关于煤矿绿色开采技术研究

关于煤矿绿色开采技术研究

郭振

身份证号：654123198710082479

摘要：煤炭资源作为我国最主要的一种基础能源，对于国民经济的进步和发展有着重要的意义。但是，传统的煤矿开采技术会造成严重的环境污染问题。在新形势下，节能环保已经成为时代的要求，这使得煤矿绿色开采技术得以产生。煤矿绿色开采技术是在原有煤矿开采技术基础之上提出的一种新型开采技术，将绿色、节能、环保理念与煤矿开采有机结合，减少煤矿开采中的环境污染问题，提高自然资源保护水平，不断提高煤矿企业的生态效益和经济效益，使煤矿开采工作朝着节能、高效的方向发展。应用煤矿绿色开采技术对煤炭供给侧减污降碳具有重要作用，有利于推动形成清洁生产方式，助力实现“双碳”目标。

关键词：煤矿；绿色；开采；技术

1 煤矿开采中的环境问题

1.1 破坏土地资源

在传统煤矿开采中，露天采煤以及井工采煤的应用较广。这两种方式经济成本较低，但会对自然环境造成严重影响，最主要的就是对土地资源造成破坏，主要表现为剥离、挖损等，使土地的原有面貌遭到严重破坏。持续性的煤矿开采，会使土壤中的有机质越来越少，甚至出现土壤沙化的问题。土壤结构被破坏，水土保持能力下降，极容易出现水土流失。而且，煤矿开采中的金属元素会随着雨水逐步渗入地下水系，这类地下水用于农田浇灌，容易导致农田减产。

1.2 污染水源

在传统煤矿开采中，疏干排水会对地下水资源造成严重的影响，尤其是改变了地下水资源原有的补水条件以及排水条件，水资源循环系统遭到了严重的破坏，导致水源枯竭、水体污染等严重问题。

1.3 影响地质结构

大部分的煤矿资源都处于地表以下，埋藏深度较深。在传统煤矿开采中，需要对地表以下的煤矿进行大面积的挖掘，这会对地质结构造成严重的破坏，甚至导致表土层沉降、地表滑坡等不良地质问题。随着煤矿开采形成了大面积采空区，因未采取合理的填充方式，引起煤层上覆岩层沉降，导致坍塌事故。不仅造成严重的经济财产损失，还会对煤矿工作人员造成威胁。区域内的地质结构遭到了破坏，也会诱发泥石流、滑坡等地质灾害。

2 煤矿绿色开采技术及应用

2.1 保水开采技术

随着节能环保意识的不断增强，煤矿开采中的节能环保工作也受到了人们的关注。煤矿绿色开采技术的应用，为煤矿企业的绿色发展奠定了坚实的技术基础，保水开采技术就是其中最主要的绿色开采技术之一。保水开采技术主要是为了解决传统煤矿开采中水资源污染问题提出的一种新型开采技术。在应用该技术之前，需要由工作人员对煤矿开采区域内的水资源情况进行调查分析，应用回灌技术降低煤矿开采对水资源造成的影响，达到煤矿绿色开采的目的。除此之外，可以在开采中使用地面注胶分层隔离开采技术，保护开采区域的水资源，也可以对二次处理的水资源进行补救，提高区域内水资源利用水平。

2.2 分层注浆开采技术

传统煤矿开采会对土地结构、原有地形地貌造成严重破坏，导致开采区域内植被稀疏、土地资源破坏严重。在新形势下，针对传统开采过程中的土地资源破坏问题，提出了分层注浆开采技术。分层注浆开采技术是利用工业固体废弃物对离层注浆与填充，形成压实体，保证上部岩层及地面不发生变形。应用分层注浆开采技术可以有效规避传统煤矿开采对地质构造以及土壤环境造成的破坏，降低水土流失问题出现的概率。应用分层注浆开采技术，不仅可以对采空区域进行有效填充，减少塌陷问题，还能消耗城市以及矿井周围的工业固体废弃物，实现了节能减排、绿色开采的目的。

