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煤矿绿色开采技术研究与应用

作者:未知

  摘 要:近年来,随着我国对环境保护意识的不断加强和可持续发展的需要,发展新型的能源环保技术已成为国家战略。煤炭作为我国的传统支柱能源依然占有重要地位,传统的煤炭开采技术存在着影响环境、破坏生态资源、污染空气等诸多问题,因此,发展绿色采煤技术有着非常重要的意义。本文分析了煤矿绿色开采技术的主要内涵和特点,并分析研究了几种绿色开采技术在实际中的应用。
  关键词:煤矿;绿色开采技术;应用
  煤炭一直是我国能源结构中非常重要的组成部分,尽管近年来新能源和其他清洁能源发展迅速,煤炭消耗占能源消耗比重在不断下降,但依然在60%以上,由此可见,煤炭依然将长期作为我国的能源的重要来源。但煤炭的开采和应用始终伴随着环境污染问题,从实际情况来看,传统粗放式的开采方式对环境影响和生态破坏较为严重,主要有以下几个方面:开采过程中的产生的沙土和扬尘污染了大气;大量占用周边土地,破坏土壤;过度的开采破坏了地下水资源,造成水体污染。因此,传统的煤矿开采技术无法满足人们对环境保护的要求,以及科学发展的国家战略,在这种大背景下,发展煤矿绿色开采产业,研究更清洁环保的煤炭开采技术有非常重要的经济价值和社会意义。煤矿绿色开采技术的应用,将为我国实现健康的可持续发展奠定坚实的基础。
  一、煤矿绿色开采技术的内涵分析
  1.绿色开采技术的概念
  绿色开采技术是指煤矿的开采过程中,必须遵守资源开采与环境保护相协调原则,坚持可持续发展道路,把开采行为对环境的污染和生态的破坏降到最低。在取得经济效益的同时,取得环境效益和社会效益,在经济发展和环境保护的矛盾中找到最佳的平衡收益点。绿色开采技术倡导安全、经济、环保的原则,提倡以人为本,积极促进建立环保型、节约型社会。
  煤炭的开采的最主要影响是采矿活动会对周边的岩石层造成移动和破坏,引起周围地压、力场、水体发生较强变化,对附近的生态影响较大。当前,绿色开采理论依据主要包括关键层理论,岩层移动规律,水体和瓦斯在岩缝中流动规律,岩层应力场分布理论和岩层控制技术等。
  2.绿色开采技术的特点
  与传统粗放型开采技术不同,绿色开采技术主要有以下的特点:
  (1)将开采中产生的矸石和废土进行循环利用,如应用到建筑领域,将开采废料做资源化处理,这种方式减少了土地资源的破坏,对资源形成循环利用。
  (2)开采时保护水资源免受污染,利用新型的开采技术来保证矿区地下水的正常循环和流动。
  (3)对开采废气进行有效处理,利用混合气体分离技术,将一些酸性气体进行回收处理后再排放,降低对大气环境的污染,避免出现酸雨等灾害,保护了煤矿周边的生态环境。
  (4)对瓦斯的进行处理和利用,瓦斯是煤炭开采过程中的重要副产物,具有易燃易爆特性,并能对环境造成污染。绿色开采技术将会对极大降低瓦斯带来的安全隐患,并对瓦斯加以收集、利用,实现利益的经济利益和环境保护的最大化。
  二、主要的绿色开采技术应用分析
  1.保水开采
  保水开采是指在煤炭开采过程中,要重点保护周边水资源免受破坏和污染。特别是在我国西部地区,煤炭资源较为丰富,但水资源严重匮乏,如山西,甘肃,陕西,内蒙古等地区。因此,在这一区域应重点开展保水开采技术的研究与应用,以减少对水资源的破坏。关键层理论认为,煤矿开采活动改变了水体径流,岩层中关键层断裂会形成地下水的下降漏斗,导致地下水快速流失,严重破坏水体资源,解决此問题通常采用地面注浆措施,但目前该技术尚未成熟,应用难度较大,还需要进行更深入具体的研究和实验。
  2.填充开采
  填充开采技术的主要目标是解决矸石堆问题和采空区地面沉降问题。填充开采将开采出的煤矸石、沙土、粉煤灰等废弃物填充到采空区,控制地面的塌陷和沉降,同时减少了污染废弃物无处堆放占用大量土地的问题。目前应用效果良好的填充开采技术有矸石填充和膏状填充。矸石填充能有效解决煤矿矸石大量堆放问题,提高回采率,减少固体垃圾废弃物,但采煤成本会有一定程度的上升。膏状填充是将固体废弃物制作成膏状物流体,通过重力作用或压力泵将膏体通过管道运送到煤矿采空区域。充填开采技术为解决 “三下”压煤和环境污染问题起到了积极的作用,但技术上依然要继续完善和创新,并且应积极推广该项绿色开采技术的应用。
  3.煤与瓦斯共采
  瓦斯又称煤层气,是植物在成煤过程中产生的大量气体,保存在煤层的缝隙和空隙中,在煤炭开采过程中,瓦斯会从缝隙中大量溢出,形成安全隐患。但瓦斯作为烷烃类气体,又是一种宝贵的清洁能源,在采煤过程中,同时开采瓦斯具有明显的经济意义。因此,煤与瓦斯共采技术不但能解决瓦斯隐患,同时将其变为资源加以利用,具有非常重要的意义和价值。煤与瓦斯的共采的理论依据是裂缝分布规律和瓦斯移动规律,关键技术是增强煤层透气性和优化瓦斯抽采工艺,特别是高瓦斯煤层,需要在实践中进行技术优化和升级,提高瓦斯的抽采率,使该项技术越来越成熟完善,并进行广泛的推广应用。
  4.煤炭气化开采
  气化开采技术是一种较为新型的绿色开采技术,是指将煤炭在地下通过化学反应转化为气体,再将气体抽采出地面的技术。该项技术的主要优点是降低了工人的劳动强度,提高了采矿的安全性,同时降低了传统采煤技术对土地的破坏,但此项技术正处于起步阶段,尚未广泛推广应用。此技术主要存在的问题是可燃气体能量密度较低,气化生成物掺杂有毒有害成分较多等,需要进一步的研究和实验,才能使该项技术进入实际应用领域。
  三、结语
  随着我国人们对健康生活和美丽家园的向往,煤矿的绿色开采技术已经成为能源发展的必然,绿色开采技术的不断发展和推广应用使煤炭的开采更为高效、清洁、节约,符合全球可持续发展战略,为我国能源安全提供了强有力的保障,具有深远而广泛的社会价值和意义。
  参考文献:
  [1]江成玉,李春辉.瓦斯绿色开采技术的实现及其资源化[J].洁净煤技术,2017,16(04):1-3.
  [2]钱呜高,许家林,缪协兴.煤矿绿色开采技术[J].中国矿业大学学报,2015,32(04):343-348.
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