新形势下煤矿绿色开采技术的应用探讨.pdf

CHINA COAL VISION煤炭新视界煤 矿 采 掘1煤矿开采中常见的环境问题1.1 破坏土地资源煤矿开采往往涉及大规模的采掘作业，会导致土地表面被破坏或土质退化1。在煤矿开采过程中，大量岩土和煤炭被挖掘出来，会形成大量的开采坑塘、塌陷区、废弃物堆积区，形成对土地的永久性破坏，这些区域大多无法再作为农业、林业或其他生产用地。地下煤层被开采后，会引起地表沉降现象，也会对建筑物和基础设施造成破坏。露天开采还会增加水土流失的发生率，甚至出现土壤沙化问题。1.2 污染水源煤矿开采过程中，需要使用大量的水资源进行冲洗、降 尘 和 冷 却 等 作 业，这 会 导 致 水 资 源 消 耗 和 污染2。煤矿废水中含有大量悬浮物、重金属等污染物，如果不经过处理直接排放到水体中，会对水环境造成严重破坏，影响水生态系统的健康。同时，煤矿开采中的金属元素还可能伴随雨水下渗到地下水系，农田灌溉中若直接应用这类地下水，会降低农业产量，甚至损害民众健康。在传统的煤矿资源开采模式下，废水排放不科学必定会对地下水资源产生不良影响。一方面可能引起地下水补给、排泄条件发生变化；另一方面可能破坏水资源循环系统，致使水资源总量大幅度减少，产生水体污染等问题。1.3 破坏地质结构煤炭是古代植物沉积在地底，经几亿年高温高压所形成的，大多数煤炭资源深埋于地表之下，因此需根据实际情况选择适合的开采技术。在传统的煤矿开采模式下，采掘地表下煤炭，会一定程度破坏既有的地质结构，致使表土层沉降、滑坡，形成不良地质问题。同时，地下煤层被开采后，煤矿底板上的岩石可能会垮塌，使顶板冒落产生空洞，从而破坏地质结构的完整性，如果未能对采空区进行填充，煤层上覆岩层将大量沉降，容易发生坍塌事故。此外，煤矿开采过程中，地下空洞的形成和地表沉降会导致地应力重新分布，进而引发地震活动，对地质结构造成破坏，导致地层错动和断裂，进而影响地下水的流动和地下岩层的稳定性。不仅如此，因煤矿开采形成的地下空洞和地表沉降导致的地质结构破坏和变形，还会增加其他地质灾害的发生率，如地面塌陷、地下水突涌等。1.4 空气污染煤矿开采过程中会产生瓦斯等多种有毒有害气体，如果不注重对空气污染的治理，则可能引发严重的环境问题。例如，二氧化碳大量排放，会引起温室效应。在 工 业 化 高 速 发 展 过 程 中，煤 炭 需 求 量 不 断 增加，对煤矿资源的开采要求也明显提高，而开采强度与有毒有害气体的排放量之间存在正比关系，开采量越大，有毒有害气体、粉尘的产出量越高。粉尘大量散播到空气中，空气洁净指数会随之下降，不仅植被无法正常生长，民众的身体健康也会受到严重威胁。除此之外，在特殊条件的作用下，可能发生煤炭自燃现 象，不 仅 会 污 染 空 气，还 会 威 胁 民 众 的 生 命 财 产安全3。2新形势下煤矿绿色开采技术及应用2.1 保水开采技术随着可持续发展理念的深入贯彻落实，各领域的节能环保意识在不断增强，尤其是高能耗、重污染行业，更需将绿色节能作为行业转型发展的切入点，通新形势下煤矿绿色开采技术的应用探讨陈光勇（六盘水市水城区阿戛能源管理站，贵州 六盘水 553000）摘要：在矿产资源大规模开发过程中，传统的开采技术逐渐暴露出对环境的污染及破坏等问题，不利于生态环境保护，也不符合新形势下的绿色环保理念。为了解决煤矿开采带来的环境污染问题，文章对煤矿开采中常见的环境问题进行分析，介绍新形势下煤矿绿色开采技术，并总结技术应用要点。关键词：煤矿；绿色开采技术；环境保护中图分类号：TD82文献标识码：A127煤炭新视界CHINA COAL VISION煤 矿 采 掘过调整生产模式，减少污染问题。