2.3 煤矿巷道支护技术

煤炭资源的埋藏深度普遍较深，在实际开采中需要进行深度挖掘。在挖掘中，为了保证运输安全以及工作人员的施工安全，通常会设置巷道。巷道在实际应用中，会受到地壳运动和地质结构的影响。个别施工单位为了降低施工成本，在进行巷道支护的过程中，普遍存在支护技术不规范、管理不科学以及材料不合格等问题，严重影响了煤矿巷道的支护质量。为了对煤矿开采区域的地质结构进行有效的加固，要提高对巷道支护技术的重视程度。结合煤矿特点选择合适的支护方式，并积极应用新型绿色支护材料。

2.4 矸石回填利用技术

在传统煤矿开采中，需要将地表以下的矸石运送到地面。随着开采工作的不断深入，每个煤矿开采区域都会形成一个巨大的矸石山。矸石山如果没有经过有效的处理，不仅会造成严重的空气污染，也会对周边农田造成危害。矸石回填利用技术是以煤矿开采中产生的废料及矸石为基础原材料，对地下采空区进行回填的一种绿色开采技术。在实际应用中，将开采中所产生的矸石通过矿车运输至矸石场，经破碎机打碎后填充到地下采空区内。应用该技术不仅可以消耗矸石，还可以填充地下采空区，确保煤矿开采中不会出现坍塌事故。为了提高矸石回填效率，可以在井下直接将产生的矸石放入矸石袋内，运往地下采空区域，减少升井操作。

2.5 膏体充填技术

由于长期大规模的煤矿开采，出现了大面积的地下采空区。如果不对地下采空区进行处理，很容易造成严重的安全事故，不仅会造成巨大的经济、财产损失，还会对工作人员的生命安全造成巨大威胁。针对地下采空区的充填技术和填充材料逐渐出现。1979年，德国的铅锌矿在开采中首次使用了膏体充填技术，解决低浓度浆体泌水问题。膏体充填技术流程如图4所示，膏体充填技术是把煤矿开采过程中产生的矸石、粉煤灰进行二次加工，形成不脱水的牙膏状浆体，再通过管道运输到井下采空区，对采空区进行适当填充。应用膏体填充技术不仅可以解决地表沉陷问题，还可以提高煤矿资源的采出率。而且，膏体充填技术在实际应用中，可以有效保护地下水资源，具有较高的生态效益和经济效益。

2.6 有毒有害气体与粉尘净化技术

在传统煤矿开采中会产生大量的烟气、粉尘，不仅会对工作人员的生命健康造成威胁，也会对区域内的植被正常生长造成影响。因此，要积极应用有毒有害气体与粉尘净化技术，控制有毒有害气体排放量，减少粉尘外逸。

2.7 煤炭地下气化技术

在传统煤矿开采中会造成严重的环境污染问题，开采过程中存在较多影响因素，难以保障安全，在运输过程中也存在成本过高的问题。所以，在煤矿开采中，可以应用煤炭地下气化技术。煤炭地下气化技术是指通过一定的工艺技术，使煤炭不充分燃烧，在热作用及化学作用下产生可燃性气体。通过煤炭地下气化技术，不仅可以解决传统煤矿开采中的环境污染问题，还可以减少固体污染物。作为一种新型的绿色开采技术，煤炭地下气化技术具有较高的应用价值。但是，该项技术仍有较大的发展空间。

3 结语

传统煤矿开采容易对土地资源、水资源、地质结构以及空气环境造成破坏，严重影响了生态环境。因此新形势下，基于节能环保理念，要积极应用和发展煤矿绿色开采技术，如保水开采技术、分层注浆开采技术、煤矿巷道支护技术、矸石回填利用技术、膏体充填技术、有毒有害气体与粉尘净化技术及煤炭地下气化技术等，不断提高煤矿开采中的环境保护水平。

参考文献

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[2]张宁宁.新形势下煤矿绿色开采技术及应用[J].能源与节能, 2023(2):3.

[3]汪永海.煤矿绿色开采技术的研究与实践[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术, 2022(7):3.

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[5]李醒.探讨新形势下煤矿绿色开采技术及应用标准[J].中文科技期刊数据库(全文版)自然科学, 2021(12):2.