王艷艷,李蒙蒙,朱曉靜（山東省煤炭技術(shù)服務(wù)有限公司,濟(jì)南　250000）

趙官煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)

王艷艷,李蒙蒙,朱曉靜
（山東省煤炭技術(shù)服務(wù)有限公司,濟(jì)南250000）

摘要：由于傳統(tǒng)的采礦方式對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了巨大傷害，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和理念創(chuàng)新，大力倡導(dǎo)無(wú)煤柱開(kāi)采和煤與瓦斯共采技術(shù)，抽采的瓦斯用于發(fā)電，升井的矸石用于制磚，并對(duì)井下污水進(jìn)行凈化利用，走出了一條節(jié)能減排綠色循環(huán)開(kāi)采模式，該模式的成功應(yīng)用也為其它礦區(qū)科學(xué)開(kāi)發(fā)提供了借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：采礦工程；綠色開(kāi)采；煤與瓦斯共采；無(wú)煤柱開(kāi)采

我國(guó)東部產(chǎn)煤地主要分布在平原地區(qū)，由于原先采礦工業(yè)體系的不完善及采礦方法的落后，井下矸石全部運(yùn)至地面形成矸石山，矸石山不僅侵占了大量農(nóng)田，污染了空氣也對(duì)環(huán)境造成了損害，使得原始生態(tài)環(huán)境遭受極大破壞。與此同時(shí)，另一種重要的能源——瓦斯由于沒(méi)有開(kāi)發(fā)利用，隨著采礦散逸到大氣中，造成了資源浪費(fèi)。因此，開(kāi)展煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)的研究保護(hù)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境、提高能源利用意義深遠(yuǎn)[1-3]。

隨著綠色采礦概念的提出，我國(guó)的許多專(zhuān)家、學(xué)者等開(kāi)始了對(duì)煤礦矸石處理、礦區(qū)水資源保護(hù)及開(kāi)發(fā)、采空區(qū)塌陷預(yù)防與處理、瓦斯抽采利用技術(shù)等的研究[4-6]，并取得了顯著成果。

基于以上研究成果，趙官煤礦以綠色開(kāi)采、和諧開(kāi)采為出發(fā)點(diǎn)，不斷通過(guò)實(shí)踐摸索出了一條節(jié)能減排綠色循環(huán)開(kāi)采發(fā)展模式。該模式可為其它礦井開(kāi)采提供借鑒和指導(dǎo)。

1　礦井概況

趙官煤礦位于山東省齊河縣，以區(qū)內(nèi)的趙官鎮(zhèn)為中心，隸屬于黃河北煤田，本井田為全隱蔽的華北型石炭、二迭系煤田。井田地表為平原，村莊、公路、河流密集。趙官煤礦主采7#煤層，煤層平均厚度0.9m，并且礦井東翼及下部瓦斯含量較高，達(dá)到7-12m3/t。

2　綠色開(kāi)采需要解決的問(wèn)題

2.1減少區(qū)段煤柱損失，提高煤炭資源采出率

在長(zhǎng)壁采煤法中，工作面之間一般都會(huì)留設(shè)區(qū)段煤柱，薄煤層區(qū)段煤柱一般8～15m，厚煤層區(qū)段煤柱一般25～30m，這無(wú)形中造成了大量的煤炭損失。因此，通過(guò)技術(shù)手段取消區(qū)段煤柱，對(duì)于提高礦井煤炭資源采出率意義重大。

2.2地表減沉技術(shù)

由于礦井地處平原地區(qū)，且三下壓煤量大，為盡最大可能的采出壓煤資源，需要開(kāi)展地表減沉技術(shù)的研究工作。

2.3煤與瓦斯共采技術(shù)

礦井主采煤層瓦斯賦存量大，瓦斯作為一種清潔能源，應(yīng)當(dāng)通過(guò)技術(shù)手段加以利用，而傳統(tǒng)的風(fēng)排瓦斯和瓦斯抽放技術(shù)浪費(fèi)了大量瓦斯資源。因此，開(kāi)展煤與瓦斯共采技術(shù)的研究有利于礦井實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、節(jié)支降耗的目的。