基于此，在煤矿开采阶段，需重视绿色环保，强化对绿色开采技术的应用，以推动煤矿企业的可持续发展。其中，保水开采技术能够有效解决传统开采模式下的水资源污染问题，因此目前在煤矿开采作业中得到了广泛应用。首先，进行保水开采前，需对煤矿开采区的水资源情况进行全面调研及分析，合理划定煤矿开采区域和保护区域，在保护区域内严格限制或禁止煤矿开采活动，以保护地下水资源的完整性和稳定性。其次，加强对回灌技术的应用，将开采作业对水资源的不良影响降至最低，从而实现绿色开采目标。最后，在开采环节可应用地面注胶分层隔离开采技术，以便充分保护保护区域内的水资源，还可采用合理的排水方案，确保煤矿开采过程中地下水位的变化在可控制范围内，从而减少煤矿开采对地下水资源的浪费。2.2 矸石回填技术在传统的煤矿开采模式下，需要将矸石回运至地面，随着开采量的增加必定会在开采区内形成“矸石山”，如 果 处 理 不 及 时、不 到 位，会 产 生 空 气 污 染 问题4。为了提高矸石处理效率，可直接将将矸石统一运输到矸石场打碎，作为回填材料填充到地下采空区，从而有效避免煤矿开采中的坍塌事故。需要注意的是，以矸石回填空洞时，需要控制矸石的稳定性和密实度，以确保回填体的稳定性与安全性。还可以将矸石直接运输到采空区，以此减少升井作业，实现快速填充。此外，还可对矸石进行再加工利用，以其为原料生产建筑材料、路基材料等，进而减少对天然资源的开采，降低建筑材料的生产成本，实现资源的循环利用。2.3 膏体充填技术膏体充填技术是煤矿绿色开采中常用的一种充填支护技术，是通过将膏体（煤矸石、水泥等混合物）充填至采空区中，填充空隙并形成坚固的支护体，从而提高矿井的稳定性与安全性。例如，在采煤过程中，为了保持矿井稳定，常常需要保留一定的煤柱，将膏体充填至煤柱中，提高煤柱的稳定性，防止煤柱塌陷和损坏。在煤矿开采过程中会形成大面积的地下采空区，若处理不及时，可能会发生坍塌等安全事故。而采用膏体充填技术，能够有效解决地表沉陷问题，进一步提升资源产出效率，并实现对地下水资源的保护。2.4 煤炭地下气化技术由于传统煤矿开采过程中缺少绿色环保技术的支持，极易出现环境污染问题，加之开采环节的影响因素较多，煤矿开采的效率及安全性很难保证5。因此，需遵循煤矿绿色开采理念，加强对煤炭地下气化技术的应用，通过化学作用及热作用，将煤炭转化为可燃性气体，以减少固体污染物的产生，实现对煤炭资源的高效利用。相较于传统的煤炭开采方式，煤炭地下气化技术可以开采更深层的煤炭资源，扩大煤炭开采范围，提高煤炭资源利用率。由于煤炭地下气化是在地下进行的，无需开采煤炭和矿石，所以可以避免对地表矿山的破坏。同时，将煤炭中的硫和氮等有害物质转化为固体残渣，能够减少大气污染物的排放量。此外，转化的合成气可以作为燃料，用于发电、供热和工业生产等领域，相较于直接燃烧煤炭，合成气可以提高能源利用效率，并减少二氧化碳等温室气体的排放量，具有环境保护及节能作用。2.5 煤矿巷道支护技术由于煤炭资源大多处于地下环境，有一定的埋藏深度，为了提高开采及煤矿资源运输过程的安全性，需按规定设置巷道，起到对作业空间的支护作用，以此增强煤层强度，起到加固薄弱区的作用，有效规避开采中的坍塌风险6。采取适当的支护措施，如钢支护、锚杆支护等，可以有效分散地层和岩石中的压力，减少巷道的变形和开裂现象，防止煤炭和岩石坠落，降低安全事故的发生率。进 行 煤 矿 开 采 时，应 根 据 煤 矿 的 实 际 情 况 及 特点，选择适合的支护方式，同时加强对新型绿色支护材料的应用。例如，钢架支护、预应力锚杆支护等。