【正文】 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。要實現(xiàn)綠色開采,需要綜合研究和解決經(jīng)濟與技術(shù)等方面的問題。目前我國的地下氣化技術(shù)仍處于工業(yè)試驗階段,有很多問題需要去研究和探索。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。我國于19581960年曾在16個礦區(qū)進行試驗,于1962年停止,1984年又開始了新的試驗,1994年達到連續(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。煤炭地下氣化是一種整體綠色開采技術(shù)?？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。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。膏體充填技術(shù)的核心是膏體充填材料,膏體充填材料的強度對膏體充填的效果起決定作用。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性和可泵性。太平煤礦膏體充填系統(tǒng)是我國煤礦第一個膏體充填示范工程,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,這項技術(shù)試驗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。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。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。機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。矸石經(jīng)充填機、充填管路充填采空區(qū)。風(fēng)力充填材料粒度的直徑不宜大于充填管道的1/21/3。破碎后的矸石經(jīng)上下山輸送機、平巷輸送機運至液壓支架后的充填刮板輸送機,在采空區(qū)卸載。每2節(jié)中部溜槽設(shè)臵1個溜矸孔,溜矸孔開在溜槽的中板上。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溜槽,懸掛是為了增加充填垂直高度。(2)刮板輸送機卸矸充填。將巖巷和半煤巖巷掘進矸石用礦車運至井下矸石車場,經(jīng)翻車機卸載后,矸石經(jīng)破碎機破碎,而后進入矸石倉。 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,是實現(xiàn)煤礦綠色開采的關(guān)鍵技術(shù)途徑之一。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狀況,有效減少地表下沉和變形,提高煤礦采出率,保護地面建筑物、構(gòu)筑物、生態(tài)環(huán)境和水體。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。(4)回風(fēng)井回收瓦斯。(3)廢棄礦井抽采瓦斯。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。煤與瓦斯共采瓦斯既是礦井有害氣體也是潔凈能源。影響當(dāng)?shù)鼐用裾５纳a(chǎn)生活,進而影響區(qū)域植被生長,甚至土地沙漠化。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。因此,保水開采包含水資源保護、水資源利用(煤水共采)和水災(zāi)害防治等多項重要內(nèi)容。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)要以水資源保護和利用為主。(3)水在裂巖體中的滲流規(guī)律。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。排放矸石占用土地污染環(huán)境—“煤炭地下氣化”等。瓦斯抽放—“煤與瓦斯共采”。目標(biāo)是取得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。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識和對待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各種資源。屆時,煤炭產(chǎn)量很可能無法滿足工業(yè)需求。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改變。隨著我國礦井開采深度的不斷增加,礦山壓力顯現(xiàn)及沖擊地壓等動力災(zāi)害發(fā)生的頻次增加,強度增大,危及礦井的安全生產(chǎn)。煤炭開采引起巖層移動,進而造成地表沉陷,導(dǎo)致農(nóng)田、建筑設(shè)施的損壞。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。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)装迨鹿事省?研究開發(fā)新型的支護設(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架系統(tǒng),開發(fā)耐炮崩、輕型化單體液壓支柱和厚煤層巷道錨索和可伸縮錨桿。 沖擊地壓的預(yù)測和防治通過計算機模擬研究沖擊性礦壓顯現(xiàn)發(fā)生的機理。運用離散元等方法研究頂煤放落規(guī)律,提出放頂煤優(yōu)化準(zhǔn)則和提高頂煤回收率的途徑。 研究堅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,因而需進一步研究開發(fā)新技術(shù)、新工藝、新材料來解決這些問題。優(yōu)化巷道布臵,減少矸石排放的開采技術(shù)改進、完善現(xiàn)有采煤方法和開采布臵,以實現(xiàn)開采效益最大化為目標(biāo),研究開發(fā)煤礦地質(zhì)條件開采巷道布臵及工藝技術(shù)評價體系專家系統(tǒng),實現(xiàn)開采方法、開采布臵與煤層地質(zhì)條件的最優(yōu)匹配。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),適于村莊保護的開采技術(shù)。深礦井開采熱害治理技術(shù)與裝備。深井沖擊地壓防治技術(shù)與監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)。深井作業(yè)場所工作環(huán)境的變化。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。采煤機在線與離線相結(jié)合的 “油磨屑”監(jiān)測和溫度、電信號的監(jiān)測。今后研究的重點是:通過電液控制閥組操縱支架和改善“支架圍巖”系統(tǒng)控制,進一步完善液壓信息、支架位態(tài)、頂板狀態(tài)、支護質(zhì)量信息的自動采集系統(tǒng)。 緩傾斜厚煤層一次采全厚大采高長壁采應(yīng)進一步加強完善支架結(jié)構(gòu)及強度,加強防倒、防滑、防止頂梁焊縫開裂和四連桿變、防止嚴(yán)重損壞千斤頂措施等的研究,提高可靠性,縮小其與中厚煤層(采高3m左右)產(chǎn)高效指標(biāo)的差距。研制適合刨煤機綜采的液壓支架。,通過寬煤巷錨桿支護技術(shù)的研究開發(fā)和應(yīng)用,有利于綜采配套設(shè)備的大功率和重型化,有助于連續(xù)采煤機的應(yīng)用,促進工作面的高產(chǎn)高效。又有利于放頂煤的新型液壓支架,合理確定后部臵輸送機能力。硬厚頂煤控制技術(shù),研究開發(fā)埋深淺、支承壓力小條件硬厚頂煤的快速處理技術(shù),包括高壓注水壓裂技術(shù)和頂煤深孔預(yù)爆破處理技術(shù),使頂煤體能隨采隨冒,提高其回收率。 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。本論文就對煤礦開采技術(shù)作了分析并對其帶來的環(huán)境影響闡述了針對性的技術(shù)以及向綠色開采的發(fā)展趨勢。在發(fā)展現(xiàn)代采煤工藝的同時,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?)形成煤炭地下氣化技術(shù)，: [1][M].北京:科學(xué)出版社，2002.[2]錢鳴高，繆協(xié)興，[J]?煤炭學(xué)報，1996,21(3):225230.[3] [D].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)，1999.[4]錢鳴高，繆協(xié)興，許家林， [M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，200