采矿与安全新技术

第一节 煤炭开采对环境的影响及其表现形式
2、煤矿开采造成土地资源的破坏 煤炭开采对土地资源的破坏损害，井工开采以地表塌陷和矸石山 压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。
采空区沉陷引起土地破坏
露天矿采场
第一节 煤炭开采对环境的影响及其表现形式
我国现有矸石山1600余座，堆积量超过45亿t，占地超 过15000 hm2。目前每年产矸量超过2.5亿t。
第一节 煤炭开采对环境的影响及其表现形式
煤炭开采过程中产生的有毒有害气体对水资源、土地和空气都造成 了不同程度的污染破坏，其主要表现形式:
1、煤矿开采对水资源的破坏 对水资源的破坏主要表现
在两个方面。一方面导致地下 水位的大幅度下降，水源枯竭， 地表植被干枯，自然景观破坏， 农业产量下降，严重时可引起 地表土壤沙化。另一方面开采 造成地表及地下水污染。图为 保德县煤矿开采采空区沉陷引 起的严重水土流失 。
矸石山除了占用大量的土地资源外，还会严重污染空 气和地下水，甚至存在爆炸危险。
第一节 煤炭开采对环境的影响及其表现形式
3、对大气的污染 对大气的污染主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃。 地下矿层中赋存的大量有毒有害气体，如CH4、CO、CO2、SO、 SO2、H2S等，由于开采，经矿井通风风流并携带大量粉尘排至大气。
第二节 矿区生态治理与修复
矿山环境问题一直受到国际社会的广泛关注和重视。矿区生态治理与修 复是当今世界采矿业发展的必然要求，是世界各国环境与发展中必然涉及的 重要课题。矿区生态治理与修复包括土地复垦、废弃地治理与利用和植被修 复等3个方面。目前我国复垦利用的土地还不到被破坏土地的1%。而欧洲、 北美等发展中国家矿山土地复垦率已超过50%，原苏联、美国、捷克土地复 垦率高达75%以上。在国外，矿山复垦是采矿业的一部分，采矿结束，复垦 完毕，才能闭坑。
煤矿采空区沉陷引起的严重水土流失
第一节 煤炭开采对环境的影响及其表现形式
我国水资源分布很不均衡，且水资源与煤炭资源成逆向分布。大概有70% 的矿区缺水，大量使用地表水和地下水将对当地生态产生严重影响。对于缺水 地区,保护水资源将是煤炭开发与生产中的关键问题。
我国平均开采1吨煤要破坏近1吨水，据报道山西采1吨煤要破坏2.5吨水， 我国最高可达近10吨。 ★在一些地区可以进行河湖海下采煤,显然这些地区开采对水文地质影响不大； ★在一些地区(如我国东部)开采后地面形成水洼,说明上覆岩层隔水良好； ★在一些地区(如我国中西部)开采后地面形成塌陷，但并不积水。此时就有可 能造成水文地质的改变，甚至地下水的流失。而且影响植被和荒漠化。
第三节 绿色开采重要意义和技术体系
绿色开采技术 体系
岩层移动体系
煤矿开采技术
生态治理与恢复技术
关键层理论
保
煤与
条
少出矸
煤炭
土
废弃
植
水
煤层
带
石与多
地下
地
地治
被
开
气开
开
掘煤巷
气化、
复
理与
修
采
采
采
液化
垦
利用
复
地下水流失 与突水事故
瓦斯 事故
地表塌陷、土地 与建筑物损害
排放矸石 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用土地
有害气体排 放污染环境
2、 我国煤层气赋存的特征
一、煤层瓦斯的渗透率低 我国煤层渗透率较低，平均在0.002～16.17毫达西。抚顺煤田的渗透率相
露天矿采场
露天矿采场治理后
第三节 绿色开采重要意义和技术体系
“资源开采-环境保护-矿区可持续发展”的平衡关系，是 我国21世纪资源开发的全局性课题。其核心内容之一就是要实 现“绿色开采”。“绿色开采”重大意义在于：
（1）绿色开采要求开采技术水平提升。我国煤炭行业整 体技术水平较低，长期走的是粗放型发展路子，生产集约化程 度很低。绿色开采必然要求多层面、多角度的技术创新。
煤矿开采损害
煤炭资源绿色开采技术体系
第二章 绿色开采新技术介绍
煤矿绿色开采技术---1 煤与瓦斯协调开采技术
低透气性瓦斯是吸附在煤炭上难于采集、资源密集度低的伴生资源。利用必 然要进行的井下工程先采瓦斯而后采煤以及利用岩层受采动形成的裂隙场采集释 放的瓦斯是最经济而有效的办法。对瓦斯的认识过程如下： ★瓦斯是灾害——煤矿重大灾难源是瓦斯,因此对瓦斯的定义是：矿井中主要由 煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。 ★瓦斯是能源——1m3瓦斯的发热量为35.6MJ,相当于1.2Kg标煤,可发电3-3.5Kwh. 在陆上烟煤和无烟煤田中,埋深在300-2000米范围内的资源有31.46万亿m3,相当于 天然气储量。 ★低透气性瓦斯是吸附在煤炭上难于采集、资源密集度低的伴生能源---瓦斯不同 于天然气,大部分吸附于煤炭(80-90%), 游离瓦斯仅占5-12%.大部分煤层透气性低 (0.005-0.1m2/mpa2.d)很难抽离。以瓦斯含量20m3/t煤计,相当于1000Kg中含有 24Kg标煤,全部发电价值仅为30-50元的伴生物,比吨煤的价值低几十倍。
（2）绿色开采要求系统高效利用产品。绿色开采要求从广 义资源的角度看待矿区范围内的煤炭、地下水、煤层气、土地、 煤矸石以及在煤层附近的其他矿床等可用资源，在追求最佳经 济效益和社会效益的同时，尽可能减少对环境的负面影响。
（3）绿色开采要求全面评价企业效益，综合考虑生态环 境。绿色开采以生态大系统的观念来看待、评价企业的经济活 动，实现生态大系统的可持续发展。这自然要求企业在追求自 身经济效益的同时，要全面考虑社会效益与环境效益。
采矿与安全“新”技术
1、绿色开采新技术 2、数字矿山新技术
绿色开采新技术
第一章 绿色开采背景 第一节 煤炭开采对环境的影响及其表现形式 第二节 矿区生态治理与修复 第三节 绿色开采重要意义和技术体系
第二章 绿色开采新技术介绍 第一节 煤与瓦斯协调开采技术 第二节 井下矸石充填技术 第三节 煤炭地下气化技术
煤矿绿色开采技术---1 煤与瓦斯协调开采技术
中国煤层气(瓦斯)资源估算
新一轮油气资源评价：36.81万亿立方米
40 32.15 30
30
17.93 20
36.3
33
33
24.75
38 23.86
31.46 27.3
22.5
14.4
10
资源量(万亿立方米)
0
煤矿绿色开采技术---1 煤与瓦斯协调开采技术