浅析煤矿开采技术及绿色开采方向

杨志弘

【摘要】综合考虑发展煤炭循环经济，减少煤炭开采对坏境的破坏，把“发展煤炭循环经济，实现煤炭绿色开采”作为理念，大力发展绿色的采煤技术。

【关键词】采煤技术；绿色开采

1.煤矿开采简介

煤矿的开采一直是一项最艰苦的工作，改善工作条件是当今或者以后长时间所要努力的方向。由于煤炭资源的埋藏深度不同，煤矿开采一般分为矿井开采（埋藏较深）和露天开采（埋藏较浅）两种方式。我国可露天开采的储量所占比例小，不到10%，我国煤矿中含瓦斯比例高，高达40%以上，我国采煤以矿井开采为主，如：山西省、山东省及东北地区等。

1.1 露天开采

移去煤层上面的表土和岩石（覆盖层），开采显露的煤层。这种采煤方法，习惯上叫剥离法开采，这是因为露出地面的煤已开采殆尽，有必要剥离表土，使煤层显露出来。此法在煤层埋藏不深的地方应用最为合适，许多现代化露天矿使用设备足以剥除厚达60余米的覆盖层。露天开采用于地形平坦，矿层作水平延展，能进行大范围剥离的矿区最为经济。当矿床地形起伏或多山时，采用沿等高线剥离法建立台阶，其一侧是山坡，另一侧几乎是垂直的峭壁。露天开采使地面受到损害或彻底的破坏，应采取措施，重新恢复地面。

1.2 矿井开采

对埋藏过深不适于用露天开采的煤层，可用3种方法取得通向煤层的通道，即竖井、斜井、平硐。竖井是一种从地面开掘以提供到达某一煤层或某几个煤层通道的垂直井。从一个煤层下掘到另一个煤层的竖井称盲井。在井下，开采出的煤倒入竖井旁侧位于煤层水平以下的煤仓中，再装入竖井箕斗从井下提升上来。斜井是用来开采非水平煤层或是从地面到达某一煤层或多煤层之间的一种倾斜巷道。斜井中装有用来运煤的带式输送机，人员和材料用轨道车辆运输。平硐是一种水平或接近水平的隧道，开掘于水平或倾斜煤层在地表露出处，常随着煤层开掘，它允许采用任何常规方法将煤从工作面连续运输到地面。

2.目前煤矿开采技术概述

我国的煤矿开采技术正处在多元化的进展层次结构和系统之中，煤矿开采技术进展至今呈现了一些比较成熟的技术，各种大型综合开采技术水平都突飞猛进，为煤矿开采提供了技术保障。

2.1 深矿井开采技术

深矿井开采指埋藏在距离地表深度800m到1200m之间的煤层勘探。这些煤层有五大特点：原岩应力大、岩体塑性大、矿山压力剧烈、地温高和矿井瓦斯大。由此对于煤层开采的矿压制约、围岩制约、瓦斯和热害治理、冲击地压防治以及巷道布置、深井通风等技术要求非常严格。基于上面陈述的因素的考虑，深矿井开采历程中采取深矿井开采热害治理技术、深矿井巷道快速掘进和支护技术、深矿井冲击地压防治技术、深矿井系统监测制约技术、深矿井高效开采配套技术等，来达到理想的开采效果。

2.2浅埋煤、硬顶板、硬煤层开采技术

浅埋煤、硬顶板、硬煤层开采技术是一项集成综合技术，它的作用是以简易操作、高效可靠为目的，来提升采煤机械化智能化水平，最终一次作业增加单位面积的煤炭产量。此项集成综合技术包含以下六个方面：硬顶板制约技术，用于制约埋深浅、地压小的硬厚顶板；硬厚顶煤制约技术，用于开发埋深浅、支撑压力小硬质顶煤；顶煤冒放性差、块度大的综放开采成套设备配套技术，用于破碎顶煤和制约顶板；缓倾斜薄煤层长壁开采技术，用于开发体积小、功率大、高可靠性的薄煤层采煤及刨煤机、刨煤机综采的液压支架；缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁综采技术，用于加强改善支架结构及强度，提升支架的可靠性；高产高效综采设备保障技术，用于监控支架/围岩系统和采运设备，改善液压信息、支架位态、顶板状态、支护质量信息的自动采集系统，监测诊断乳化液泵站及液压系统的运转状态，监测油、磨屑、温度、电信号、带式输送机和刮板输送机。

2.3 采场围岩制约技术

在长壁工作面开采技术的引领下，目前采场围岩制约技术已经成为众多技术中的核心，也是常用的采煤技术。此项技术的探讨人员为采场顶板结构论述、采场顶板运动参数、采场支承压力分布规律等论述的推陈出新做出了巨大贡献。这些进步的论述运用到实际的技术上，使得采场围岩制约技术在原来的基础上有了新的突破，起到减少生产事故，提升产煤效率的良好作用。

2.4 “三下一上”矿井采煤技术

所谓“三下一上”矿井采煤技术就是指在铁路下、建筑物下、水体下和承压水体上开采煤炭，且不破坏原本地貌的技术。我国“三下一上”采煤技术起始于50年代后期，之后进展迅猛。目前我国主要矿区，如开滦、抚顺、淄博等都采取了大量的“三下一上”矿井采煤技术，极大地提升了煤炭的开采量。建筑物下开采是指那些不适合搬迁的城镇、工厂、居民区、村庄等所压煤层的开采，并且做到井筒矿柱的回收，达到即开采出煤炭，又保护好地面建筑物的目的。铁路下开采指铁路干线与支线下所压煤层的开采，同时采取留下矿柱的策略来保护铁路。水体下开采包括地面水体下和地下水体下的开采。水体下开采的实质是如何确定防水和防砂矿柱的高度，此上限到地面的垂高，就是安全开采深度。承压水体上开采指可采煤层以下的承压水体上的煤层开采。

目前可通过计算机的建模浅析，来寻找开采岩层运动和地表沉陷的规律；预测满足地表、建筑物和地下水保护所需要的精确开采系统和运转参数；探讨水体下开采设计、工艺参数和智能装备，进展煤矿水源保护开采技术、煤矿充填减沉开采技术、煤炭瓦斯综合共采技术等沉降制约论述和关键技术，最终达到产煤总量、经济效益、环境保护和人员安全都兼顾的良好效果。

3.绿色开采是今后煤矿开采的发展方向

2003年，中国矿业大学钱鸣高首次提出了煤矿绿色开采的概念，随后明确了实现煤炭资源开采和坏境保护协调发展的绿色开采研究目标，为我国绿色开采技术的研究指明了方向。煤炭绿色开采体系，煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术，在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对坏境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。

根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，绿色开采主要是包括以下内容：水資源保护一“保水开采”；瓦斯抽放一“煤与瓦斯共采”；土地与建筑物保护一“充填开采”；排放矸石占用土地污染坏境一“煤炭地下气化”等。

资源和坏境协调的绿色开采是解决煤炭开采坏境问题的根本出路。绿色采矿可以减少坏境污染，还能带来良好的经济效益。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分，随着绿色开采的不断发展和完善，煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用，为人类和自然的协调发展做出贡献。

参考文献：

[1]罗凤臣；煤矿井下开采技术[J]；中国房地产业；2011年03期.

[2]王国宏；我国煤矿开采技术研究简析[J]；山西焦煤科技；2007年07期.

[3]钱鸣高，许家林，缪协兴；煤矿绿色开采技术[J]；中国矿业大学学报；2003年04期.