發布時間：2022-07-16 02:46:11
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇煤礦綠色開采技術研究，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
[摘 要]如何選用合理的采煤方法，并使之不斷完善和發展，對提高礦井生產水平和經濟效益，改變礦井技術面貌有決定性的意義，繼續做好這方面的工作，是今后煤礦開采技術發展的重要方面。那么本文主要介紹了煤礦開采系統的分類及煤礦在選擇采煤方法時的一些原則。
[關鍵詞]煤礦；綠色開采方法；原則
1、引言
煤礦生產指標的優劣，除了受到自然資源條件限制外，更決定于所采用的采煤方法的實用性和適應性，只有選擇合適的采煤方法，才能提高礦井生產水平和經濟效益。因此，做好采煤方法的選擇工作具有非常重大的意義。
2、煤礦開采系統的分類
煤礦開采系統所研究的是綜合利用現代化科學理論與相關工程技術，深入分析、研究煤礦開采復雜多變的客觀條件，掌握和利用煤礦開采的基本規律，系統地研究和開發高效、安全、高資源回收率和舒適作業條件的現代化煤礦開采的科學理論與工程技術。 它主要分為礦井通風系統和礦井運輸系統：
（一）礦井通風系統
我們都知道礦井通風是礦井安全生產的基本保障。礦井通風指借助于機械或自然風壓，向井下各用風點連續輸送適量的新鮮空氣，供給人員呼吸，稀釋并排出各種有害氣體和浮塵，以降低環境溫度，創造良好的氣候條件，并在發生災變時能夠根據撤人救災的需要調節和控制風流流動路線的作業。礦井通風系統由影響礦井安全生產的主要因素所決定。
（二）礦井運輸系統
對礦井運輸設計時，應對井下煤炭、矸石、材料、設備及人員等的運輸作統籌安排。運輸方式與設備的選型，應根據礦井設計生產能力、煤層賦存條件、瓦斯情況、采煤方法等因素確定。
①采區運輸：大、中型礦井的采區，要積極采用連續化運輸，發展重載下運帶式輸送機。
②輔助運輸：要采用高效能、適應性能強、單機服務范圍廣的設備，減少環節逐步發展集裝箱運輸，要根據條件采用單軌吊車、卡軌車、膠套輪機車、齒軌機車、無軌膠輪車或其他運輸設備，逐步實現全礦井輔助運輸的機械化、連續化。
③大巷運輸：主要運輸大巷的運輸方式應根據運量、運距和技術經濟效果優化確定。凡井型較大、采區生產集中、條件適合的礦井，可采用帶式輸送機，實現全礦井的連續運輸。采用軌道運輸的礦井，要發展底卸式或側卸式礦車。要研制改造與底卸式礦車配套的雙軌同步牽引電機車，大功率電機車和防爆柴油機車。
3、煤礦選擇采煤方法的原則
我們在對采煤方法進行選擇時，應根據煤層賦存情況、開采技術條件、地面保護要求、設備供應狀況及安全、產量、效率、成本和煤的回收率等因素，經綜合技術經濟比較后確定。因此采煤方法的選擇必須堅持安全、經濟、回采率高的原則。
（一）生產安全：安全是為了生產，生產就必須安全。應當充分利用先進技術和提高科學管理水平，以保證井下生產安全，不斷改善勞動條件。對于所選擇的采煤方法應仔細檢查采煤工藝的各個工序以及采煤系統的各生產環節，一般應該做到以下幾個方面：
（1）合理布置巷道，保證巷道維護狀態良好，滿足采掘接替要求，建立妥善的通風、運輸、行人以及防火、防塵、防瓦斯積聚、防水和處理各種災害事故的系統和措施，并盡量創造良好的工作條件。
（2）正確確定和安排采煤工藝過程，切實防止冒頂、片幫、支架傾倒、機械事故以及避免其他可能危及人身安全和正常生產的各種事故發生。
（3）認真編制采煤工作面作業規程，制定完整、合理的安全技術措施，并建立制度以保證實施。
