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绿色理论下的煤炭开采技术研究

2020-08-31林卫国

西部论丛 2020年10期
关键词:煤炭开采技术

林卫国

摘 要:在现代化背景下,我国煤炭开采技术处于高速化发展状态中,为进一步满足现如今煤炭资源需求,许多煤炭企业和相关技术部门在发展中,致力于研究与开发出一些新技术。因此在当前社会科技的不断发展下,产生各种各样的科技产物。而在我国许多地区的煤炭开采中,已基本上实现了智能化开采。对于煤炭开采技术来说,虽然我国已经形成高效高产的智能技术,但在各种技术的日臻完善下,很多企业在煤炭开采中往往忽视了环境问题,導致在煤矿开采地出现生态环境严重受到破坏的现象。所以,关于绿色理论下的煤炭技术发展来说,已经由传统的粗放发展转变为环保发展,对煤炭开采技术的绿色要求也越来越高。

关键词:绿色理论;煤炭开采;技术

党的十九大以来,推行能源革命已经成为当今煤矿发展的一个大势,也是未来或者更长时期内的一个趋势和走向,从整个煤炭的产业链来考虑,走能源化革命是煤炭发展的一个大趋势煤炭在开采过程中,岩石层的移动和破坏会造成周围地应力、地温以及岩溶水压的持续上升,矿井突水灾害加剧,岩石应力场变化复杂,开采劳动效率降低;高瓦斯和高强扰动增强了开采的危险系数,带来安全隐患。同时,由于我国浅层煤炭的日渐枯竭,煤炭开采深度和力度增强,随之带来的地面塌陷、地下水循环受阻、高瓦斯含量和废气压力问题日渐凸显。因此,优化煤炭的深度开采技术,实现绿色开采,将为我国的能源战略和健康可持续发展打下坚实的基础。

1 绿色开采

绿色开采技术旨在以岩层移动规律、水体和瓦斯在岩缝中的移动规律、岩层应力场分布理论和岩层控制技术为依托,通过处理和利用开采过程中产生的矸石、废土、废气和瓦斯等,做到各项资源的合理化分配利用,降低环境损耗。现有的绿色开采技术主要包括固体充填采煤技术、保水开采技术、煤炭气化开采技术以及煤与瓦斯共采技术。固体充填采煤技术通过煤矸井下分选,矸石就地充填,废料循环利用,以期降低矿压显现所造成的采空区地表塌陷的风险。充填物除去矸石外,还可选择水砂和膏体等。保水开采技术主要针对水资源缺乏的富煤地区,例如华北、西北等,控制水资源的破坏率,维持地下水循环,有效降低矿区水害发生率。瓦斯作为煤炭开采的副产物和被广泛认定的新能源,具有一定的经济价值。煤与瓦斯共采技术通过研究裂缝分布规律和瓦斯移动规律,最大限度提高瓦斯的抽采率。在共采过程中,需要不断优化瓦斯抽采工艺,通过改善煤层的透气性降低瓦斯爆炸所带来的安全隐患,实现经济和社会效益的双赢。煤炭气化开采技术是尚在起步研发阶段的新型煤炭开采技术,该技术旨在通过化学反应,依靠先进的技术和设备,将煤炭转化为气体并抽采至地面。该项技术的实现将会解决矸石产生、地表变形等环境问题,同时提高井下安全性,但技术和设备瓶颈尚未突破。

2绿色开采技术在采煤活动中的应用

2.1保水开采技术。可以在确保开采效率的前提上,结合相应的技术手段,最大限度的减少开采活动对地下水的破坏,而且通过保水开采技术,地下水位升降变化也相对可控。

2.2煤矿充填开采技术。主要就是通过将固体废弃物、建筑垃圾等污染物按照科学的规划以及设计有计划的填充到废弃的矿道中,能够有效的控制地表下沉,改善周围环境的污染问题。

2.3煤矿和瓦斯共采技术。瓦斯虽然属于有害气体,但是它也是新型能源物质。所以煤矿和瓦斯共采技术,不仅可以有效的解决煤矿瓦斯爆炸问题,并且相比于以往超过90%的瓦斯抽排浪费行为,煤矿和瓦斯共采技术还可以有效的增加煤矿的开采效益,并提高其资源的有效利用率,在有效降低井下瓦斯含量的同时,减轻了我国的能源压力,保证企业的安全生产。

