煤矿绿色开采技术的应用

宋硕鹏

(山西泽州天泰和瑞煤业有限公司， 山西 晋城市 048021)

0 引言

我国科学技术水平的跃进，在一定程度上推动了煤矿开采作业效率与质量的双重进步。但随着社会需求的增加，煤矿的开采力度与日俱增，传统、落后的开采技术不仅会对煤矿周边区域的自然环境造成难以弥补的影响，并且较为恶劣的工作环境也时刻威胁着采矿工人以及周边居民的生命健康安全。因此，相关单位应积极转换开采观念，结合先进的绿色开采技术，在保障煤矿产量的同时，实现煤矿的可持续发展。

所谓的煤矿绿色开采技术，泛指在开采过程中所使用的具有环保性、高效性、先进性的新时代绿色工业生产技术。绿色开采技术中较为典型的技术有保水开采技术、矿山自然环境勘测技术、生态环境维护技术等。这些技术可以最大程度地为相关工作人员营造出健康、绿色、安全的生产环境，进而在有效提升开采产量的基础上，保护周边环境以及采矿工人不受侵害。煤矿绿色开采技术能够将全人类的经济发展事业、煤炭开采事业以及自然生态保护进行有机结合，引导相关企业责任人以及采矿工人秉持经济与自然和谐发展的原则与理念，向着低开采、高质量、高效率与低排放的目标，持续性地为祖国和人民创造更大的经济收益。绿色开采技术是煤炭生产开发以及矿山环境自我净化系统这两者协调统一下的结果，同时，绿色的煤炭开采作业也是我国煤矿产业持续发展的终极目标[1]。

1 煤矿开采作业现状

首先，部分煤矿企业的经营战略存在问题，这部分企业的负责人往往过于追求煤矿开采的资金收益，而忽略了质量管理工作。这也就导致了在实际的煤炭开采过程中会存在一定的质量与安全隐患，对其周边自然环境的维护、采矿工人的生命安全甚至企业的最终经济效益等皆存在一定的消极影响。同时，部分小型煤矿企业受到资金不足的影响，时至今日尚未依照标准引进更科学、先进的绿色采矿技术，致使其难以在竞争日渐激烈的煤矿行业中获得长久发展[2]。

其次，部分煤矿企业负责人缺少对绿色开采技术的正确认知。煤矿的开采工作必然会对矿山周边的自然生态环境造成影响，如果相关人员不能够依照自然环境的发展规律开展绿色作业、维护等工作，势必会引发如土地塌陷、沙漠化、河流污染、植被凋零等十分严重的环保问题。

最后，部分煤矿企业缺少煤矿开采的善后意识。煤矿开采不仅会对矿山附近的环境造成污染，善后工作未能落实到位时，空气与河流都有可能将污染物传播至更远的区域之中。例如，当大量煤矸石未能得到妥善处理时，遇到降雨、降雪等天气可能会发生淋溶现象，其中的污染物会顺着水流扩散至地下水、河流、田庄甚至更远的区域，严重危害自然环境。除此之外，瓦斯泄漏、扬尘污染等也会引发较为严峻的后果，须相关工作人员予以注意[3]。

2 煤矿绿色开采技术的应用

2.1 离层注浆和充填开采技术

离层注浆、充填开采是当下最主流的煤矿绿色开采技术之一，该技术的重心便是保护煤矿工作周围的土地与建筑物不受影响。以充填技术为例，其技术核心就是将其他工业生产中的安全废料以及城市固体废弃物等填补到煤矿开采形成的采空区中。该技术一方面可以解决当下城市垃圾、工业生产废料等大量堆积的问题，促成垃圾废物的二次利用；另一方面也能够有效预防采区地表土地塌陷、下沉等问题的发生，极大程度地维护了当地生态环境与居民生活的安全性[4]。该技术主要运用胶结和非胶结充填两种方式，针对不同采空区的实际需求进行相应的充填，可以达到节能减排、降低采矿安全事故发生频率的目标。需要注意的是，并不是所有废料都能够作为煤矿开采过程中的充填材料，例如部分带有放射性的工业废料、降解速度过快的废物等便不适宜作为充填物，相关工作人员应保持警惕，避免以次充好、滥用填充物等不良情况，杜绝与绿色开采目标相悖的情况。

2.2 煤矸石排放技术

针对煤矸石的排放处理，可以选择将其二次利用于充填采空区，或用于制作回填路基、硅肥、水泥等生产作业之中，无论是打包卖出或是项目自用，都能够在降低煤矸石外排污染、保护生态环境的基础上，为煤矿企业创造可观的经济效益。以煤矸石回填采空区为例，此举优势正如上文所述，能够最大程度地降低矿山开采区域地表下沉，维护建筑物的稳定性。同时，此举还能够帮助企业节省一笔煤矸石运输、存放、处理等方面的费用，将整体采煤项目的经济效益最大化。其具体流程为：①将现有的煤矸石进行破碎处理；②通过钻孔将煤矸石运输至井下；③利用皮带运输将煤矸石输送到目标采空区域开展回填工作。将煤矸石作为采空区的填充物能够有效降低顶板的裂隙带高度，避免水患、瓦斯泄漏等不良情况的发生，并且有利于当地农田的再次耕种[5]。