（二）經濟合理：經濟效果是評價采煤方法好壞的一個重要依據。在選擇采煤方法時不僅要列出幾種方案進行技術分析，而且在經濟效益上要進行比較，最后確定技術可行經濟上合理的方案。一般應當符合以下五個方面的要求：
（1）采煤工作面單產高
提高工作面產量，是實現礦井穩產、高產，提高采區和整個礦井各項技術經濟指標的中心環節。提高工作面產量，主要應當提高工作面機械化程度，盡可能加大回采進度和合理加大工作面長度，加強生產的組織管理。
（2）勞動效率高
為了提高勞動效率，必須不斷提高職工素質，改善經營管理。同時要選擇合理的采煤工藝和勞動組織，采用先進的技術裝備，努力實現機械化或綜合機械化。
（3）材料消耗少
減少采煤工作面的各種材料消耗，特別是要減少坑木、鋼材以及炸藥、雷管等的消耗，為此必須加強管理，注意材料回收復用，正確確定鉆眼爆破方法。
（4）煤炭質量好
要求煤炭的含矸率和灰分低，注意改進采煤工藝和支護設計，盡量防止矸石或巖粉混入煤中。
（5）成本低
成本是經濟技術效果的綜合反映。努力提高工作面單產和勞動效率，降低材料消耗，保證煤炭質量，是降低煤炭生產成本的主要途徑。
4、綠色開采的技術
4.1采空區充填開采技術。采空區充填開采技術是綠色開采技術的重要組成部分，尤其在經濟發達地區解決建筑物下開采更應受到重視。從理論上來說，充填采礦是解決煤礦開采環境問題的理想途徑，但由于目前充填采礦的成本相對偏高，限制了該項技術在煤礦的試驗與應用。在市場經濟條件下，充填技術的關鍵是充填材料的選取及如何降低成本。另外就是充填技術本身，它應該包括充填系統與開采系統的協調；充填運輸系統的暢通；充填后材料的力學特性等。順利解決上述問題將根本改變將來我國經濟發達區域的開采技術。為了降低充填成本，基于巖層控制的關鍵層理論，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，只要保證未充填采空區的寬度小于覆巖主關鍵層的初次破斷跨距，且充填條帶能保持長期穩定，就可有效控制地表沉陷。
4.2煤與瓦斯共采。瓦斯是一種新能源，既可以用來發電，也可用作工業燃料、化工原料和居民生活燃料。因此若在開采高瓦斯煤層的同時，利用巖層運動的特點將煤層氣開采出來將是我國煤層氣開發的一條重要途徑。減少巷道內的瓦斯含量，有效預防事故發生，讓高瓦斯煤層變成低瓦斯煤層，實現安全生產。
4.3保水開采。保水采煤在不同的礦區有不同的技術內涵，缺水礦區要以水資源保護和利用為主；大水礦區，要以減少水資源破壞和防治水災害為主。因此，保水開采包含水資源保護、水資源利用（煤水共采）和水災害防治等多項重要內容。煤礦開采過程中破壞了地下含水層的原始徑流，大量排出地下水；采空區上方導水裂隙帶與地下水體貫通，形成大規模地下水降落漏斗，造成區域含水層水位下降，直接影響到區域水文地質條件。采動影響穩定后產生的地表沉陷往往影響到地表水體（河流、湖泊、井泉等）的原來形態，造成部分溝泉水量減少甚至干涸；影響當地居民正常的生產生活，進而影響區域植被生長，甚至土地沙漠化。我國大部分礦區處在干旱半干旱地區，而每年采煤破壞地下水22億m3，可見保水開采具有重要的意義。
4.4煤矸石的綜合利用。煤礦企業減少矸石排放的主要措施是將巷道布置在煤層內，也可以根據煤矸石的特點，進行綜合利用。煤矸石分二類：一類是隨著礦井建設、開拓掘進而產生的矸石，俗稱“巖矸”，可以將井下巖巷掘進矸石不提升出井，將矸石充填到采空區，或進行巷旁與廢棄巷道充填及矸石充填置換井下煤柱等。另一類是煤炭洗煤加工而產生的附產品，如洗選黑矸、篩上物、煤泥等，此類矸石可用于發電、供熱，燃燒物還可用于制造磚、水泥、混凝土、砌磚、陶粒等。