2.4煤巷特殊支护技术。在开采过程中,需要用到众多的支护技术,而随着煤巷特殊支护技术的应用,相应的设备安全、可靠运行成为可能,并且借助智能化的操作控制平台,有效的降低了各类安全隐患的发生概率。并且该技术经过一系列的改革与创新,也是在不断的完善过程中,这样就可以为那些特殊的地质结构如大采深、高应力煤层的开采提供了一定的技术保障。

3提高绿色理论下的煤炭开采技术的措施

3.1树立绿色开采理念。煤炭作为我国的宝贵资源,与社会各个行业发展存在着密切关系。在煤炭开采中,只有树立绿色可持续发展理念,才能更好地促进煤炭开采工作的高质量发展。因此,对于我国煤炭开采企业来说,需树立科学的绿色开采技术理念。例如,在煤炭开采中可加强对绿色开采技术的应用,将现代化绿色开采技术应用于煤炭资源开发中,用绿色技术替代那些粗放和对煤炭资源环境可能产生重大危害性的技术,这可以充分发挥出绿色开采技术的重要优势。

3.2严格控制技术关键层。在我国煤炭资源开发中想要推进绿色开采煤炭技术的进一步发展。首先,需要解决的重要问题为如何加强对关键层的技术控制。对于绿色开采技术来说,其根本目的为集中采煤方法与工艺,并在具体的应用过程中与岩层控制密切融合起来,这就可以改进现有的采煤工艺,最终达到全方位开采煤炭资源的重要目标,对保护煤炭资源与实现绿色环保产生积极意义。

对于煤炭开采技术来说,瓦斯成为大难题,因为对于瓦斯的处理不当,很有可能会引发各种悲剧,且对于煤炭开发的损失比较大。而在煤炭与瓦斯共采技术的应用中,有助于科学解决该问题。但为促进瓦斯技术的科学应用,在实施中需掌握技术关键点,要克服透气性和高低压技术问题,也要注意技术实施中出现的问题,煤炭和瓦斯共采技术为采煤工业带来了根本性的改革,主要的技术手段是用抽采工艺利用岩层之间的矿压进行煤矿开采,从而通过共采大幅度提高采煤的安全保障,效益增长自然是顺理成章。

3.3应用各种新型技术。在时代发展步伐的不断推进下,各种各样的新型技术应运而生。而对于煤炭开采工作来说,其也发生过多场变革,例如,充填技术在传统煤炭开采中的应用比较广泛,水和砂作为该技术的主要原材料。在这个过程中,工序繁杂且质量低下。随着煤炭开采技术的进一步发展,纤石膏体也被当做技术的主材料,这可以有效控制砂式时代出现的各种技术难题,同时也成为时下的一种主流充填技术手段。

另外,在绿色理论下的煤炭开采中,相关企业还可以充分应用煤炭地下气化技术。对于该技术来说,其主要技术手段为通过对地下煤炭燃烧率的科学控制,来获得相应的可燃性气体。将该技术应用于充填减沉活动中,可以减少对于周边环境的不良影响,同时还存在着投资小、效果高与人工成本不高的特征,在我国一些地形比较复杂的煤矿开采中,发挥着重要作用。

3.4强化人员安全生产培训。在煤矿开采过程中,人为因素导致的安全问题占比超过90%,所以企业针对这一问题,就要做好相应的安全培训以及教育工作,进而通过大量的培训以及教育使这些工人能够提高他们的安全意识,安全作业。并且规范化、合理化作业也能够有效的降低各类安全隐患。当然培训时,企业还可以借助网络、多媒体等手段来有效的提高他们对相关知识、技能的了解,确保都可以学习到位。

总之,当前我国对煤炭资源的开发还存在着效率低下、回采率低、环境破坏严重等劣势和不足,这也不符合可持续发展的战略指向;所以煤炭企业必须要大力发展和研究绿色开采技术,要不断提高煤炭资源的开采质量和综合利用效率,要加强对周边环境的保护,决不能只要经济效益而不要可持续发展,这样才能推动煤炭产业朝着绿色化、可持续化发展。

参考文献

[1] 张古雄,张强,巨峰,等.深部煤炭资源采选充绿色化开采理论与技术[J].煤炭学报,2018,43(2):377-389.

[2] 张振南,陈旭,刘东强.煤矿绿色开采技术研究与应用[J].山东工业技术,2019,38(1):96-96.

[3] 李建东.基于绿色开采理念的煤炭充填开采技术研究[J].技术研发,2016,23(8):70-71.

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