煤矿开采技术与应用

煤矿开采技术与应用（精选11篇）

1.煤矿开采技术与应用 篇一

煤矿开采技术专业《采掘机械使用与维护》

教学计划：150课时

项目一：采煤机的操作与维护 30学时 任务一：采煤机的基本操作 4课时 知识点：1.采煤机的类型、结构；

2.采煤机司机职责；

3.采煤机操作安全知识。

能力目标：1.能阐述采煤机的类型、结构、性能、原理；

2.会操作采煤机启动、牵引、停机；

3.会绘制滚筒式采煤机总体结构示意图、供电系统图及编制采煤机安全操作规程。

情感点：熟悉工作场景，增强责任意识。授课方法：项目教学 作业：5道。

任务二：采煤机截割部维护 8课时

知识点：1.采煤机截割部的组成及工作原理；

2.采煤机截割部完好质量标准；

3.采煤机截割部日常维护内容及要求。

能力目标：1.能阐述采煤机截割部的组成、结构、原理；

2.会对采煤机截割部日常维护、运行状态检测、故障处理；

3.会制定各项工作的实施方案及安全措施。

情感点：培养学生自主学习方法和认真负责的工作态度； 授课方法：项目教学 作业：7道。

任务三：采煤机牵引部维护 10课时

知识点：1.采煤机液压牵引部和电牵引部的组成及工作原理；

2.采煤机牵引部完好质量标准，日常维护内容及要求。能力目标：1.能阐述液压牵引部和电牵引部的组成及工作原理；

2.会对采煤机牵引部日常维护、性能调整运行状态检测、常见故障处理；

3.会绘制液压系统原理图；

4.会制定各项工作的实施方案及安全措施。

情感点：培养学生树立认真负责精益求精的工作态度； 授课方法：项目教学 作业：8道。

任务四：采煤机辅助装置维护 4课时

知识点：1.采煤机电气系统的组成及工作原理；

2.主要设备完好质量标准；

3.采煤机电气系统的日常维护内容及要求。

能力目标：1.能阐述采煤机辅助装置的类型、结构、原理及选用的原则；

2.会对采煤机辅助装置进行安装使用、维护、故障处理； 情感点：培养学生树立良好的职业道德意识和安全生产意识。授课方法：项目教学 作业：5道。

任务五：采煤机使用与安装 4课时 知识点：1.采煤机辅助装置的组成及工作原理；

2.采煤机辅助装置完好质量标准；

3.采煤机辅助装置日常维护内容及要求。

能力目标：1.能阐述采煤机使用要求、工程质量标准、设备安装质量标准；

2.会根据生产条件操作使用、解体安装、调试验收采煤机。

3.会编制采煤机撤出、安装实施方案及安全措施。情感点：培养学生团结合作的团队精神。授课方法：项目教学 作业：4道。

项目二：液压支架使用与维护 30学时 任务一：液压支架基本操作6课时 知识点：1.液压支架的类型、结构；

2.液压支架工岗位职责；

3操作液压支架的方法和步骤。

能力目标：1.能阐述支护类型、结构、性能及工作原理；

2.会依照一定的支护方式操作液压支架。

3.会绘制液压支架架型结构示意图和编制液压支架操作规程。情感点：培养学生一丝不苟的工作态度。授课方法：项目教学 作业：5道。

任务二：液压支架的维护

6课时

知识点：1.液压支架液压系统的组成及工作原理；

2.液压支架完好质量标准；

3操作液压支架日常维护内容及要求。

能力目标：1.能阐述液压支架液压系统的组成、工作原理及液压支架的工作特性；

2.会对液压支架日常维护、故障诊断与处理。

3.会绘制液压支架液压系统原理图、管线路图。

4.会编制液压支架有关管理制度和液压支架故障处理方案。

情感点：培养学生严谨细实的工作态度。授课方法：项目教学 作业：4道。

任务三：液压支架主要元件维护 12课时

知识点：1.主要元件的类型、结构、性能及工作原理；

2.主要元件完好质量标准和调试方法；

能力目标：1.能阐述液压支架液压支架“柱三阀”类型、结构、工作原理，常见故障现象和原因；

2.会对液压支架主要元件进行维护、性能测试。

