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浅谈几种特殊条件下开采技术与绿色开采的结合

2020-09-10刘斌

中国化工贸易·上旬刊 2020年3期
关键词:结合

摘 要:我国的煤炭开采量不断加大,而且各地的矿井开采条件逐渐的繁杂。为了对于煤炭资深更加充分的开采,就要大力的研究和发展各种条件下煤炭的绿色开采技术,尤其是在一些特殊条件下。本文基于已有研究成果的前提下,对于深部矿井、瓦斯灾害严重矿井开采的技术与绿色开采理念的融合进行探究,涉及到了深部矿井的地热利用、瓦斯预抽采、煤与瓦斯共采、矸石填充等方面。

关键词:特殊条件;煤炭开采技术;绿色开采;结合

我国具有丰富的煤炭资源,在中国经济发展中是重要的保障资源。但是,煤矿开采期间,很容易产生一些环境问题,甚至对工作人员的生命安全构成严重的威胁。所以,应该积极的对已有的煤矿开采技术展开革新,通过将煤炭开采技术与绿色开采结合,一方面将周围环境导致的污染问题改善,另一方面也可以促进煤炭开采平稳可持续发展,增加煤炭企业经济效益。

1 煤炭绿色开采技术概述

在2003年时,中国矿业大学钱鸣高院士提出了煤炭绿色开采技术。此项技术提出的基础就是,面对大量的开采煤炭工作,产生诸多的环境问题,常见的就是土地破坏、地下坍塌、水资源以及大气污染、瓦斯爆炸等等,如果不及时的处理,则会进一步的加重环境的破坏程度,由此产生了一套开采与环境相协调的采煤技术,达到高效率、低排放的成效。实施煤炭绿色开采技术,可以对煤炭开采期间扰动矿区环境的问题进行控制,让破坏的程度显著的低于区域环境容量,进而达到最小程度的影响生态环境、最大限度的开发利用资源的效果。

2 深部矿井开采

深部矿井的危害性较多,即地应力较大,具有显著的冲击地压,以及矿井涌水量变大,增加突水可能性,另外还有矿井温度高、地温灾害等等。在深部矿井的地热利用方面,我国主要是应用两种举措,进行治理矿井热害问题,一种是非人工制冷降温措施,另一种是人工制冷降温措施。前一种方法主要包括通风降温、控制热源、个体防护以及预冷入风流、煤层注水预冷煤体等,后一种方法就是人工制冷水降温、压缩空气制冷降温以及人工制冰降温。对于人工制冷而言,一些矿井运用冰冷低温辐射降温技术,这属于先进的技术手段。尽管这些技术将地热灾害问题进行处理,但是也并不能称为最根本的举措。当前在治理地热灾害中,已经大力的倡导绿色开采和循环经济,也就是做到变废为宝,对地热能最大限度的利用好。

对于在岩石中的地热能,可运用传统地热发电中的干热岩法。应用干热岩法期间,相应的条件是较为严格的,必须要全面的满足标准,也就是电站所在地应该是埋藏有较高温度的花岗岩的,温度在250℃以上方可。对于井下采掘面温度,通常是30-40℃的范围,试着发现30-40℃左右的沸点的液体。在跟采掘面在相同深度的围岩上面进行钻孔操作,并且在钻孔的内部注入进液体。在跟围岩接触之后,注入里面的液体能够及时的加热,之后达到沸腾的环境,再从附近的另一处钻孔向外迅速的喷出来。蒸汽被喷出来之后,主要就是对蒸汽涡轮机进行驱动,此时能够形成电能,液体经过冷却之后,会在钻孔之内再次的注入,以此方式进行多次的循环。

面对矿井废水中具有的地热能问题,山东某煤矿采取了一种科学的方法可以进行效仿。此矿对于矿井生产环节涌出的废水充分的运用,当作冷热源,然后经水源热泵空调机组,让矿井废水、矿井进风流间热量实现有效的转换,进行一次性的降温,或者是一次性的升温。在寒冷的冬天,将传统的燃煤锅炉代替,提供给井口供暖的保障,在炎热的夏季,主要就是将制冷设备代替,提供给井口制冷的效果,此种做法达到一机多用的目标。

3 瓦斯危害严重矿井开采

3.1 高瓦斯矿井开采

抚顺龙凤矿为国内第一座瓦斯抽采矿井,二十世纪五十年代时,建立起正规抽采瓦斯泵站。历经多年的发展,很多矿井展开瓦斯预抽采,也逐渐的提升瓦斯抽采技术水平,获得到较高的瓦斯抽采率。例如,煤矿公司有的运用地面预抽放、井下预抽放、采空区抽放联合方案,构建立体的抽放网络,有的是采取回采工作面高抽巷、高位钻场抽采、本煤层预抽、抽采卸压瓦斯的基础上,联合运用多样化的瓦斯抽采技术,诸如落山角抽采以及采空区抽采等,还有的则是引入国外先进的瓦斯地面羽状井抽采技术等等。

瓦斯被抽采出以后,由于其具备不同的成分,所以需要将此作为依据,运用相应的工业技术,将可供生活或工业运用的一些煤气资源进行有效的分离。这一优势就是,能够将瓦斯中关键的成分甲烷的温室效应大大降低,满足绿色开采的目标,顺应可持续发展的观念。而且也对于矿区或周边获得重要的生活、工业所用原料以及煤气资源,是落实循环经济的重要一环。

当下国内高瓦斯矿井主要是对低透气性煤层开采,使得瓦斯抽采率成为典型的难题,面对诸多挑战。已运用的煤层增流技术中,相对成熟的就是煤层层外增流技术,普遍获得认可,另一种煤层层内增流技术也被实践,但是却也属于一个技术难题。但是,煤层层内增流技术在将低透气煤层开采提升中,依然是重要的策略,并且为一种主流的发展方向。对此项技术,需要不断的研究分析,与时俱进的革新并完善,让层内增流技术的内容不断获得丰富。

3.2 瓦斯突出矿井开采

我国煤层突出的特点较多,主要就是存在较低的渗透率,较高的变质程度,含气饱和度低等,这些特点在一定程度上会阻碍我国开展煤层瓦斯采前预抽。所以,对于频繁的产生煤层瓦斯突出问题的矿井,如果只是运用瓦斯预抽采的方式,还不能满足安全的需求。其实如果煤层开采导致岩层移动的问题,那么尽管煤层具有较低的渗透率,但是也能明显的提升渗透率,达到数十倍甚至于百倍之多,带给瓦斯运移、抽放一定的机会。鉴于此种情况,进行高瓦斯煤层的开采期间,通过对岩层运动特点进行运用开采煤层气,已经是一种开发煤层气的关键渠道,而且也带给易突矿井治理瓦斯重要举措。

4 结语

煤矿采深不断的增加深度,深部矿井的冲击压力也在逐渐的增加。强大的地压可以导致一系列问题,例如煤与瓦斯突出可能性增大、突水严重等,有效处理煤炭开采环境问题的重要举措就是,资源跟环境协调的绿色开采。为了达到绿色开采的目标,应该充分的考虑到经济与技术等内容。绿色采矿能够减少环境污染,同时也会提升社会经济效益,在完善和发展绿色开采技术以后,也会为人类与自然的协调发展做出应有的贡献。

参考文献:

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作者简介:

刘斌(1986- ),男,籍贯:四川省资阳市,2006年毕业于山西省煤炭管理干部学院专科,2015年毕业于太原理工大学本科,现就职于西山煤电镇城底矿。

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