2.3 保水开采技术

保水开采技术，顾名思义就是在开采作业的同时，以先进的技术手段完成对当地水资源的保护。煤矿的开采工作必然会对矿山周边河流、地下水等水资源造成一定的影响，甚至在过度开采、操作不当的情况下发生重大的污水事故。因此，需要相关负责人加强对保水技术的关注，进而将其引入到实际的煤矿开采项目之中。该技术的主要做法是在煤矿开采过程中，利用灌浆技术、煤炭提取技术等，在避免地下水资源过度浪费的情况下，维护当地水系不受污染。相较于传统的采矿工艺技术而言，利用分水岭开采的方式能够有效降低采矿作业对地下水资源的污染，同时能够达到规范矿山水资源循环利用的目标。相关技术人员应该以煤矿的水系情况与其他生态条件为主，结合先进的绿色开采技术与行业相关标准，制定出具有针对性、规范性特征的矿山用水规范体系。依照节约用水的环保原则，完成对水资源的循环利用、多用途利用，严格把控污水的排放[6]。例如，煤矿项目设计可以明确规定，原水用于生产、员工饮用、洗漱等公共用途，处理过的水资源可以将其引至灭火系统、洒水系统、农田灌溉系统之中。需要注意的是，针对水资源处理方案与系统的设计，应遵循“一级闭环循环系统”的原则，防止水资源的溢出与泄露。煤矿企业可以依照不同项目的实际需求，购买一定的节水设备，同时积极引进新的水资源储存、运输材料、技术与设备，还需配备相应的水资源用量计量设施，并对各部门用水进行分类与评估。依照实际生产需求与不同部门、环节之间的用水差异，将水表安装在采矿项目的各个区域之中，制定并执行相关水资源评估标准[7]。

2.4 混合采矿技术

煤矿实际开采过程中可能会产生诸如瓦斯、伴生矿石等其他资源，但受传统煤矿开采技术限制，这部分资源没有得到有效开发，会造成较为严重的废物排放问题。举例而言，部分煤矿的采煤工作完成后，对采空区进行进一步的勘测与分析时，便会发现煤矿之中仍旧储存了大量的瓦斯气体。如不能将其及时抽出，不但会造成资源的浪费，并且过量的瓦斯泄露也会对工作人员以及周边的安全造成影响。因此，相关负责人宜依照实际情况，充分结合两种或两种以上的采矿技术，在保持煤矿产量不变甚至有所提升的情况下，同步获得瓦斯及其他矿石资源。这种方式不仅能够有效提升煤矿企业的经济效益，达到降低开采时间与人力成本的目标，同时避免重复作业对煤矿周边环境的损害。但需要注意的是，复合型的采矿技术意味着更加严峻、复杂且困难的作业环境，因此，采矿企业一方面应为采矿人员配置相应的安全保护措施，另一方面也应该结合实际情况制定更具针对性的采矿标准与奖惩机制，以此来约束相关工作人员的采矿行为和工作质量。

2.5 煤层巷道支护技术

煤层巷道支护技术在煤矿项目中的应用能够有效提升煤矿的实际回采率，同时维护采矿工作的稳定性与安全性。其主要实施方式是利用动态性的生产监控系统持续关注矿井的具体情况，而后依照矿山不同采矿区域的薄弱之处，进行道路修整与岩层支护施工，以有效支护的方式，保障采矿工作中的大型设备能够稳定出入矿山，同时保障相关仪器设备能够正常工作。通常情况下，为保障煤层巷道支护的稳定性，需要施工人员在基础支护施工过后，进行反复的支护处理，进而全面强化支护效果，提升巷道的稳定性与安全性。针对传统技术下巷道变形、破损等情况，可以通过加厚围岩承载力的方式对厚壁进行反复强化，以保障围岩受力的均衡性[8]。

2.6 移动破碎站开采技术

移动破碎站开采技术属于最新批次的开采工艺之一，其所要应用到的设备包括履带式移动破碎装置等，可以广泛应用于各种矿山开采项目之中。该技术能够最大程度地降低煤矿采集项目过程中对运输装置的依赖，从根本上降低运输工程的投入成本以及运输机械对当地环境的破坏。受到不同矿山基本条件差异化的影响，需要技术人员针对现有矿山情况对移动破碎站之中的设备设施、技术参数等进行调整，以更灵活的方式完成开采。相较于传统的破碎技术而言，该技术不仅具有更好的灵活性与环境保护性，并且其破碎率也更高。同时，该技术有助于实现矿山开采结构的优化，满足粗料、细料的分类，进而有效降低粉尘、尾气等对环境的污染。

