《绿色开采技术》

1、煤炭开采对环境造成的影响主要表现在哪些方面？

1 、煤炭开采对水资源的影响

水资源是重要资源。它的质量关系人们的生活和生产活动。没有丰富和优质的水资源，将会大大降低人们的生活质量。但是，采煤却会对水资源产生不利影响。采煤活动会严重破坏覆岩层原始应力，影响覆岩层的结构，进而破坏了水资源，严重影响了生活和生产活动。覆岩层的破坏会导致江河蓄水量的减少。除此之外，它还会降低地下水的水位，导致人们取水困难。在严重的情况下，一些水井甚至会发生干涸。

2、煤炭开采对土壤质量的影响

土壤的质量直接关系到动植物的成长。土壤质量的降低会影响农作物的成长，导致农民的收成受到损害。但是，采煤却会使土壤的质量大大降低。一方面，采矿会导致大大减少地下水的数量，导致土壤变得干燥。这会导致泥石流或者山体滑坡等地质灾害的发生，给环保工作带来巨大的压力，并威胁着人们的生命财产安全。另一方面，采煤还会破坏植被。在不同的气候条件下，植物是能进行光合作用，将无机物转化为有机物，并且很好地蓄养水源。这些都对提高土壤质量有重要意义。但是，采矿严重破坏了矿区的植被，导致了土壤质量的下降，不利于农业生产的开展。

3、煤炭开采对地面沉降的影响

4、煤炭开采对地表景观的影响

矿山开采主要分为露天开采和地下开采两种方式。露天开采必须砍伐植物和剥离表土，因而地表植被往往荡然无存，取而代之的是大片的裸地；地下开采常导致地表沉陷、裂缝，影响土地耕作和植被正常生长，从而引发地貌和景观生态的改变。

5、煤炭开采对土地空间的影响

矿山开采不可避免地要占用土地。一般而言，露天采矿所占用的土地面积约相当于采矿场面积的好几倍以上。土地因被占用而废弃，原有利用方式所取得的效益也随之下降或丧失。

6、煤炭开采诱发次生地质灾害

由于地表缺乏植物保护，坡面冲刷强度加大，导致土壤侵蚀加剧、水土流失严重。在开采过程中，大量的矿石被从地下采挖出来，所形成的地下空间必然要由上面和周围的岩石来填补，因而往往容易形成地表塌陷。地表坡度的改变，破坏了地表物质的平衡临界状态，容易出现裂隙、滑动，继而出现大面积的山体滑坡。此外一些尾矿库由于长期堆放含酸碱浓度高、颗粒细的尾矿或泥灰状废弃物，一旦设施承受不了或遇到极端自然条件时，就会引发溃堤、垮坝、泥石流等灾害事故，淹没耕地、淤塞河道、损毁公路，造成严重的环境污染并威胁下游居民的生命财产安全。

7、煤炭开采对人体健康的影响

矿业废弃物中含有大量具有酸性、碱性、毒性或重金属成分的物质，这些物质可通过径流和大气扩散，污染水、大气、土壤及生物环境。重金属污染是矿业废弃地普遍存在且最为严重的问题，特别是有色金属矿业废弃地常含有大量的有毒重金属。

8、煤炭开采对生物群落的生态平衡和生物多样性的影响

煤炭开采时对土地的扰动、机器的轰鸣、爆破的震动、对天然植被的砍伐、矿

山废弃物中的有害物质对周围环境所造成的毒害和污染都严重摧毁了动植物和微生物的生存环境。动物和鸟类因受惊或生境改变而逃离矿区，植物和微生物因人为破坏或无法抵抗极端生境而繁殖能力降低或死亡。生物数量和种类减少，生态平衡遭到严重破坏。

2、绿色开采的含义是什么？如何实现保水开采？

绿色开采的内涵是减少采煤对环境的破坏，为此就要形成一种使资源与环境相互协调的开采技术。煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术，在基本概念上是从广义资源的角度认识和对待煤、瓦斯、水、土地等一切可以利用的资源；基本出发点是从开采的角度防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响；目标是取得最佳的经济效益、环境效益和社会效益

