要表达如图lo排放肝石理论占用土地污染环境绿色开采技术体系图1绿色开采技术体系3绿色开采技术3.1煤与瓦斯共采技术煤层气即瓦斯，长期以来被看作危害矿井安全的罪魁祸首，以往煤矿对其处理方法都是肓接排入人气，这在一定程度上加剧了全球的温室效应，也是一种资源的浪费。煤层气作为一种高效、清洁的能源，其屮蕴藏着巨人的经济效益、环境利益。我国的煤层气储量非常丰富，有着十

7、分广阔的应用前景。绿色开釆技术中的煤与煤层气共采技术，利用煤炭开采过程屮岩层移动形成的离层与裂隙分布规律，及开采卸压原理，使原聚集在煤炭微裂隙小的瓦斯通过“导气”裂隙逐步释放，实现煤与煤层气共采。近年来，随着对关键层破断前后裂隙分布规律以及釆动矿山压力引起的岩层移动规律的深入研究，我国学者提出了“0”形圈理论。当釆空区面积达到一定值后，“导气”裂隙的分布呈现“0”形圈特征（见图2）。它是正常回采期间邻近层卸压瓦斯流向采空区的主要通道,这对卸压比斯抽放具有重耍息义。巳、悝*匡竖更凶糾味图2采动裂隙的“0”形圈分布规律3.2保水开采技术我国水资源

8、分布很不均衡，约有70%的矿区缺水，尤其西部矿区缺水更为严重，对于西部矿区保水开采是绿色开采的主要内容。矿区开发大量使用地表水和地下水，煤炭开采要对地下水资源人为疏