2.7 数字开采技术

数字开采技术是指依托于科学技术的进步，整合了现代数字化技术、信息技术、遥感技术的复合型技术。该技术能够帮助工作人员对矿山各项基本情况产生十分详细且直观的了解，促使其能够实现远程操作，保障了矿山开采的效率与质量。现阶段，较为主流的数字化开采技术主要有“工程应用技术”以及“数字地球技术”两种，在开采过程中引用任意一种技术，都能够实现系统监控、智能操作、提升作业精准度、降低作业污染以及排放等目标。但数字开采技术需要工作人员能够在煤矿开采作业中熟练操作各类信息系统，同时能够依照数字信息化的方式进行开采信息表达，对工作人员的专业素养具有十分严格的要求。因此，需要企业加强对数字化、信息化技术的关注，进而积极开展各项培训与教学活动。

2.8 其他技术

为保障煤矿开采的科学性与安全性能够达到绿色环保的要求，在实际的作业过程中，需要建设相应的煤矿储存仓库。首先，应依照干净、整洁、有序的标准对矿山的现有资源进行合理的分配与储存，进而有效解决煤炭无序堆积的问题；其次，应采用以水定产的技术，在采煤作业环境中以及煤炭储存仓库中定时、定量进行水分喷洒，以减少扬尘污染的发生概率，降低对自然环境以及工人人身健康的损害；最后，应设置仓库专职监督管理人员，实时监控、约束相关工作人员的行为与意识，务必保障每一项工作都严格依照标准开展。

3 优化煤矿绿色开采作业的有效策略

3.1 完善技术人员队伍建设

一方面，为保障煤矿开采过程中各个环节的人员储备，需要人力资源工作者能够针对不同岗位开展相应的人才选拔与招聘工作，与传统人才储备计划所不同的是，现阶段的岗位职责划分不仅要新增如数字化施工人员、数字设施维修人员等，同样也要积极探寻、培养高素质的复合型人才，并且在完成招聘后引导其在企业内部与采煤项目的各个部门中完成试岗、轮岗。这种方式能够帮助相关人才加强对各个职位的了解，从而全方位地提升每一位员工的实践能力与工作水平，也方便企业调动、培养相应人才的管理能力。另一方面，煤矿企业应与高等院校中的不同专业达成友好合作，以提供建设资金、就业岗位等方式，引导高校定期向企业提供稳定数量的人才。

3.2 加强方案制定力度

煤矿开采作业具有一定难度的同时，持续的周期也较长，因此，煤矿企业应该在开采项目正式开始之前便依照相关信息数据以及对各方面的预测，制定出具有高精准度、高可行性的开采方案与开采计划，以确保煤矿开采项目的有效落成。首先，应针对采矿项目中的机械设备制定出相应的检修与维护计划，依照实际需求对老旧设施设备进行淘汰，进而引进更具环保性、稳定性的新型设备。其次，针对开采过程中可能出现的工程事故以及环境破坏事故进行精准的预测与预防。一方面应加大对相关信息、数据资料的研究，对采矿项目进行风险预测；另一方面应依照不同的风险情况制定具有针对性的风险警报机制与风险转移、消解方案。最后，应对采矿项目中水资源利用系统、污染物处理系统、开采善后机制、环境保护机制等进行研究与设计，应结合煤矿具体情况以及行业标准对如上内容进行充分衡量，以保障煤矿开采过程中资源的节约利用，以及生态环境、建筑设施的维护。

3.3 及时更新绿色开采技术

现阶段，我国煤矿企业所掌握的绿色开采技术仍有一定的不足之处，其中大部分的技术应用选择都不是企业当下可选择的最佳技术类型，行业整体的进步空间较大。因此，企业应建立绿色技术开发专项并引进团队，进而不断地对绿色开采技术进行优化与更新，持续提升绿色开采技术的应用价值，在提升企业竞争力的同时，为相似工程与作业提供技术参考与理论依据，推动整体经济社会的持续发展。

4 结束语

总而言之，应用绿色技术完成煤矿开采事业是煤矿领域必然的发展趋势，因此，需要煤矿企业能够针对不同矿山的具体情况，依照可持续发展理念，从科学的角度出发，加强对绿色开采设备的引入以及新型开采技术的交流推广。相关负责人应高度贯彻落实安全、环保、高效的生产管理原则，引导员工开展智能化、规范化、环保化的煤矿开采作业，为社会经济的持续发展作出企业应尽的贡献。