4.5煤炭地下氣化技術。煤炭地下氣化是一種整體綠色開采技術，我國于1958～1960年曾在16個礦區進行試驗。煤炭地下氣化的特點是把埋藏在地下的煤炭直接變為煤氣，通過管道把煤氣供給工廠、電廠等各類用戶，使現有的地下作業改為采氣作業，是開采煤炭的一種新工藝。目前我國的地下氣化技術仍處于工業試驗階段，有很多問題需要去研究和探索。
5、結論
總之，采煤技術不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。我國正處于經濟發展的關鍵時期，采煤技術是我們的薄弱環節。只有跟上發展先進采煤技術的世界潮流，將其放在戰略有限地位，并以足夠的力度予以實施，才能盡快縮小與發達國家的差距，才能在激烈的市場敬振華中立于不敗之地。
[摘要]隨著我國煤礦開采帶來的資源短缺和環境污染等眾多問題，礦山的綠色開采已經成為了煤礦未來發展的趨勢。本文結合我國煤礦開采現存的問題，引出了煤礦綠色開采體系，同時詳細介紹了幾種綠色開采技術，對技術的概念、研究以及應用進行了闡述，對實現煤炭資源的可持續發展具有一定的指導意義。
[關鍵詞]綠色開采體系 保水開采；煤與瓦斯共采 煤炭地下氣化
1我國煤礦開采現存的問題
隨著經濟的高速發展以及煤礦開采程度的不斷加深，我國大部分礦區出現了資源的枯竭和環境的嚴重破壞，這不但對地表、水體、大氣造成了污染，而且還給人們的生產生活造成了極大的威脅。煤礦開采造成的主要問題有：
（1）地表的沉陷。煤礦在開采過程中如果不注意保護煤柱的留設，那么隨著煤炭的不斷挖掘，上覆巖層移動變形會逐漸加大，地表將會沉陷，造成地面水體、建筑物等的破壞。
（2）大氣遭到破壞。作為與煤共生的產物，排到大氣中的瓦斯將會造成嚴重的大氣污染，另外，煤矸石在一定條件下會自燃，形成的SO2和CO等有毒有害氣體還會威脅人們的身體健康。
（3）形成矸石山。煤礦在開采過程中矸石外運，將大量的煤矸石堆積在地面，從而形成了矸石山，造成植被的破壞和土地的沙漠化。做為以煤炭為主要能源的國家，我國社會經濟發展對煤炭資源的依賴性越來越強，但是我國煤礦傳統“高消費、高排放、低效率”的特點在許多礦區依然存在，煤礦開采之所以會出現上面的種種問題，就是由開采技術不合理、管理體制不嚴格、環保意識不強烈，可持續發展意識薄弱等原因造成的。因此，在煤炭開采帶來的這些諸多弊端的影響下，煤礦開采與經濟發展、環境保護之間的矛盾亟待解決，隨著90年代可持續發展理念的提出，實現煤炭的綠色開采體系是煤礦必須要走的道路。
2煤炭綠色開采技術體系
煤礦綠色開采技術體系的本質就是和諧處理煤礦開采和環境保護之間的關系，一方面是要在盡可能保證環境不受污染的前提下利用合理的技術開采煤炭資源，取得經濟的快速發展；另一方面還要綜合利用煤炭開采過程中的其他資源，像瓦斯、水、煤矸石等。該體系創立的優秀是開采技術的研發和完善，針對上述煤炭開采造成的種種環境問題，我國學者錢鳴高以巖層控制關鍵層理論、水與瓦斯在裂隙巖體中的滲流規律、巖體在開采過程中的應力場分布等為理論依托，提出了相應的綠色開采技術[1]，具體包括：
（1）充填開采技術――針對地表沉陷，留設煤柱是目前廣用的手段，但留設煤柱不利于煤炭資源的綜合利用，因此，充填開采技術有極大的優勢。
（2）煤與瓦斯共采技術――針對大氣污染，減少瓦斯排放的途徑就是利用瓦斯資源。
（3）減少矸石排放技術――針對矸石山造成的地表破壞，一方面是要減少井下的矸石外運，以煤巷代替巖巷，加強煤巷的支護技術，另一方面是對矸石山進行復墾綠化，或者改性加工成建筑材料或充填材料。
（4）煤炭地下氣化技術――該技術通過減少巷道的開挖來減緩巖層移動造成的礦山壓力顯現，從而避免一切環境破壞的產生。
