煤炭工程中绿色开采与应用技术

发表时间:2020/9/8   来源:《基层建设》2020年第13期   作者:王富亭 杨文博
[导读] 摘要:在改革开放的新时期,经济在快速发展,社会在不断进步,多煤、少气等是我国的当前的资源分布情况,随着科技的进步以及对能源需求日益见长的情况下,我国的主要能源供应物还是煤炭资源。
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        摘要:在改革开放的新时期,经济在快速发展,社会在不断进步,多煤、少气等是我国的当前的资源分布情况,随着科技的进步以及对能源需求日益见长的情况下,我国的主要能源供应物还是煤炭资源。开采和使用煤炭的污染我们的环境,我们的国家已经逼近环境承载能力的限制,因此绿色开采和使用煤炭来支持技术的理论基础,探索煤炭资源的绿色开采的发展。
        关键词:绿色开采;煤炭;开采技术
        引言
        中国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一,并且利用煤炭已有几千年的历史,也是世界上发现和利用煤炭最早的国家之一。发展到如今,煤炭作为我国主要能源之一为我国的经济发展带来重要贡献。但是随着开采的力度不断加大,我国的环境压力也越来越重。为了实现采煤的可持续发展,我们必须平衡采煤与环境保护两者之间的关系。因此,发展绿色采煤对于我国的煤矿开采具有重大意义。绿色采煤在采煤技术中的应用是顺应煤矿开采历史潮流的。我们也必将在此方面投入重大研究。
        1煤炭绿色开采
        针对煤炭开采带来的生态和地质环境问题,提出了煤炭资源绿色开采的理念、基础理论和技术框架。煤炭绿色开采是指根据矿产资源开采对环境的负外部性,从广义资源的角度认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源,实现对煤层及共伴生资源的共采或保护;从开采源头减轻采煤对环境的影响或进行环境修复,防止和尽可能减轻采煤对地质环境和其他生态的不良影响,在人类经济活动和自然之间建立起复合的生态平衡机制。
        2煤炭工程中绿色开采与应用技术
        2.1充填采矿技术
        绿色填充技术主要包括水泥接缝填充和置换方法,充填采矿技术的主要目的是防止地表沉陷、改善矿柱受力状态、提供继续向上回采的工作平台等。充填采矿技术主要是利用工业固体废弃物、煤矸石等,不仅可以有效控制矿区的采矿废弃物和土壤沉降,经济效益得以保证,同时还保护了矿区的地质生态环境,避免地质灾害引起的矿山利用问题。在矿业领域,矿产资源开采技术与环境保护密切相关。传统工艺的污染不仅污染环境,而且生产成本高,不适宜使用。为了提高信息技术的使用效率,国家高度重视矿山和矿山的技术创新。在矿区,矿产资源开采技术与环境保护密切相关。传统技术的严重污染不仅会污染矿区的环境,还会造成一定的成本。充填开采技术根据填充材料与运输方式的不用分为干式充填法、水力充填法、胶结充填法。干式充填法应用最早,它的生产效率低,劳动强度大,采矿成本高。充填开采技术的实施要点如下:第一,对矿体进行划分,划分盘区,在盘区内进行矿段划分;第二,实施采矿环境再造;第三,在人工顶柱中预留一定规格的小井作为填充、人行以及通风井;第四,下部的人工底柱中预留放矿口;第五,采用落矿方法进行回采;第六,通过运输机将煤矿运送到地面,然后在完成采矿工作之后,通过人工顶住中预留的填充井下方填充物。
        2.2保水开采技术的应用
        在各种矿产资源开采中,我们最为首要的问题便是考虑开采作业对地下水资源的污染情况,而保水开采技术便能很好实现这一目标。在开采设计环节,相关工作人员需要进行实地考察,充分了解矿产水资源的具体情况,以便为开采设计提供有力依据。在矿产开采中,对于水资源的污染情况会从表面水逐渐延伸至地下水,如果地下水受到破坏或者是污染,最先受影响的便是周边环境,而且随着矿产开采工作越来越深入,水污染情况会愈发严重,不利于矿产企业长远稳定的发展。为此,保水开采技术在采矿工程中的应用意义重大,具体需要在矿产开采过程中,由技术人员应用地面灌浆技术合理保护地下水,以便保障地下水资源在矿产开采中不被破坏,推动采矿工程绿色开采目标的有效达成。


