煤炭绿色开采技术的应用分析 高智明（河南神火煤电股份有限公司，河南郑州４５２３７０） 摘要：煤炭是我国重要的能源，被广泛应用于人们的生产和生活中，在国民经济发展发挥重要的推动作用。随着我国煤炭资源 产业链不断深化以及国民各项经济事业快速发展，煤炭资源消耗量随之增加，刺激煤炭资源的大量开采，由此引发的环境问题和社会 问题日益突出。因此探讨煤炭绿色开采技术的应用，促使煤炭企业改革和创新，实现煤炭产业的“低开采、低排放、高利用”，是当前 煤炭企业和专家学者值得深究的课题。 关键词：绿色开采；煤炭资源；环境污染；循环经济 中图分类号：Ｆ４０３．７ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００８—０１５５（２０１４）０４—００２６—０２ 煤矿在我国能源资源储量中占９０％左右，是我国 能源生产和消费结构重要的能源之一。随着我国经济 和科学技术不断发展，煤炭产业链不断深化，国民经济 的发展对煤炭能源的依赖程度依然保持上升的趋势。 在此社会环境下，煤炭被大量的开采，由此引发的煤炭 环境污染、生态破坏、资源过度开采等一系列问题日益 突出，成为现代可持续经济发展中必须正视和解决的 问题¨Ｊ。当前我国大力倡导发展可持续性经济产业， 构建环境友好型、资源节约型的社会经济发展模式，因 此，煤炭企业应当审时度势，顺应时代发展的需求，改 变传统生产理念，引进先进煤炭开采技术，构建绿色环 保型煤炭开采模式，促进煤炭企业朝着良好势态发展。 １．煤矿开采引发的环境问题 １．１破坏地表及地下水系结构 煤矿开采会破坏地层原有的构造，开采过程中不 断的疏干和排泄地下水，导致地下水水位大幅度下降， 造成地下水枯竭，地表干枯，土壤变质沙化，自然植被 和景观被破坏。同时还会造成农田缺水，农业产量大 幅度下降，造成粮食产业的损失。 １．２污染地表水及地下水 煤矿开采过程中对矿井废水进行排放，会造成地 表水资源受污染；露天堆煤场遇到雨天时，受污染的雨 水汇流到附近的江河或湖海会造成污染；煤炭企业在 生产过程中排放未处理的废水经地表渗到地下污染地 下水；煤矿区周围的沼泽地或低洼地积煤水变成黑色 死水等。地表水污染治理比较容易，但地下水污染具 有隐蔽性和复杂性，难以判断污染区域，且地下水流动 缓慢，治理比较困难，依靠自然净化的作用时间比较 长，容易导致意外污染事故的发生。 １．３引发地质灾害 煤炭企业采用绿色开采技术是我国经济可持续性 发展的必然要求，也是企业获得生存和发展的必要举 措。绿色开采技术主要是指在煤矿开采过程中对水土 流失、环境破坏及污染、地表扰动等加以控制，优化生 产工艺流程，提高生产效率，降低废弃物的排放量，实 现煤炭开采与环境协调发展。在当今矿产资源日益紧 张、环境问题日益突出的社会大环境下，煤炭企业改革 新技术，应用绿色开采技术具有十分重要的意义。主 要表现在以下两个方面： （１）提高企业综合竞争实力。绿色开采技术有利 于优化企业人力资源，提高企业生产能力，降低生产成 本，实现企业经济效益最大化，同时可以提高企业生产 管理水平，促使企业保持良好的势态发展，全面提升企 业综合竞争力。 （２）减少对环境的污染。绿色开采技术是环保型 技术，在煤炭企业开采过程中注重清洁生产，强调矿区 环境的保护，提高生产效率，节能减排，减低煤矿开采 对环境的影响，实现企业与环境友好发展。 ３．