3煤炭綠色開采技術的主要內容
下面將對上述的幾種煤炭綠色開采技術的概念、研究以及應用進行具體的說明。
3.1充填開采
3.1.1技術概念
充填開采主要是利用一些價值比較低的材料或者廢棄物，像煤矸石、粉煤灰等，經過加工處理，然后注入采空區，對上覆巖層進行控制，最終控制地表的移動變形的技術，其能有效的保護地表環境，是煤礦綠色開采體系很重要的部分。
3.1.2技術研究
充填開采是控制巖層采動破壞、防止地表下沉塌陷的最佳途徑。其主要有關鍵層離層充填和采空區充填兩種。
關鍵層離層充填依據的是“關鍵層”理論，其認為，在采動影響下，關鍵層的離層斷裂會直接影響到地面，造成地表塌陷，因此，對關鍵層進行處理，會有效的控制地表的下沉，“關鍵層”理論表明關鍵層在斷裂之前，會先出現離層，隨著離層距離的增大，關鍵層最終會發生破裂，所以，在關鍵層破裂之前，對其離層進行注漿，會防止其發生破裂，從而阻止了地表的沉陷。但是該方法的缺點是關鍵層的位置和最佳的注漿時機不好把握。
采空區充填是目前普遍認為的“充填開采技術”，而且其對地表下沉的控制效果好，因此，加強對采空區充填技術的研究將是綠色開采技術的重點。
采空區充填技術的主要內容是充填材料和設備的研制以及充填技術的改進。充填材料的研制主要圍繞加工改造廢棄物和減低充填成本展開。目前比較主流的材料有矸石充填、水砂充填、膏體材料充填和高水材料充填。充填材料的成本，以及它的穩定性、強度和流動性將是判別充填材料能否應用的依據。充填設備的用途主要是能有效的把充填材料運送到采空區，有充填泵和充填液壓支架等。
開采系統和充填系統的配套協調也是充填采煤技術必須要解決的問題。
3.1.3“充填開采”技術應用
充填采煤技術在冀中能源集團邢臺礦已經應用了很長時間，效果很好，該礦井將井下磨碎的煤矸石和電廠粉煤灰通過一定的比例混合攪拌，然后通過螺旋給料機運到充填鉆孔，然后依靠自重落到井底，接著由皮帶輸送機運送到采空區進行充填，經過這一系列的操作，很好的控制了地表的下沉。
3.2煤與瓦斯共采
3.2.1技術概念
對于瓦斯，人們普遍認為它是礦井有害氣體，會造成大氣污染，而且達到一定濃度時會引發瓦斯爆炸，但是，它也是能源燃料，在煤層中儲量很豐富。因此，瓦斯的安全高效抽采是治理瓦斯最有效的措施。
瓦斯抽采就是把煤層或采空區的瓦斯通過抽采鉆孔采出地面的技術，
3.2.2瓦斯抽采分類
瓦斯抽采根據其抽采位置的不同可以分為：本煤層抽采、鄰近層抽采和采空區抽采。
本煤層抽采：主要是回采和掘進工作面瓦斯的抽采，可以在巷道兩側打抽放鉆孔進行抽采。
鄰近層抽采：鄰近層的抽采對本煤層有著保護作用，因為工作面在回采過程中將引起上覆或底板巖層的破裂，鄰近層的瓦斯會通過生成的大量裂隙涌入到本煤層中來，從而造成瓦斯突出，因此，預先抽放鄰近層的瓦斯是安全開采的保證。
采空區抽采：采空區的瓦斯含量也是很大的，通過地面鉆孔或專門布置瓦斯抽采巷都能夠對采空區瓦斯進行抽采。
3.2.3技術研究
煤層的滲透率影響著瓦斯的抽采率，由于我國煤層普遍屬于低滲透性煤層，瓦斯不易抽采，所以，煤層滲透性的提高成為了改進瓦斯抽采技術的關鍵，我國學者針對這一點展開過大量的研究，像太原理工大學趙陽升教授經過二十多年的研究，研發出了水力割縫強化煤層滲透性，提高瓦斯抽采效率的成套技術與裝備，并獲得了工業試驗的成功；還有的學者經過大量的研究表明，采動過程中巖層的移動會增大煤層滲透性，尤其是“關鍵層”的斷裂移動會對鄰近層的瓦斯涌出起著決定性影響，這為瓦斯的運移和抽采創造了有利的條件。除了增大滲透率，抽采鉆孔的合理布置方式也是一項關鍵技術，我國學者提出了底板穿層鉆孔隔縫網絡化增透技術，優化了鉆孔的布置方式，對瓦斯的高效開采起到了重要的作用。
