煤炭綠色開采技術-綠色開采-恒馳裝備,恒馳制造

煤炭，是十八世紀以來人類使用的主要能源之一。煤炭能源給人們帶來生活改變的同時，煤炭綠色開采技術，隨著開采規(guī)模的加大、能源不斷消耗，也帶來了諸多社會矛盾。煤炭開采可能造成的瓦斯事故、水害事故、生態(tài)破壞、環(huán)境污染等環(huán)境問題，是擺在煤炭行業(yè)發(fā)展道路上的首要瓶頸。如何改善煤炭開采環(huán)境、提升煤炭品質、建設清潔能源，是經(jīng)濟發(fā)展需要和民生所向。綠色開采、清潔利用無疑是煤炭開采的發(fā)展方向，對提高煤炭能源開采效率、保護生態(tài)環(huán)境和實現(xiàn)煤炭可持續(xù)發(fā)展都具有十分重要的意義。

煤炭綠色開采、清潔利用，是煤炭行業(yè)發(fā)展的時代需要和內生動力。當前經(jīng)濟社會正處在優(yōu)化結構、轉型升級、提升質量、加快發(fā)展的重要時期。煤炭作為龍頭產(chǎn)業(yè)，要合理利用資源，優(yōu)化技術，提升工藝，減少對環(huán)境的破壞，提高煤炭產(chǎn)品的使用效率，實現(xiàn)社會效益和經(jīng)濟效益的優(yōu)化，達到國內的行業(yè)水平。

推進煤炭綠色開采，打造清潔煤炭能源，大力推進煤炭綠色開采和智能開采，根據(jù)礦井開采條件及地理位置，煤炭的綠色開采，對分布在各地區(qū)的礦井要采取不同的綠色開采方式，區(qū)別對待。把握清潔煤炭能源建設方向，提升煤炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。

牢固樹立和貫徹落實創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享的新發(fā)展理念，實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，以煤炭清潔能源輸出基地和現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)基地為依托，以建設“兩優(yōu)”（優(yōu)勢產(chǎn)能、優(yōu)質產(chǎn)品）、爭創(chuàng)（的煤炭行業(yè)水平）有效為目標，以煤炭安全綠色智能化開采和清潔低碳化利用為主攻方向，構筑“五化”水平，建設“十項提升工程”，建立質量標準體系，加強基礎理論研究，突破核心關鍵技術，形成行業(yè)水平，推動煤炭供給側結構性改革，實現(xiàn)煤炭工業(yè)發(fā)展由數(shù)量、速度、粗放型向質量、效益、集約型增長轉變，提升煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展能力。建設開采工藝、生產(chǎn)效率高、資源利用率高、安全保障能力強、環(huán)境保護水平高、單位產(chǎn)品能源消耗低的優(yōu)勢煤炭產(chǎn)能，建設符合環(huán)保要求、市場需求、用戶信賴的優(yōu)質動力煤產(chǎn)品。

山廢棄物中的有害物質對周圍環(huán)境所造成的毒害和污染都嚴重摧毀了動植物和微生物的生存環(huán)境。動物和鳥類因受驚或生境改變而逃離礦區(qū)，植物和微生物因人為破壞或無法抵抗生境而繁殖能力降低或死亡。生物數(shù)量和種類減少，生態(tài)平衡遭到嚴重破壞。

2、綠色開采的含義是什么？如何實現(xiàn)保水開采？

綠色開采的內涵是減少采煤對環(huán)境的破壞 ，為此就要形成一種使資源與環(huán)境相互協(xié)調的開采技術。煤礦綠色開采以及相應的綠色開采技術 ，在基本概念上是從廣義資源的角度認識和對待煤、瓦斯、水、土地等一切可以利用的資源；基本 出發(fā)點是從開采的角度防止或盡可能減輕開采煤炭對環(huán)境和其他資源的不良影響；目標是取得經(jīng)濟效益 、環(huán)境效益和社會效益

綠色開采具有如下三方面的內涵：

（1）對原有礦井廢棄（或有害）物觀念的改變；

（2）從上采取措施減輕開采對環(huán)境的破壞；

（3）基于采動巖層破斷運動規(guī)律

保水開采：

(1)減小導水斷裂帶高度的開采方法保水開采可應用國內外“三下”采煤技術與特殊開采方法，使煤層頂板巖層破壞減小，導水斷裂帶不波及水體。減小斷裂帶高度的采煤方法有：充填開采、條帶開采、分層開采、協(xié)調開采、限厚開采及覆巖離層注漿等。