煤炭绿色开采技术的概述 绿色开采技术是贯穿于煤矿生产的整个过程，是 企业实施清洁生产的具体表现，包括生产设计的优化、 生产方式的选择、生产要素的布置、综合资源的利用等 方面必须与环境协调发展 。煤炭企业引入绿色开采 技术是企业优化资源和提高企业生产能力的重要途 径，是企业建设资源节约型和环境友好型生产模式的 必然发展趋势。煤炭企业应用绿色开采技术的关键在 于正确处理煤炭开采与经济持续发展、环境协调发展 等问题。具体可以从以下几个方面人手： （１）绿色开采技术要求依据开采地区的煤层特点、 地质结构和性质、周边环境特征等方面的因素，科学合 理地制定开采方案，选择有效的开采方法，使得在开采 过程中最大减少对环境的破坏。比如减沉开采技术可 以在不破坏地面建筑物的情况下高效采煤，极大地减 少采矿对周边环境的破坏，减少经济损失。 （２）环保节能开采技术是绿色开采的核心内容，在 实际开采过程中，企业应当重视多种能源的优化配置， 煤层是深藏地下的资源，是层状沉积型矿床，其分 布具有煤层厚度小、分布面积广、单位面积生产能力低 等特点，煤矿开采过程中形成大量的采空区，极易造成 岩层坍塌，地表沉降，或者引发严重山体滑坡等地质灾 害。 ２．应用煤炭绿色开采技术的重要性 收稿日期：２０１４一Ｏ１—１４ 作者简介：高智明（１９８４一），男，河北张家口市人，本科毕业，助理工程师，现在河南神火煤电股份有限公司工作。 ２６ 将节能减排工作落到实处，提高开采效率，减低生产废 弃物的排放。比如减矸石减排技术，通过科学合理地 布置开采模式和方法，不但可以减少煤岩石产生，同时 可以进行矸石同填和复垦，实现资源高效应用，提高生 产效率。 （３）企业应当依据国家相关法律法规和，制定 煤炭绿色开采制度，确保绿色开采有章可循，提高绿色 煤炭绿色开采的质量。当前我国大力倡导节能减排生 产理念，鼓励企业建立循环经济型发展模式，并制定了 相关优惠，同时也加大了资金扶持力度。企业应 当利用此契机不断的改革和创新煤矿开采技术，构建 业内部电力使用。同时燃烧炉渣可生产炉渣转和炉渣 水泥。最后，煤矸石可以作为建筑用砖的制造原料，减 少黏土的利用率，避免良田的挖掘破坏。 ４．４减沉开采技术 减沉开采是一种有效节约能源的绿色开采技术， 传统的减沉开采技术包括充填开采和条带开采。由于 传统条带开采技术煤炭采出率低，造成煤炭资源的大 量浪费；而传统全部充填开采技术具有填充量大、填充 成本高、填充材料有限等缺点，不符合煤矿企业高效开 采和降低能源消耗的管理理念。因此，相关学者提出 部分充填（条带充填）的开采模式，依据矿区水文地质 企业煤矿绿色开采模式。 （４）国家应当加强煤矿绿色开采技术科研队伍的 建设，不断丰富和完善绿色开采技术的内涵，提高我国 煤炭绿色开采技术水平。 ４．煤炭绿色开采技术的实施 ４．１保水开采技术 保水开采技术可以有效减少煤矿开采对地表水和 地下水破坏的程度，是通过优化采煤工艺方法并结合 地面灌浆技术进行采煤，过程中对矿区水系起到保护 的作用。在煤矿开采的过程中，随着煤层不断地被采 空，上覆盖层中的关键层受损出现断裂，区域内的地下 水形成下降漏斗，引起采场突水的现象。保水开采途 径包括：减少导水裂隙带高度的开采方法；以底板加固 为主导技术的保水开采技术。中国矿业大学提出的浅 埋煤层长臂工作面保水开采法，是通过减低裂缝带高 度，使基岩不发生整体错动式破坏，实现水资源高效保 护，是一种生产安全、减少浪费、煤炭资源回收率高的 绿色开采方法 Ｊ。