除此之外，鉆孔的密封性也是影響因素。經過大量的工業試驗表明，大多數抽采鉆孔存在密封性不佳的缺點，而這導致大量的瓦斯在抽采過程中泄露，所以封孔質量好、空口嚴密，才能使瓦斯抽采達到規定的指標。
3.2.4“煤與瓦斯“共采技術應用
瓦斯抽采技術在我國應用比較早，許多礦區都已經取得了可喜的成果，而且已經作為了其產業鏈中重要的一部分，像陽煤集團，晉煤集團、潞安集團等，已經在瓦斯抽采利用上走在了我國煤礦企業的前列。
3.3減少矸石排放
開采過程中矸石的外排會造成矸石的大量堆積，從而造成土地的沙漠化，所以減少矸石的產生是解決此問題的最基本方法。《煤炭安全規程》規定過，布置井下巷道時，要遵循“多掘煤巷，少掘巖巷“的原則，多掘煤巷既能夠就能夠從源頭上解決矸石的產生，又能夠增加煤炭的采出率；矸石的井下處理也能夠解決矸石外排的問題，通過建立井下矸石處理系統，把開采過程中采出的矸石集中破碎加工，處理后的矸石可以用作采空區充填材料、鋼軌的鋪墊、巷道壁幫充填或者混凝土砌碹。
3.4煤炭地下氣化
煤炭地下氣化是未來煤礦發展的方向，基本流程就是從地表沿煤層相隔一定距離開挖兩條斜井到達煤層，然后把這兩條斜井通過煤層中的一條水平井連接起來，接著將煤層就地燃燒原位轉化成煤氣，最后排出地面的一種化學采煤方法。該方法對環境的污染較小，既不會造成地表沉陷，也不會產生矸石，而且受地質條件約束小，可以對薄煤層、深部煤層、遺留的煤柱或難采的邊角煤等進行開采。煤炭地下氣化技術雖然經過了很長時間的研究和實踐，但是目前只在少數礦區進行了工業試驗，還不能形成大規模的工業生產，其中還有好多問題需要解決，像如何防止地下燃燒生成的有毒有害氣體不對地下水產生污染，如何控制燃燒速率等等。
4結語
隨著煤礦開采的加重，環境污染逐年加深，資源開采成本不斷加劇，在可持續發展理念的引導下，實施煤礦的綠色開采已經成為了時代的需要，目前雖然已有很多綠色開采技術，并且都取得了很好的效果，但是綠色開采是一項長期的目標，現存的好多技術仍然存在缺陷。
【摘要】隨著時代經濟的不斷發展以及科學發展觀、綠色可持續發展理論的提出，綠色開采煤礦已經成為煤礦開采業的主流開采方式。本文主要從目前我國綠色開采煤礦中存在的安全問題以及環境污染問題方面入手，闡述我國綠色開采煤礦的整體工作框架，并對開采過程中存在的問題，以及開采技術進行了簡要分析。
【關鍵詞】煤礦開采：綠色開采：煤礦業綠色發展
我國的經濟發展很大程度上依賴于煤炭資源，但是，在開發與利用煤炭資源的同時，也給環境以及資源造成了不可挽回的損害。為了解決這一問題，全國各煤礦企業都在遵循可持續發展戰略，倡導節能減排，以達到和諧發展的目的。綠色開采煤礦這一理念，是在2003年，由中國礦業大學錢鳴高院士提出的，為資源可持續發展以及煤炭工業的發展，提供了一個新的思路與方式。筆者通過總結多年工作經驗，對現有技術進行總結與分析，旨在幫助企業根據企業自身特點，采取不同種類的綠色開發技術，真正意義上實現綠色開采，最終達到煤炭工業可持續化發展的目標。
一、我國煤礦開采業存在的問題
1.安全問題：中國煤礦開采業較之國外來說，存在著生產工藝較為落后，安全意識薄弱、以及科學技術開發資金投入不足、經營管理模式不完善等問題。與此同時，由于開采的過程中將會對上覆巖層產生移動破壞，從而破壞了地下水層初始流動狀態，以及阻礙了瓦斯的正常流轉。致使多地發生因瓦斯突出、漏水以及沖擊地壓等災害的發生。并且隨著時間的推移，礦井采掘造成的水土流失、多地地面塌陷等問題也日益突出。