        2.3同时开采
        同时开采是指煤矿资源与瓦斯同时进行开采,煤层中含有大量的瓦斯气体,其气体威胁这矿井的安全,在我国煤矿因为瓦斯气体的爆炸事故数不胜数,从而造成了重大人员的伤,同时给国家带来了经济重大的损失。很多地方都是通过降低矿井中瓦斯气体的浓度把瓦斯排放到大气中,主要是通过通风的方式而进行,这种方式对瓦斯能源造成了巨大的浪费,还对人类的生活造成了困扰,从而人类过着全牛变暖的胜过。相对于瓦斯,瓦斯是一种洁净的能源,对其燃烧,也不会对环境有很大的影响。如果对瓦斯能源的充分的利用不仅仅解决了生态问题,还对我国经济效益性有所提高,加强了我国能源的充分利用。
        2.4条带式开采技术
        条带式采煤技术是指在煤矿开采块段沿一定的方向划分出条带,是一种用保留的条带煤柱支撑上覆岩层,以此控制围岩运动,其面积不应少于开采块段总面积,使地表移动变形保持在允许范围以内的采煤方法。这种条带式采煤法的实质是兼并水平分层采煤法与陷落采煤法 ,具有两种采煤法的优点。该采煤方法需布置采取巷道,根据煤层的具体赋存条件和生产习惯布置,布置好巷道可以形成良好的生产系统。生产系统包括运煤系统、运料系统、通风系统、行人系统。这种采煤方式特点是回采率高、掘进率低、生产工艺简单、安全可靠。
        2.5共采技术
        在传统煤矿开采过程中,经常会受到瓦斯的威胁。若仅
        仅是将瓦斯抽放,虽然是保障了煤矿开采的安全,但是也造成了瓦斯的浪费。几年来逐渐兴起煤与瓦斯共采的理念。煤与瓦斯共采技术核心思想可以总结为一井三用。首先,对煤炭开采区进行规划,将其划分为规划区、采动区及采空区三个部分。规划区瓦斯的抽采方法是地面井进行抽采;采动区由于采动的影响,地层压力急剧降低,同时地层产生大量裂隙,有利于瓦斯的抽采;从传统意义上来讲,采空区瓦斯主要是依靠采空区埋管进行抽取,对于采空区瓦斯的抽取技术有地面直井抽采采空区瓦斯、井下穿层钻孔抽采采空区瓦斯等。
        2.6固体废料的再利用
        在矿产资源采集中,矿物提炼中所形成的矿渣对于环境有着极大的危害,所以需要矿产企业对其加强重视。不过就当前情况来看,我国的矿产废渣应用技术相对落后,所以难以将矿渣价值充分体现出来。为此,要想更好实现采矿工程中绿色开采目标,矿产废渣的处理刻不容缓。而要想更好提升矿产废渣的利用率,要求我们深入分析所开采的矿产资源,以便更好了解矿产废渣情况,然后应用合适的技术手段,对其中的可用资源有效提炼,最后再对反复提炼后的废渣实施无害化处理。通过这种方式,不仅可以很好提升矿产企业效益,推动采矿工程持续稳定与绿色发展,而且还能在很大程度上避免采矿工程周边环境的多次污染。
        2.7地下水优化处理技术
        在煤矿开采过程中需要排放大量的水资源,若不对其进行处理势必会对矿区周边环境造成影响,同时也会造成大量水资源的浪费,从而无法实现循环经济的目的。如果地下水得以优化处理,煤矿企业可以降低开采过程中的水污染程度。在煤矿污水出来中回用是必然发展趋势,将防污与回采有效结合,不仅可以解决煤矿生产中水源供需矛盾,同时还可以有效减少地表水体污染。当前,国内煤矿污水处理的方法有沉淀、混凝沉淀、混凝沉淀过滤等。若只是将处理后直接排放的污水则会选用沉淀或混凝沉淀处理技术,若是将处理后作为生产用水则选用混凝沉淀过滤处理技术;若是将处理后的污水作为生产用水那还需进行消毒、精华以及淡化处理。
        结语
        总而言之,绿色开采技术不只是一种简单的采矿技术与方法,同时还是一种保护生态环境的思想与可持续发展的理念。为此,我们应该对其加强重视,并且清楚认识到传统开采技术中心存在的缺陷,严格遵循绿色开采为中心的协同创新原则,只有这样才能更好推动我国采矿工程的发展进步,有效满足社会发展对矿资源的需求。
        参考文献:
        [1]李治学.浅谈采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].中国科技信息,2013(20).
        [2]秦雷.绿色开采在采矿工程中的重要应用[J].黑龙江科技信息,2012(5).
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