矿井水的主要来源是地下水，其含 有丰富的化学元素，可以通过不同的工业处理方式，综 合利用矿井水，可见保水技术开采可以实现水资源的 综合利用。 ４．２煤与瓦斯共采 在煤矿开采过程中会有大量的瓦斯产生，它是现 代一种新型的能源，被广泛用于工业燃料、化工原料、 居民生活燃气，它是天然气、煤气、液化石油气的统称。 在倡导煤矿绿色开采的生产理念中，应当在开采煤矿 的同时开采瓦斯能源，并对其进行深入开发和利用，提 高能源的利用率，减少资源的浪费。此外，瓦斯是一种 可燃气体，煤与瓦斯共采可以有效减少巷道内瓦斯的 含量，避免瓦斯爆炸的危险事故发生，提高煤矿开采的 安全性。 ４．３煤岩石的综合利用 煤矸石是煤矿掘进、开采、洗煤过程中排出的伴生 废石，是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，含碳量为 ２０％～３０％，具有低发热值。煤矿开采和生产过程中 会产生大量的煤矸石，如果弃置不用，不但占用大量的 空间，同时还会造成环境污染。因此，煤矿企业应当综 合利用煤矸石，提高企业的生产效益。首先，通过回收 煤矸石，对其进行简单的筛选和简易加工，提炼出黄铁 矿作为化工原料，并将筛选区分的煤炭可以作为锅炉 燃料。其次，利用中煤、煤泥和煤矸石混烧发电，供企 条件，科学设计采留比，以控制开采沉陷为思路，实现 煤矿绿色开采的目的。 ４．５煤炭地下气化 煤炭地下气化是融合建井、采煤、气化工艺为一体 新型技术，是现代洁净能源和化工原料研发生产的新 型技术，其原理是将固体煤炭通过化学或物理的方法 转化为气态煤，通过管道供应给用户。地下气化是将 物理采煤转化为化学采煤，具有投资少、效率高、污染 少、安全性高等优点，是现代绿色采煤技术的重要组成 部分，被誉为第二代采煤方法。此外气化采煤不仅可 以有效回收矿井中分散零星或被遗弃的煤炭资源，同 时还可以采集人工难开采的煤层，包括经济性差、安全 性低的薄层煤炭，以及高灰、高硫、高瓦斯煤层等，极大 的提高企业的采煤效率和资源利用率水平。虽然我国 地下气化仍然处于工业试验阶段，技术的应用还需要 不断的改进和完善，但随时科学技术的不断发展，煤炭 地下气化的成功应用指日可待。 总之，煤矿是我国经济的基础产业，是我国能源构 成的重要组成部位，在推动我们国民经济发展中发挥 重要的作用。但由于煤矿企业长期粗放型生产管理导 致煤矿开采引发的环境问题日益突出，极大影响我国 “资源节约型、环境友好型”经济模式的发展，并与我国 可持续性经济发展战略目标背道而驰。因此，煤矿企 业必须审时度势，构建绿色环保型的生产模式，通过引 进绿色采煤技术，包括保水开采、煤与瓦斯共采、减沉 开采以及地下气化开采等先进技术，提高企业生产能 力，降低企业生产成本，优化资源配置，全面提高企业 生产效率，实现煤炭产业“低开采、高利用、低排放”的 发展目标，达到煤炭企业与资源、环境和谐发展。 参考文献： ［１］田立波，等．中国煤炭资源绿色开采技术进程与现状［Ｊ］．能 源技术与管理，２０１０，０８（０４）：６９—７０． ［２］李宝堂．煤矿的高效开采技术探讨［Ｊ］．经营管理者，２０１１，１２ （１０）：１０７—１０８． ［３］强岱民．浅析我国煤矿的绿色开采技术［Ｊ］．山西焦煤科技， ２０１０，０９（０７）：６５—６７． （责任编辑：陈凌霄） ２７