2.環境問題：我國煤炭地下開采，采空區部分，基本都采取全部冒落法管理頂板，會造成地面塌陷以及地面沉降現象，隨之引發井水的水位下沉，最終導致鐵路、公路、及各項依地面類建筑破壞。據不完全統計，2010年，我國約有16000座煤矸石山，歷年來累計堆放的煤矸石重量約為45億t，占地面積約為15000平方米，其中瓦斯以及煤矸石山自然時所產生的硫化物基本都會直接進行排放，對大氣的污染十分嚴重。同時煤礦的開采會對當地水資源形成巨大的污染。煤炭在開采過程中，需要進行認為疏干排水以及采取形成的導水裂隙，對煤系的含水層進行自然疏干，這種做法不僅破壞地下水資源，繼續開采下去必將重度污染地下水資源。在煤礦的開采過程中，會對大氣環境造成一定污染，其主要污染源頭來自礦井排除煤層瓦斯抽放，以及煤礦矸石山自燃。礦井瓦斯就是煤氣層，是比CO2還要嚴重的一種溫室氣體，并且煤礦瓦斯也是導致煤礦重特大安全事故的導火索。據不完全統計，我國2000米的淺范圍內，就會具有30-35萬億立方米的煤氣層，名列世界前茅。但是由于我國每層的透氣性相對較小，所以很難在煤礦開采前將其抽出。總結建國以來的煤礦事故記錄，共計1500多次，死亡人數超過5000人，由此可見，大力倡導與開發綠色開采技術已經是迫在眉睫的事。
二、綠色開采體系及具體實施方式
1.錢鳴高院士從現有資源以及施工技術方面對煤炭的綠色開采進行了明確的定義，從資源角度認識以及對待瓦斯、水土等一系列可以利用的資源。綠色開采的基本出發點，就是從開采方的角度入手，盡可能減少煤礦開采對于礦井周圍環境及資源的影響。旨在將社會效、經濟效益以及環境效益最大化。
2.保水開采：筆者收集各方面資料顯示，我國國有礦井存在透水性危險的，占據總礦井數的50%，并且這一情況正在逐年加重。所謂保水開采是指在開采過程中，對礦井周圍水資源進行保護，并且最大化利用水資源。關鍵層理論中提到，煤炭開采過后，嚴重破壞開采地原始水體徑流，隨著時間的推移，上覆巖層當中的關鍵層會發生斷裂，從而導致區域中形成地下水下降漏斗。想要恢復地下水，最重要的就是上覆巖層中是否有軟弱巖層經過重新壓實導致裂隙閉合，從而形成隔水帶。如果存在隔水帶，比表水以及地下水會逐漸填滿，水位恢復。若不存在軟弱巖層，就不能通過自然的方式進行水資源填筑，需要對裂隙填漿，技術難度較高。
3.煤炭瓦斯共采：煤炭瓦斯共采技術，充分的利用了開采過程中巖層的移動對瓦斯自身產生的泄壓作用，提高礦井瓦斯抽采率。在開采過程中，形成煤與瓦斯的共同開采系統，實現共采。筆者總結多年工作經驗認為，當煤炭開采過程中引起巖層移動，將會直接導致滲透率較低的煤層滲透率增加十倍有余，為瓦斯的運移以及涌出創造了條件，方便瓦斯開采，并且這部分瓦斯作為潔凈能源，可以運用到生產生活中許多領域。所以應對“煤瓦共采”技術進行深入研究，最大限度推廣該技術。
4.填充開采：填充開采技術為解決煤礦開采中壓煤問題、矸石山問題以及地面沉降問題等方面提供了有效的解決方式。所謂填充開采是將煤矸石、粉煤灰及河砂等用作填充的材料，填充到采空區中，使資源利用率最大化，控制地面沉降與地面塌陷問題。同時也可以減少地面固體廢物、建筑行業產生的垃圾對環境的損害。水砂填充技術是我國20世紀80年代開始使用的一種技術，因其投資大、施工程序較為繁瑣的原因，難以大范圍推廣，目前已被淘汰。利用矸石進行填充，可以有效解決礦井矸石的堆放問題，但是將矸石作為填充材料進行施工，會增加整體的開采成本。膏體填充是將固體的廢棄物，通過特定比例制成牙膏狀的漿體。通過重力或是泵壓作用，經過管道輸送對采空區進行填充。膏體具有流動性好、凝結時間較短、以及凝結后強度較高等特點，目前在山東等地已經得到了廣泛的運用。
結束語
