【正文】 綠色礦業(yè)”的核心內(nèi)容之一就是要實(shí)現(xiàn)“綠色開采”礦區(qū)在開發(fā)建設(shè)之前與周圍環(huán)境是協(xié)調(diào)一致的，而進(jìn)行開發(fā)建設(shè)后，強(qiáng)烈的人為活動(dòng)便使環(huán)境發(fā)生巨大的變化，由此形成了礦區(qū)獨(dú)特的生態(tài)環(huán)境問題，如造成農(nóng)田以及建筑物破壞，村莊遷徙，矸石堆積，使河川徑流量減少，以及地下水供水水源干枯，在地面導(dǎo)致的土地沙漠化，:。并有清醒的認(rèn)識與足夠的估量，: 1)對土地資源的破壞和占用煤炭開采對土地資源的破壞損害，井工開采以地表塌陷和矸石山壓占為主，)對水資源的破壞和污染煤炭開采過程中，進(jìn)行的人為疏干排水和采動(dòng)形成的導(dǎo)水裂隙對煤系含水層的自然疏干，)，19491998年共生產(chǎn)原煤56億多噸，地面塌陷破壞面積達(dá)100多萬畝，其中40%，至1998年煤炭地下采空面積達(dá)1 300 km178。每年新增塌陷地約2萬hm178?；境霭l(fā)點(diǎn)是防止或盡可能減輕開采煤炭對環(huán)境和其他資源的不良影響。4)煤層巷道支護(hù)技術(shù)與減少殲石排放技術(shù)。3)水與瓦斯在裂隙巖體中的滲流規(guī)律。 m, m, ，2000年3月以前水位緩慢下降，200。基于巖層控制的關(guān)鍵層理論，提出了部分充填(條帶充填)控制開采沉陷的思路:僅充填部分采空區(qū)，只要保證未充填采空區(qū)的寬度小于覆巖主關(guān)鍵層的初次破斷跨距，且充填條帶能保持長期穩(wěn)定，我國煤層普遍具有變質(zhì)程度高、滲透率低和含氣飽和度低的特點(diǎn)，70%以上煤層的滲透率小于1 103μm178。3)燃燒后地下氣化爐體結(jié)構(gòu)變化及地面沉降狀況的研究。對東部發(fā)達(dá)地區(qū)城鎮(zhèn)下采煤，充填與條帶開采是必然的選擇，因而如何降低充填成本與提高充填技術(shù)是科學(xué)研究的方向。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時(shí),繼續(xù)發(fā)展多層次、多樣化的采煤工藝,建立具有中國特色的采煤工藝?yán)碚摗?開發(fā)“埋深淺、硬頂板、硬煤層高產(chǎn)高效現(xiàn)代開采成套技術(shù)”,主要解決以下技術(shù)難題。又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部臵輸送機(jī)能力。研制適合刨煤機(jī)綜采的液壓支架。今后研究的重點(diǎn)是:通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架圍巖”系統(tǒng)控制,進(jìn)一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護(hù)質(zhì)量信息的自動(dòng)采集系統(tǒng)。深礦井開采技術(shù)深礦井開采的關(guān)鍵技術(shù)是:煤層開采的礦壓控制、沖擊地壓防治、瓦斯和熱害治理及深井通風(fēng)、井巷布臵等。深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)。研究與應(yīng)用各種充填技術(shù)和組合充填技術(shù),村莊房屋加固改造重建技術(shù),適于村莊保護(hù)的開采技術(shù)。 研究堅(jiān)硬頂板與破碎頂板條件下應(yīng)用高技術(shù)低成本巖層控制技術(shù)目前,由于應(yīng)用高壓注水、深孔預(yù)裂爆破處理堅(jiān)硬頂板和應(yīng)用化學(xué)加固技術(shù)存在工藝復(fù)雜、成本高的問題,因而需進(jìn)一步研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來解決這些問題。 沖擊地壓的預(yù)測和防治通過計(jì)算機(jī)模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機(jī)理。提高小煤礦的頂?shù)装蹇刂萍夹g(shù)水平,最大限度地減少頂?shù)装迨鹿事?。煤炭開采引起巖層移動(dòng),進(jìn)而造成地表沉陷,導(dǎo)致農(nóng)田、建筑設(shè)施的損壞。根據(jù)我國的能源資源狀況,煤炭作為我國最重要的一次性能源,在未來20年內(nèi),其在能源構(gòu)成中的主體地位將不會(huì)改變。煤炭綠色開采體系煤礦綠色開采以及相應(yīng)的綠色開采技術(shù),在基本概念上是要從廣義資源的角度上來認(rèn)識和對待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各種資源。瓦斯抽放—“煤與瓦斯共采”。錢院士提出的綠色開采技術(shù)體系, 綠色開采理論依據(jù):(1)關(guān)鍵層理論。保水開采保水采煤在不同的礦區(qū)有不同的技術(shù)內(nèi)涵,缺水礦區(qū)要以水資源保護(hù)和利用為主。采空區(qū)上方導(dǎo)水裂隙帶與地下水體貫通,形成大規(guī)模地下水降落漏斗,造成區(qū)域含水層水位下降,直接影響到區(qū)域水文地質(zhì)條件。煤與瓦斯共采瓦斯既是礦井有害氣體也是潔凈能源。(3)廢棄礦井抽采瓦斯。