我国煤炭资源绿色开采及其建议

我国煤炭资源绿色开采及其建议

摘要：煤炭是重要的不可再生能源，对经济、社会发展有巨大作用。随着社会

发展，能源需求与日俱增，煤炭资源开采量逐年增加。与此同时，日益严峻的环

境形势给煤炭行业发展带来一系列问题。由于我国长期处于粗放发展模式下，煤

田开采相关技术水平并不高，长期的粗放经营影响依然存在，集约化生产还有很

长的路要走，绿色化开采技术推行还面临许多问题。本文就此研究煤矿开采面临

的问题、煤矿绿色开采技术与发展建议。

关键词：煤炭；绿色开采；技术；建议

1.煤矿开采面临的问题

（1）从采煤对环境的影响考虑，挖空地下部分容易导致地面沉陷、坍塌，破坏水土结构，甚至可能引起沙漠化。开采煤炭要排出废水，会对土地、水体造成

污染。而煤矸石自燃或大量堆积也会影响空气质量与土壤，从而对矿区环境造成

破坏。

（2）煤矿开采事故频发，在媒体发达的今天，造成了严重的社会影响。由于开采会影响岩土状态，岩层遭破坏后可能会导致瓦斯气体、地下水体在间隙间逸散、流动，可能会导致瓦斯中毒、井下突水。这些问题不止严重影响作业人员生

命安全，还会造成财产损失。

（3）随着浅层煤炭资源的大量开发，资源总量减少，煤炭开采向更深处、地质条件更复杂地区发展，矿洞承压更大，地质活动对矿洞影响更明显，救援更困难、损失更大，而煤炭至今依然是不可或缺的能量来源，如何平衡社会日益增长

的能源需求与采矿安全、环境保护，成为必须解决的问题。

2.煤矿绿色开采技术

2.1瓦斯和煤共采技术

回顾煤矿企业的历史不难发现，粗放型管理导致的瓦斯爆炸事故给矿工的人

身安全和企业的发展都带来了严重灾难。现如今，随着绿色开采理念地提出，瓦

斯和煤共采技术得到了极大的重视。然而，由于我国煤储层大多数渗透率低于1，气体饱和度小，不利于预先采集。因此，若能最大程度地运用煤矿开采过程中岩

层移动对渗透系数的增加作用，将能大大提高瓦斯抽取效率，实现高产、稳产。

并且能够有效地改善矿井中的空气构成，预防因瓦斯爆炸引起的矿难事故。

2.2采空区填充技术

对煤矿采挖后形成的空洞进行及时、有效地填充能够很大程度上降低形成地

表塌陷的概率。然而由于经济、技术以及材料的制约，只有少数发达地区的煤矿

企业能够做到有计划地、协调性地进行开采和填充作业。同时，基于开采成本因素，这种填充通常表现为对关键部位的条形填充。然而，随着采空区的扩大，这

种加固方法并不安全稳定，应尽可能地因地制宜，如应用采挖中得到的煤矸石进

行直接填充，或者在资金充裕的前提下应用新的填充技术，都可以使采空区的持

久稳定性得到提高，创造环境保护和持续采矿的双赢新局面。

2.3建筑物下采煤与减沉技术

煤矿的分布方向具有不确定性，而且由于我国建筑的密集程度高，因而出现

建筑物下压煤的概率非常之大。如何有效地利用这一部分资源也是煤矿绿色开采

技术的一大研究分支。在开采过程中，要按照岩层控制理论的指导，以不破坏关

键层为主要原则，将结构关键层的各种特性参数分析透彻，先行作出可行性的开

采计划。随着计划的推进，对关键层的破断、离层等相关指标要严密监控，以便

确定或调整注浆减沉的位置。作为新时代的采矿人员，对减沉技术的合理应用能

有效改善传统的条带开采中高浪费、低产出的僵局，同时能够推动填充技术的革新，提高填充材料利用率，减少填充成本。

2.4地下保水开采技术

随着煤矿开采规模的加大，过度开采所引起的水资源破坏问题日益凸显，甚

至在许多地区形成了地下水下降漏斗。这对于基本只能靠雨水进行补给的干旱、

半干旱地区来说，影响更是巨大。若是保水开采技术应用合理，将能极大程度地

改善地下水的水质、水位问题，甚至使下降漏斗得以恢复，并能实现绿色采煤与

矿区及其周边区域的地表生态圈和谐发展的双赢目标。因此，地下水保水开采技

术的应用刻不容缓。煤矿开采过程中，关键层的破断规律、上覆隔水带的存在与

否以及地下水在裂隙岩体中的渗流规律与保水开采技术息息相关，是其主要研究

方向。

2.5地下煤炭气化技术

地下煤炭气化技术可直接利用燃烧及地下煤的热反应原理提取煤中的含能部

分而不用将煤运到地表，是变物理采煤为化学采煤的新型技术。此项技术很好地

解决了传统采煤作业中瓦斯泄露及大量矸石山堆积所造成的大气污染问题，并能

极大程度地提高采煤安全性，且投入少、效率高、排放低，是未来煤炭行业发展

的主流。然而，由于地下煤炭气化技术的发展时间短，此项技术还不成熟。由于

无法精准地控制地下煤的热反应，以致合成出来的可燃气体成分不稳定、热值低，并且对地下煤燃烧后产生的副产物和致癌物质的处理也并不完善。地下煤炭气化

技术作为尚处于试验阶段的高新技术，应大力加快研究步伐，争取早日将其应用

于生产。

3.绿色开采技术发展建议

（1）为了保护现如今地理生态环境，进行绿色开采，可以通过研究先进填充工艺和井下处理等技术方法，以制备料系统为基础，进行合理有效的实验，并对

该项技术做相应的测试，分析其实用性。

（2）为做到绿色开采，同时保障开采人员人身安全，应将岩层控制的理论知识与实际操作的技术方法有效结合。通过测试地应力，进行实验对岩层的运动、

固液耦合等做出合理分析，并借助科学先进的仪器和现代化的检测方法，做到了

解岩层的动态变化规律。

（3）应大力宣传清洁煤炭技术，做到无污染生产开发，并有效利用。通过先进的井下处理技术，对煤层做相应的研究分析，尽量缩小矸石排放，尽量做到能

够不出井进行煤矸石的有效处理，加强煤矸石的利用率。

（4）因管道输送多为流动浆体，因此其清洗效果往往差强人意。为解决管道淤堵情况，需要对管道的填充材料做科学的改进，以理论方法与实际操作相结合，实现真正控制填充浆体粘度的目的。

（5）采取相关措施对开采地点附近岩层、地下岩层以及密闭岩层进行相应保护，如支撑防护方法和住留措施等。

（6）通过对煤、气等燃料的结合开采，以非可再生燃料如煤炭和瓦斯制备可再生燃料如氢气甲烷或者将燃料燃烧的能量转化成清洁的电力能源，使煤炭和瓦

斯能够实现开采与利用的煤气一体化创新模式，从而做到对瓦斯的有效治理和合

理利用，减少瓦斯事故，提升煤气等燃料的效益，进而使清洁新能源更加科学的

被应用到人们日常生活中。

（7）因目前开采区域多为地下煤炭等能源，地上为建筑物，因此建筑物坍塌