筆者通過總結多年工作經驗，并結合當前我國煤炭開采行業的現狀，得出下述結論：煤礦綠色開采技術目前已經成為我國煤炭行業發展的必然方向，通過開發煤炭綠色開采技術，提高開采效率，實現資源節約，并且可以有效保護礦井周圍環境，對于煤炭行業的可持續發展具有重要意義。
【摘要】綠色開采是煤炭開采的發展方向，對提高煤炭采出率、保護生態環境和實現煤礦可持續發展都具有十分重要的意義。本文介紹了煤礦綠色開采技術的提出和內容，從煤與瓦斯共采、保水開采、充填開采等方面對煤礦的綠色開采技術進行了介紹。
【關鍵詞】綠色開采 保水開采 煤與瓦斯共采 充填開采
煤炭開采會造成巖層移動破壞，引起巖層中水與瓦斯的流動，導致煤礦瓦斯事故與井下突水事故。由于巖層移動，會造成地表沉陷，導致農田、建筑設施的損壞。另外，煤炭開采形成的大量堆積在地面的矸石，既占用良田，又造成環境污染。上述問題若得不到有效解決，在未來幾十年內，隨著能源總需求和煤炭產量的不斷增長，煤炭資源開采所帶來的礦區安全和生態環境問題將更為嚴重，人類的生存和社會發展環境將受到嚴重威脅。
綠色開采是煤炭開采的發展方向，對提高煤炭采出率、保護生態環境和實現煤礦可持續發展都具有十分重要的意義。如今，單純地通過提高煤炭的產量，已經很難緩解煤炭供應的壓力。如何綜合考慮發展煤炭循環經濟，減少煤炭開采對環境的破壞，把“發展煤炭循環經濟，實現煤炭綠色開采”作為煤炭企業的發展理念，大力發展綠色的采煤技術，是解決上述問題的關鍵。
1、煤炭綠色開采的提出和內容
早在2003年，中國礦業大學錢鳴高院士首次提出了煤礦綠色開采的概念和技術體系，隨后明確了實現煤炭資源開采和環境保護協調發展的綠色開采研究目標，為我國綠色開采技術的研究指明了方向。煤礦綠色開采的主要理論依據是關鍵層理論、開采對巖層移動的影響及移動規律、水在裂巖體中的滲流規律、開采后巖層內節理裂隙分布發育規律等。
煤礦的綠色開采以及相應的綠色開采技術的基本出發點是防止或盡可能減輕開采煤炭對環境和其他資源的不良影響。煤礦的綠色開采目標是取得最佳的經濟效益和社會效益。根據煤礦中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，綠色開采主要包括以下內容：水資源保護―“保水開采”；瓦斯抽放―“煤與瓦斯共采”；土地與建筑物保護―“充填開采”；排放矸石占用土地污染環境―“煤炭地下氣化”等。
2、煤與瓦斯共采技術
瓦斯既是礦井有害氣體也是潔凈能源，因此應該使其資源化，這和煤炭的綠色開采理念不謀而合。煤與瓦斯共采的技術主要有留巷鉆孔法、卸壓法。開采瓦斯最好的方法是在煤礦開采前對瓦斯進行抽采，若能在開采前將煤層內瓦斯抽出，則是利用瓦斯改善煤礦安全的最好辦法，但由于我國大部分煤體透氣性低，在本層內抽采瓦斯有難度，在技術上和效益上很難保證。因此，就需要利用煤與瓦斯共采技術，賣炭開采后圍巖壓力降低，大量瓦斯在采空區釋放，有利于瓦斯抽采，因此形成煤與瓦斯共采體系。另外，對于廢棄礦井的瓦斯，可以采用直接抽采，鑒于廢棄礦井煤層經過采動而充滿瓦斯，因而可以利用采動后巖體內裂隙場的分布及鉆孔，將瓦斯抽排管裝在井下、封閉井口后，抽出瓦斯。
3、保水開采技術
保水采煤在不同的礦區有不同的技術內涵，缺水礦區要以水資源保護和利用為主，大水礦區，要以減少水資源破壞和防治水災害為主。因此，保水開采包含水資源保護、水資源利用（煤水共采）和水災害防治等多項重要內容。煤礦開采過程中破壞了地下含水層的原始徑流，大量排出地下水，采空區上方導水裂隙帶與地下水體貫通，形成大規模地下水降落漏斗，造成區域含水層水位下降，直接影響到區域水文地質條件。采動影響穩定后產生的地表沉陷往往影響到地表水體（河流、湖泊、井泉等）的原來形態，造成部分溝泉水量減少甚至干涸，影響當地居民正常的生產生活，進而影響區域植被生長，甚至土地沙漠化。