3.会绘制主要元件的职能符号和原理示意图。情感点：培养学生具备辩证思想的能力。授课方法：项目教学 作业：8道。

任务四：液压支架使用与安装 6课时 知识点：1.液压支架搬运安全知识；

2.工作面液压支架拆除与安装的方法及要求； 能力目标：1.能阐述液压支架液压支架的使用要求、常见故障及原因、安装的方法和质量标准；

2.会在一般和特殊条件下操作液压支架。

3.会编制液压支架的撤出、安装及常见故障处理实施方案。情感点：培养学生团结合作的团队建设。授课方法：项目教学 作业：5道。

项目三：乳化液泵站使用与维护 18学时 任务一：乳化液泵站的运行操作6课时

知识点：1.乳化液泵站的类型、结构、性能；

2.乳化液泵站安全操作知识。

能力目标：1.能阐述乳化液泵站的类型、结构、性能；

2.会对乳化液泵站运行操作、运行状态检测。

3.会编制乳化液泵站运行安全操作规程。情感点：培养学生尊重科学、尊重知识的思想意识。授课方法：项目教学 作业：6道。

任务二：乳化液泵站的维护6课时

知识点：1.乳化液泵站液压系统的组成及工作原理；

2.乳化液泵站完好质量标准 3.乳化液泵站维护及要求。

能力目标：1.能阐述乳化液泵站液压系统的组成及工作原理；

2.会配置和检测乳化液的浓度。

3.会编制乳化液泵站进行日常维护、故障处理

4.会编制乳化液泵站各项管理制度。

情感点：培养学生虚心向生产实际学习的态度。授课方法：项目教学 作业：4道。

任务三：乳化液泵站主要元件维护 6课时

知识点：1.乳化液泵站主要元件的结构、性能及工作原理；

2.主要元件完好质量标准；

3.主要元件维护、测试方法。

能力目标：1.能阐述乳化液泵站主要元件的结构、性能、工作原理、完好质量标准；

2.会对主要部件进行维护及性能测试。

3.会绘制格各主要元件的职能符号和原理图和结构原理示意图。情感点：培养学生团结互助团队精神。授课方法：项目教学 作业：7道。

项目四：刮板输送机使用与维护 18学时 任务一：刮板输送机运行操作6课时 知识点：1.刮板输送机的类型、结构；

2.刮板输送机操作工岗位职责

3.刮板输送机安全操作知识。

能力目标：1.能阐述刮板输送机的类型、结构、性能及工作原理；

2.会对刮板输送机运行操作、状态检测；会绘制刮板输送机、桥式转载机总体结构示意图、供电系统图。

3.会编制刮板输送机、桥式转载机安全运行操作规程。情感点：培养学生尊重劳动、尊重科学的态度。授课方法：项目教学 作业：4道。

任务二：刮板输送机的维护6课时

知识点：1.刮板输送机完好质量标准；

2.刮板输送机日常维护内容及常见故障分析。

能力目标：1.能阐述刮板输送机、桥式转载机完好质量标准、安全运行的有关规定；

2.会对刮板输送机进行日常维护和常见故障处理。情感点：培养学生严谨细实的工作态度。授课方法：项目教学 作业：3道。

任务三：刮板输送机拆除与安装 6课时

知识点：1.熟悉刮板输送机安装的质量要求；

2.掌握刮板输送机拆除与安装的方法和要求

能力目标：1.能阐述刮板输送机、桥式转载机的拆除、安装的方法及要求；

2.会对刮板输送机进行拆除、安装、调试操作；

3.会编制刮板输送机撤出、安装实施方案及安全措施 情感点：培养学生职业道德意识。授课方法：项目教学 作业：4道。

项目五：胶带输送机使用与维护 12学时 任务一：胶带输送机运行操作4课时

知识点：1.胶带输送机的类型、性能及特性；

2.胶带输送机工岗位职责

3.胶带输送机安全操作知识。

能力目标：1.能阐述胶带输送机的类型、结构、性能及工作原理；

2.会对胶带输送机运行操作、状态检测；会绘制胶带输送机、带式转载机总体结构示意图、供电系统图。

3.会编制胶带输送机、带式转载机安全运行操作规程。情感点：培养学生具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识。授课方法：项目教学 作业：6道。