(2)以底板加固為主導的保水開采技術對于底部賦存巖溶水或承壓水體的煤層，近年來以底板加固為主導技術的保水開采技術取得了長足進展。工作面底板加同是對底板隔水層薄弱帶進行注漿強化處理，既降低底板地層滲透性，又提高底板地層抗壓性，起到了封堵和加固作用。

(3)淺埋煤層長壁工作面保水開采方法中國礦業(yè)大學張東升等提出一種淺埋煤層長壁工作面保水開采方法，適用于淺埋煤層的水資源保護。根據(jù)煤層地質測量數(shù)據(jù)確定開采工作面，采用長度在200m以上的長壁工作面；工作面采用8000kN以上高強度的液壓支架支撐；選用合適的配套設備，保證工作面日推進速度在15m以上；在開切眼區(qū)域附近10～50m范圍內局部充填或局部降低采高，以減少采動覆巖貫通裂縫，使基巖不發(fā)生整體錯動式破壞；并在基本頂初次來壓區(qū)域附近10～50m范圍內，局部降低采高或在其對應地表影響范圍內局部注漿以減小覆巖的運移空間，使覆巖形成較為穩(wěn)定的砌體梁結構，增強采動覆巖阻水作用。

通過留設防水煤柱固然可以達到保水開采的目的，但是需要留設大量的煤柱，這會浪費大量煤炭資源。實踐證明，在埋藏淺、基巖薄和沖積層厚的條件下，煤層開采過程中對采空區(qū)及時進行充填，可以有效減小工作面前后支承壓力的分布，抑制煤層頂板巖層的破壞程度、導水裂縫帶的進一步發(fā)育、隔水關鍵層的離層和地表的下沉量，從而達到與留設防水煤柱同樣的效果，避免浪費煤炭資源

3、簡述煤炭地下氣化的原理及適用條件。

煤炭地下氣化的原理（如圖）。首先從地表沿煤層開掘兩條傾斜的巷道1和2，然后在煤層中靠下部用一條水平巷道將兩條傾斜巷道連接起來，被巷道所包圍的整個煤體，就是將要氣化的區(qū)域，稱之為氣化盤區(qū)，或稱地下發(fā)生爐。

綠色開采的內涵是減少采煤對環(huán)境的破壞，為此形成一種使資源與環(huán)境相互協(xié)調的開采技術。近年來國內外許多、學者對于礦產(chǎn)資源的開采、利用、環(huán)境、生態(tài)及可持續(xù)發(fā)展問題均有系統(tǒng)的研究，并提出綠色開采的概念。對于“綠色開采”盡管其表述各有不同，但總的來說，“綠色開采”即是一種綜合考慮資源效率與環(huán)境的影響的現(xiàn)在開采模式，其目標是礦山開采過程中資源開發(fā)效率，對生態(tài)影響，并使企業(yè)經(jīng)濟效益與社會經(jīng)濟效益協(xié)調優(yōu)化。而“綠色開采”的內涵是努力遵循循環(huán)經(jīng)濟中綠色工業(yè)的原則，形成一種與環(huán)境協(xié)調一致的，努力實現(xiàn)“低開采、高利用、低排放”的開采技術。而綠色煤炭工業(yè)的核心是實現(xiàn)煤炭的綠色開采，擴展途徑是大力發(fā)展綜合利用與深加工技術。綠色開采技術的理念提出后，已得到國際采煤界的認同。

2 綠色開采的必要性

從當前我國能源的現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)，煤炭資源在今后的能源構成中仍舊占據(jù)主體地位，這就決定了煤礦開采的發(fā)展趨勢必須符合循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟的要求。所以在煤礦開采的過程中緩解供煤壓力的途徑不能僅僅局限于提高煤炭的產(chǎn)量，而是要通過循環(huán)經(jīng)濟意識的導入，科學地實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。煤炭開采對環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在如下幾個方面：