在巷道中预埋预应力锚杆，通过施加预应力，使锚杆与巷道结构紧密结合，从而提高巷道的承载能力和稳定性。煤矿巷道支护技术的主要目的是防止巷道出现塌方、冒顶、冒底、冒煤等事故，确保矿工的人身安全和设备的正常运行。由于该技术目前不够成熟，在使用中需结合矿山的管理和操作规程，进行科学的设计和施工，保证支护措施的有效性、可靠性。3煤矿绿色开采技术应用要点3.1 积极引进先进的绿色开采技术在新形势下，煤矿开采作业需要遵循绿色开采理念，并根据实际情况选择适宜的绿色开采技术。首先，可分析绿色开采技术的应用现状及成效，加强动态监控，找准方向，优化、完善绿色开采技术，深挖先进技术的应用价值。其次，煤矿企业在实践中应不断总结经验，持续改进和优化技术，对绿色开采技术进行项目评估和效果 监 测，及 时 发 现 问 题 和 不 足，并 采 取 相 应 的 改 进措施，再次，可与其他企业或行业合作，共享经验和技术，推动绿色开采技术的不断更新和升级。最后，应不断收集、分析绿色开采技术在实践应用中的数据信息，再根据实际情况针对性地调整开采方案，此举能更充分地发挥绿色开采技术的优势，从128CHINA COAL VISION煤炭新视界煤 矿 采 掘而有效提高绿色开采技术的应用效果。3.2 注重技术的适用性不同煤矿绿色开采技术的适用性存在差异，需要根据实际情况选择更加便于操作的技术，确保技术运用能够达到预期目标。煤层厚度及开采深度等，都是技术选择中的参考指标，需经过勘察及计算，加强对这些参考指标的控制，从而构建出安全可靠的开采环境。选择及应用绿色开采技术前，应对开采环境进行考察及调研，分析各类绿色开采技术的可操作性，确保绿色开采作业顺利进行。应用绿色开采技术的过程中，可通过改进工艺流程、优化设备配置和操作方法等措施，减少能源和资源消耗，提高绿色开采技术的应用效率。3.3 构建绿色生产制度当前，应将煤矿绿色开采作为一项持续性工作，在长期坚持的基础上，不断优化及完善绿色开采技术。可通过构建绿色生产制度，推动煤矿绿色开采技术的应用和发展，实现煤矿开采过程中对环境的保护及对资源的高效利用。其中，构建绿色生产制度的第一步是建立健全法律法规体系。相关部门应完善相关法律法规，明确煤矿绿色开采的要求和标准，规范煤矿企业的生产行为，从而为绿色开采技术的应用提供法律依据和保障。同时，应建立健全监管机制，包括监测和评估、执法和处罚、社会监督等方面的内容，通过加强对煤矿绿色开采技术应用的监管，确保企业能够遵守相关法律法规和环境保护要求，合理、规范地应用绿色开采技术。4结语综上所述，煤矿资源作为推动国民经济发展的重要保障性资源，其需求量不断增长，而传统开采模式对环境有一定的影响。为了缓解煤矿开采造成的环境破坏及污染问题，应积极采用绿色开采技术，同时通过优化技术、资源配置等方式，提高开采效率、充分保障采矿安全、提升环境保护效果。参考文献：1李醒.探讨新形势下煤矿绿色开采技术及应用标准J.自然科学，2021（12）：26-27.2任君凯.新形势下煤矿绿色开采技术及应用J.能源与节能，2020（6）：60-61.3田世康.新形势下煤矿绿色开采技术及应用J.中国石油和化工标准与质量，2020（10）：226-227.4王宁.新形势下煤矿绿色开采技术及应用J.资源节约与环保，2019（10）：147-148.5夏飘.低碳经济背景下煤矿绿色开采技术应用探讨J.内蒙古煤炭经济，2022（9）：130-132.6秦容军.我国煤炭开采现状及政策研究J.煤炭经济研究，2019（1）：57-61.作者简介：陈光勇（1985-），男，汉族，贵州六盘水人，本科，助理工程师，从事煤矿安全监管工作。责任编辑：陶小琳129