2.4井下矸石處理

井下矸石處理是綠色開(kāi)采技術(shù)非常重要的一環(huán)。傳統(tǒng)采礦過(guò)程中，矸石普遍運(yùn)至地面堆積成矸石山，這首先造成了大量的農(nóng)田被侵占，其次由于矸石山殘煤自燃和粉塵飛揚(yáng)造成了礦區(qū)大氣污染。

2.5水資源的保護(hù)、開(kāi)發(fā)與利用

在煤炭開(kāi)采過(guò)程中往往會(huì)引起含水層破斷造成礦井涌水，礦井涌水大部分在沒(méi)有經(jīng)過(guò)利用的情況下就通過(guò)水泵排至地表；這首先破壞了地下水資源賦存及正常的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，又造成了水資源的浪費(fèi)。大量的礦井水排入地表水體會(huì)引起原有水生態(tài)環(huán)境惡化。因此，將水作為一種與煤炭同等重要的資源，并通過(guò)一定的技術(shù)手段進(jìn)行保護(hù)和合理開(kāi)發(fā)，提高礦井水的利用效率，對(duì)于實(shí)現(xiàn)礦區(qū)綠色開(kāi)采具有重大意義。

3　綠色開(kāi)采基本對(duì)策

3.1應(yīng)用無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)

無(wú)煤柱開(kāi)采技術(shù)能有效提高煤炭資源采出率，趙官煤礦通過(guò)大力推廣應(yīng)用沿空留巷開(kāi)采技術(shù)，盡最大限度的提高了煤炭資源采出率，緩解了礦井采掘接續(xù)緊張局面，延長(zhǎng)了礦井服務(wù)年限。與掘巷相比，沿空留巷技術(shù)還取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

3.2試驗(yàn)、推廣似膏體充填開(kāi)采技術(shù)

為減少地表沉陷，選取2702采煤工作面進(jìn)行了采空區(qū)似膏體充填開(kāi)采技術(shù)的研究工作，并取得了較好效果。以后將繼續(xù)推廣應(yīng)用。

3.3建立瓦斯抽采和發(fā)電系統(tǒng)，將瓦斯變廢為寶

趙官煤礦按照“以地面抽采系統(tǒng)為主、井下抽采系統(tǒng)為輔”的原則建立井上下“分源立體式高低負(fù)壓抽采系統(tǒng)”。井上建成低壓瓦斯抽采泵站和瓦斯發(fā)電站各1座，井下建成高壓移動(dòng)式瓦斯抽采泵站2座，其中，地面瓦斯抽采泵站用于抽采采空區(qū)瓦斯，井下移動(dòng)泵站用于抽采本煤層瓦斯。礦井日瓦斯抽采純量在14000m3左右，瓦斯日發(fā)電量在15000kWh左右。

3.4矸石制磚，避免土地污染和環(huán)境破壞

針對(duì)井下矸石及井上矸石山問(wèn)題，主要采取了三種方法。一是將原來(lái)布置在巖石中的巷道，如礦井主要運(yùn)輸大巷、采區(qū)進(jìn)回風(fēng)巷等置在煤層中，達(dá)到少出或不出矸石的目的。二是將采掘過(guò)程中產(chǎn)生的矸石作為采空區(qū)的充填材料。三是在地面建立磚廠，利用廢棄的矸石制磚，變廢為寶，逐步消耗掉地面矸石山。

3.5礦井廢水凈化利用

礦井涌水及防塵用水流至水倉(cāng)后由水泵排至地面主供水池，經(jīng)凈化處理后作為礦井靜壓供水水源和礦區(qū)綠化用水。

4　結(jié)論

趙官煤礦通過(guò)沿空留巷、煤與瓦斯共采、采空區(qū)充填、矸石處理和廢水凈化利用等綠色開(kāi)采技術(shù)提高了礦井煤炭采出率，有效利用了清潔能源，減少了對(duì)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞和污染。因此，綠色開(kāi)采技術(shù)是未來(lái)煤炭資源開(kāi)發(fā)的主流，應(yīng)推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：王艷艷（1987-），女，畢業(yè)于山東科技大學(xué)，碩士研究生。