4、充填開采技術
我國多數煤礦存在建筑物下、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。充填開采法是用充填材料充填采煤工作面采空區的巖層控制方法。該法可以緩和工作面支承壓力產生的礦壓顯現，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、構筑物、生態環境和水體。按照充填材料的不同，充填采礦法分矸石充填、水砂充填和膏體充填。
4.1 矸石充填
利用井下采空區處置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害、提高礦井資源回收率，是實現煤礦綠色開采的關鍵技術途徑之一。拋矸機拋矸充填。將巖巷和半煤巖巷掘進矸石用礦車運至井下矸石車場，經翻車機卸載后，矸石經破碎機破碎，而后進入矸石倉；刮板輸送機卸矸充填。充填裝備由后端帶懸梁的自移式液壓支架和充填刮板輸送機組成。在自移式液壓支架后端增加后懸臂等配件，采用可調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；風力拋矸充填。風力充填材料粒度的直徑不宜大于充填管道的1/2～1/3。并且要求充填材料沉縮率低、不自然、腐蝕性小。矸石經充填機、充填管路充填采空區。一般采煤機割兩刀煤充填一次，充填步距1.2～1.6 m，每次充填長度6～9 m，工作面每向前推進50～100 m，充填機前移一次。
4.2 水砂充填
水砂充填采煤法是利用水力通過管道把充填材料沙粒送人采空區的充填采煤法。我國早在20世紀初就開始應用水砂充填采煤法，目前水砂充填技術已經十分成熟。在地面用礦車將采出、破碎及篩分后的成品砂運到貯砂倉貯存。在貯砂室，砂與水混合成砂漿，經充填管路送至工作面采空區，并在采空區脫水，砂子形成充填體，廢水經采區流水上山和流水道流入采區沉淀池，經沉淀后，澄清的水流入水倉，用水泵經排水管將水排至地面貯水池，以供循環利用。水砂充填采煤法充填致密，可減少煤塵危害，能有效地控制地表下沉和變形，但井上下充填系統復雜，設備及設施投資大，充填材料昂貴，提高了噸煤成本。
4.3 膏體充填
膏體充填具有料漿質量分數高、充填效率高、成本較低等優點，這項技術試驗成功以后在金屬礦山得到較快的發展。膏體充填采煤技術主要由三部分組成，即充填材料、充填設備與工藝、采動巖層充填控制理論。膏體是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等組成，由地面設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。充填時，膏體通過巷道中的管路，由充填泵提供動力，輸送到液壓支架后的采空區。膏體充填技術的優秀是膏體充填材料，膏體充填材料的強度對膏體充填的效果起決定作用。膏體充填后，地表下沉減小。膏體充填開采是綠色開采技術的重要組成部分，是解決煤礦開采環境問題的理想途徑，是解決村莊等建筑物下大量壓煤開采問題的迫切需要。
5、結束語
資源與環境協調的綠色開采是解決煤炭開采環境問題的根本出路。要實現綠色開采，需要綜合研究和解決經濟與技術等方面的問題。綠色采礦可以減少環境污染，還能帶來良好的社會經濟效益。綠色采礦是形成綠色礦業及礦區綠色家園的重要組成部分，相信隨著綠色開采的不斷發展和完善，煤礦綠色開采一定會發揮它應有的作用，為人類與自然的協調發展做出貢獻。