2.1 大氣的污染

煤礦排放瓦斯及矸石山自燃釋放大量的SO2、CO2、CO 污染空氣。礦井瓦斯CH4產(chǎn)生的溫室效應是CO2的21倍。我國煤礦年排放瓦斯120億立方米，平均利用率不到20%。

2.2 水資源的破壞

煤炭開采過程中，綠色開采技術，破壞了地下含水層的結構，地下含水徑流也被破壞，排出了大量的地下水。與此同時，地下含水層受開采影響，含水層水位也隨即下降，出現(xiàn)了大規(guī)模漏斗形的地下水降落區(qū)，對該地區(qū)以及周圍的水文地質條件造成直接而深遠的影響。開采過程中出現(xiàn)的地下變形，很多時候也會影響到地表的水體，例如：河流、湖泊、井泉等，造成了地表水的流失，有些水體甚至干涸，地下水

系的破壞直接影響了周圍區(qū)域植被的正常生長和人們的正常生活。

2.3 土地資源的破壞

煤炭開采過程中引發(fā)的地表沉陷，水土的大量流失，矸石等固體廢棄物在地表的大量堆積占地和對周圍環(huán)境的污染，都嚴重破壞著土地資源。礦區(qū)地表沉陷破壞了大量土地資源，每萬噸原煤大約會造成0.20～0.33hm2 的地表沉陷，礦區(qū)地表總沉陷量已高達40萬公頃。

3 綠色開采技術

3.1 控制地表形態(tài)變形的開采技術

在經(jīng)過多年的發(fā)展歷程中，煤炭行業(yè)逐漸發(fā)展形成了充填、聯(lián)合等多種開采方法。在波蘭和德國充填開采法的應用較廣泛，主要的充填方式采用水力和風力，對采空區(qū)用河砂、煤矸石和電廠粉煤灰等充填材料進行充填，充填后地表下沉系數(shù)為0.1～0.2。為了控制地表下沉，波蘭采用條帶開采配合使用水砂材料充填采空區(qū)，這一方法取得了較好的效果，在多座城市的煤炭資源開采過程中進行了成功的試驗，采出率近60%左右。地表下沉系數(shù)為0.009～0.036。在美國、澳大利亞等國家，以房柱式開采法控制地表沉陷，他們的煤炭采出率也達到了近60%，地表下沉系數(shù)為0.35～0.68。在德國70 年代末已經(jīng)出現(xiàn)了膏體充填技術的應用，90 年代初又被應用在煤礦，進行工作面采空區(qū)的充填。該項技術所具有的技術優(yōu)勢和良好效果已經(jīng)在許多國家得到推廣應用，如美國、加拿大、澳大利亞、南非等國家，現(xiàn)已成為21 世紀金屬礦山充填技術的重要發(fā)展方向。

3.2 保水開采技術

即為了使在煤炭開采過程中地表和地下水資源不受破壞，采用合理方法和措施，綠色開采，實現(xiàn)礦井水資源的保護及綜合利用。為了減少開采過程中對地表和地下水的影響，更好地保護礦山，關鍵要控制好煤層上覆巖層中冒落帶和導水裂縫帶的發(fā)育高度。當它們未發(fā)展到水體時，水體不受疏降影響；當它們發(fā)展到水體時，水體會被疏降，有時還會向礦井滲漏，對礦井形成危害。該技術與控制地表沉陷開采技術有著一定的聯(lián)系。這種技術的關鍵在于通過對巖層控制技術、開采方法等問題的研究，解決因煤炭開采造成的一系列環(huán)境問題。近幾年，在我國的煤炭開采技術方面，研究人員為了減少對礦區(qū)的不良影響，將采動巖體滲流理論與控制巖層關鍵層理論結合起來，這也可謂是一項新的技術途徑。

3.3 煤與瓦斯共采技術

一直以來，瓦斯被大家看成是對礦井安全危害的因素，以前煤炭開采過程中對其處理的方法都是直接排入大氣，這在一定程度上加劇了的溫室效應，同時這也是一種資源的浪費。煤層氣即瓦斯，是一種、清潔的能源，蘊藏著巨大的經(jīng)濟效益和環(huán)境利益。在我國，煤層氣儲量非常豐富，有著較廣闊的應用前景，但應用技術有待完善。如果將瓦斯抽放出來加以綜合利用，就能實現(xiàn)