充填開采我國多數(shù)煤礦存在建筑物下、水體下、鐵路下壓煤的問題,充填采礦法對解決這類問題具有重要的意義。 矸石充填利用井下采空區(qū)處臵煤矸石的充填采煤方法,既可以減少煤礦固體廢棄物排放,又可以減輕開采沉陷災(zāi)害、提高礦井資源回收率,是實(shí)現(xiàn)煤礦綠色開采的關(guān)鍵技術(shù)途徑之一。(2)刮板輸送機(jī)卸矸充填。每2節(jié)中部溜槽設(shè)臵1個(gè)溜矸孔,溜矸孔開在溜槽的中板上。風(fēng)力充填材料粒度的直徑不宜大于充填管道的1/21/3。機(jī)械矸石充填對充填材料要求不嚴(yán)格,使用設(shè)備也較少,在我國山東礦區(qū)發(fā)展較快,有推廣趨勢。在貯砂室,砂與水混合成砂漿,經(jīng)充填管路送至工作面采空區(qū)，并在采空區(qū)脫水,砂子形成充填體,廢水經(jīng)采區(qū)流水上山和流水道流入采區(qū)沉淀池,經(jīng)沉淀后,澄清的水流入水倉,用水泵經(jīng)排水管將水排至地面貯水池,以供循環(huán)利用。太平煤礦膏體充填系統(tǒng)是我國煤礦第一個(gè)膏體充填示范工程,2006年5月工業(yè)性試采取得成功。膏體充填技術(shù)的核心是膏體充填材料,膏體充填材料的強(qiáng)度對膏體充填的效果起決定作用?？梢圆糠窒禾块_采對環(huán)境的污染和煤炭燃燒對生態(tài)環(huán)境的不利影響與破壞。我國于19581960年曾在16個(gè)礦區(qū)進(jìn)行試驗(yàn),于1962年停止,1984年又開始了新的試驗(yàn),1994年達(dá)到連續(xù)產(chǎn)氣295 d,產(chǎn)氣量為200 m3/h,~ MJ /m,采用的是有井式、長通道、大斷面的煤炭地下氣化方法。目前我國的地下氣化技術(shù)仍處于工業(yè)試驗(yàn)階段,有很多問題需要去研究和探索。綠色采礦是形成綠色礦業(yè)及礦區(qū)綠色家園的重要組成部分,相信隨著綠色開采的不斷發(fā)展和完善,煤礦綠色開采一定會(huì)發(fā)揮它應(yīng)有的作用,為人類與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)綠色開采,需要綜合研究和解決經(jīng)濟(jì)與技術(shù)等方面的問題。但是,地下煤炭氣化燃燒產(chǎn)生的苯和酚是致癌物質(zhì),有可能毒化水資源。煤炭地下氣化是一種整體綠色開采技術(shù)。膏體充填開采是綠色開采技術(shù)的重要組成部分,是解決煤礦開采環(huán)境問題的理想途徑,是解決村莊等建筑物下大量壓煤開采問題的迫切需要。膏體是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等組成,由地面設(shè)備加工而成的類似牙膏的流體,具有十分良好的流動(dòng)性和可泵性。 膏體充填膏體充填技術(shù)是1979年在德國的格倫德鉛鋅礦首先發(fā)展起來的,由于膏體充填具有料漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、充填效率高、成本較低等優(yōu)點(diǎn),這項(xiàng)技術(shù)試驗(yàn)成功以后在金屬礦山得到較快的發(fā)展,在包括中國在內(nèi)的許多國家得到應(yīng)用。我國早在20世紀(jì)初就開始應(yīng)用水砂充填采煤法,目前水砂充填技術(shù)已經(jīng)十分成熟。矸石經(jīng)充填機(jī)、充填管路充填采空區(qū)。破碎后的矸石經(jīng)上下山輸送機(jī)、平巷輸送機(jī)運(yùn)至液壓支架后的充填刮板輸送機(jī),在采空區(qū)卸載。在自移式液壓支架后端增加后懸臂等配件,采用可調(diào)高但掛鏈懸掛充填刮板輸送機(jī)溜槽,懸掛是為了增加充填垂直高度。將巖巷和半煤巖巷掘進(jìn)矸石用礦車運(yùn)至井下矸石車場,經(jīng)翻車機(jī)卸載后,矸石經(jīng)破碎機(jī)破碎,而后進(jìn)入矸石倉。該法可以緩和工作面支承壓力產(chǎn)生的礦壓顯現(xiàn),改善采場和巷道維護(hù)狀況,有效減少地表下沉和變形,提高煤礦采出率,保護(hù)地面建筑物、構(gòu)筑物、生態(tài)環(huán)境和水體。(4)回風(fēng)井回收瓦斯。但由于我國大部分煤體透氣性低,在本層內(nèi)抽采瓦斯有難度。影響當(dāng)?shù)鼐用裾５纳a(chǎn)生活,進(jìn)而影響區(qū)域植被生長,甚至土地沙漠化。因此,保水開采包含水資源保護(hù)、水資源利用(煤水共采)和水災(zāi)害防治等多項(xiàng)重要內(nèi)容。(3)水在裂巖體中的滲流規(guī)律。排放矸石占用土地污染環(huán)境—“煤炭地下氣化”等。目標(biāo)是取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。屆時(shí),煤炭產(chǎn)量很可能無法滿足工業(yè)需求。隨著我國礦井開采深度的不斷增加,礦山壓力顯現(xiàn)及沖擊地壓等動(dòng)力災(zāi)害發(fā)生的頻次增加,強(qiáng)度增大,危及礦井的安全生產(chǎn)。本文分析了綠色開采技術(shù),總結(jié)了我國煤礦綠色開采方法的發(fā)展現(xiàn)狀,對科學(xué)采礦具有一定的指導(dǎo)意義。 研究開發(fā)新型的支護(hù)設(shè)備研究硬煤層、硬頂板放頂煤液壓支架,完善液壓支架性能和快速移