绿色开采具有如下三方面的内涵：

（1）对原有矿井废弃（或有害）物观念的改变；

（2）从源头上采取措施减轻开采对环境的破坏；

（3）基于采动岩层破断运动规律

保水开采：

(1)减小导水断裂带高度的开采方法保水开采可应用国内外“三下”采煤技术与特殊开采方法，使煤层顶板岩层破坏减小，导水断裂带不波及水体。减小断裂带高度的采煤方法有：充填开采、条带开采、分层开采、协调开采、限厚开采及覆岩离层注浆等。

(2)以底板加固为主导的保水开采技术对于底部赋存岩溶水或承压水体的煤层，近年来以底板加固为主导技术的保水开采技术取得了长足进展。工作面底板加同是对底板隔水层薄弱带进行注浆强化处理，既降低底板地层渗透性，又提高底板地层抗压性，起到了封堵和加固作用。

(3)浅埋煤层长壁工作面保水开采方法中国矿业大学张东升等提出一种浅埋煤层长壁工作面保水开采方法，适用于浅埋煤层的水资源保护。根据煤层地质测量数据确定开采工作面，采用长度在200m以上的长壁工作面；工作面采用8000kN 以上高强度的液压支架支撑；选用合适的配套设备，保证工作面日推进速度在15m以上；在开切眼区域附近10～50m范围内局部充填或局部降低采高，以减少采动覆岩贯通裂缝，使基岩不发生整体错动式破坏；并在基本顶初次来压区域附近10～50m范围内，局部降低采高或在其对应地表影响范围内局部注浆以减小覆岩的运移空间，使覆岩形成较为稳定的砌体梁结构，增强采动覆岩阻水作用。

通过留设防水煤柱固然可以达到保水开采的目的，但是需要留设大量的煤柱，这会浪费大量煤炭资源。实践证明，在埋藏浅、基岩薄和冲积层厚的条件下，煤层开采过程中对采空区及时进行充填，可以有效减小工作面前后支承压力的分布，抑制煤层顶板岩层的破坏程度、导水裂缝带的进一步发育、隔水关键层的离层和地表的下沉量，从而达到与留设防水煤柱同样的效果，避免浪费煤炭资源

3、简述煤炭地下气化的原理及适用条件。

煤炭地下气化的原理（如图）。首先从地表沿煤层开掘两条倾斜的巷道1和2，然后在煤层中靠下部用一条水平巷道将两条倾斜巷道连接起来，被巷道所包围的整个煤体，就是将要气化的区域，称之为气化盘区，或称地下发生炉。

最初，在水平巷道中用可燃物质将煤引燃，并在该巷形成燃煤工作面。这时从鼓风巷道1吹入空气，在燃烧工作面与煤产生一系列的化学反应后，生成的煤气从另一条倾斜的巷道即排气巷道2排出地面。随着煤层的燃烧，燃烧工作面逐渐向上移动，而工作面下方的采空区被烧剩的煤灰和顶板垮落的岩石所充填，但塌落的顶板岩石通常不会完全堵死通道而仍会保留一个不大的空间供气流通过，只需利用鼓风机的风压就可使气流顺利通过通道。

1——鼓风巷道；2——排气巷道；3——灰渣；4——燃烧工作面；

I——氧化带；II——还原带；III，IV——干馏-干燥带

适用条件：

⑴所有煤种皆可，以煤化程度低的褐煤和长焰煤为最佳。

⑵煤层厚度以中厚层为佳，薄煤层也可，特厚煤层有待研究。

⑶煤层倾角以极倾斜为佳，缓倾斜次之。

⑷煤层块段形状基本上可任意，以规则矩形为最佳。

⑸煤层裂隙越发育越好，比表面积越大越好。

⑹煤层结构复杂程度基本不限，夹矸厚度较小时合层回收，较大时分层处理。

⑺顶板岩层以块状跨落或弯曲下沉类为佳。

⑻上覆岩层要有一定厚度，以能够封闭气体泄漏为度。

⑼气化区域涌水要小于50m3/h。

4、矿区废弃地的生态修复技术有哪些？

排土场复垦

排土场顶部复垦工艺、排土场边坡构筑工艺、排土场覆盖工艺

露天矿采场复垦

浅采矿场一般为水平或缓斜赋存，其造地工艺与矿山开采工艺紧密结合，主要工艺为：

采区的合理划分、表土储存、回填、覆土：

3、倾斜或急倾斜矿床体复垦

山坡采矿场复垦：①将表土和底土驳运至场外贮存；②在采空区周围用尾矿