任务二：胶带输送机的维护4课时

知识点：1.胶带输送机完好质量标准；

2.胶带输送机维护管理知识。

能力目标：1.能阐述胶带输送机、带式转载机完好质量标准、安全运行的有关规定；

2.会对带式输送机进行日常维护和常见故障处理。情感点：培养学生具有热爱科学、实事求是的学风和创新意识。授课方法：项目教学 作业：4道。

任务三：胶带式输送机拆除与安装 4课时 知识点：1.胶带式输送机安装的要求；

2.胶带输送机安装与调试。

能力目标：1.能阐述胶带输送机、带式转载机的拆除、安装的方法及要求；

2.会对胶带输送机进行拆除、安装、调试操作；

3.会绘制带式输送机撤出、安装、、实施方案及安全措施 情感点：让学生加强职业道德意识。授课方法：项目教学 作业：4道。

项目六：综采设备选型配套 12学时 任务一：综采设备选型 2课时

知识点：1.综采设备选型与配套的原则及影响因素；

2.综采设备选型设计的步骤和方法。

能力目标：1.能阐述综合机械化采煤工作面“三机”选型的原则、步骤方法及要求；

2.会根据实际生产条件对综采工作面“三机”进行选型和主要参数计算与确定。情感点：培养学生严谨细实的工作态度。授课方法：项目教学 作业：3道。

任务二：综采设备配套 10课时

知识点：1.综采设备配套的基本要求；

2.主要参数的计算。

能力目标：1.能阐述综合机械化采煤工作面生产系统配套的形式及优化组合的原则；

2.会根据实际生产条件对综采工作面“三机”进行配套和主要参数计算与确定。情感点：培养学生严谨细实的工作态度。授课方法：项目教学 作业：4道。

项目七：掘进机使用与维护 30学时 任务一：掘进机的基本操作4课时

知识点：1.掘进机的类型、结构、性能；

2.胶带输送机安全操作知识。

3.掘进机的操作方法

能力目标：1.能阐述掘进机的发展及使用概况，掘进机的类型、组成及工作性能；

2.会对掘进机进行基本。

3.会编制掘进机安全操作规程。情感点：培养学生职业道德意识。授课方法：项目教学 作业：4道。

任务二：工作机构的维护4课时 知识点：1.煤岩破碎知识；

2.工作机构的组成及工作原理。3.工作机构的完好标准。

能力目标：1.能阐述工作机构的组成及工作原理；

2.对掘进机工作机构进行日常维护、常见故障处理；

3会编制各项工作的实施方案。情感点：培养学生具备辩证思想的能力。授课方法：项目教学 作业：5道。

任务三：装运机构的维护4课时

知识点：1.装运机构的组成及工作原理；

2.装运机构的完好标准。3.常见故障分析。

能力目标：1.能阐述装运机构的组成及工作原理；

2.对掘进机装运机构进行日常维护和常见故障处理；

3.会编制各项工作的实施方案。情感点：培养学生严谨细实的工作态度。授课方法：项目教学 作业：4道。

任务四：行走机构的维护4课时

知识点：1.行走机构的组成及工作原理；

2.装运机构的完好标准。3.常见故障分析。

能力目标：1.能阐述掘进机行走装运机构的组成、工作原理；

2.会对掘进机行走机构进行日常维护和常见故障处理；

3.会编制各项工作的实施方案。情感点：培养学生严谨细实的工作态度。授课方法：项目教学 作业：5道。

任务五：液压系统的维护8课时

知识点：1.掘进机液压系统的组成及工作原理；

2.掘进机液压系统日常维护的内容及要求。3.常见故障分析。

能力目标：1.能阐述掘进机液压系统的组成、工作原理；

2.会对掘进机液压系统进行日常维护和常见故障处理；

3.会绘制掘进机液压系统原理图。

4.会编制各项工作的实施方案。

情感点：培养学生职业道德意识。授课方法：项目教学 作业：6道。

任务六：冷却喷雾系统的维护2课时

知识点：1.掘进机冷却喷雾系统的组成及工作原理；

2.掘进机冷却喷雾系统日常维护的内容及要求。3.常见故障分析。

能力目标：1.能阐述掘进机冷却喷雾系统的组成、工作原理；

2.会对掘进机冷却喷雾系统进行日常维护和常见故障处理；

情感点：培养学生严谨细实的工作态度。授课方法：项目教学 作业：4道。

任务七：掘进机的选型 2课时

知识点：1.掘进机选型与配套的原则及影响选型因素； 2.掘进机选型设计的步骤和方法。

能力目标：1.能阐述掘进机选型的影响因素和选型的原则、选型方法步骤；

2.会根据实际对掘进机进行选型和主要参数计算与确定。情感点：培养学生严谨细实的工作态度。授课方法：项目教学 作业：3道。

任务八：掘进机的使用与安装 2课时 知识点：1.掘进机搬运安全知识；

2.掘进机拆卸、安装的步骤及方法；

3.巷道施工质量标准；

4.巷道施工作业规程；

5.掘进机安全操作知识。

能力目标：1.能阐述掘进工作面生产工艺过程、工程质量标准、设备安装质量标准；

2.会在一般和特殊条件下操作使用掘进机

3.会对掘进机进行解体、安装与调试；

4.会编制掘进工作面设备撤出、安装实施方案及安全措施 情感点：培养学生严谨细实的工作态度。授课方法：项目教学 作业：4道。

2.煤矿开采技术与应用 篇二

煤炭在我国能源资源储量中占比达92%, 在社会生产和消费环节, 煤炭占比已经达到我国整体能源的70%左右。而在目前开发利用的新能源中, 太阳能、风能、水能的能量分布不集中, 且利用成本偏高, 暂时还不能大范围利用。因此, 短期内煤炭作为我国工业社会发展的主体能源的地位还不会动摇, 同时在经济可持续发展的大方向指引下, 煤炭行业的绿色发展对我国整体经济的健康发展具有重要意义。为此应双管齐下, 在积极推动发展新能源的同时, 下力气解决煤炭开采和消费过程中带来的环境问题[1]。

目前, 我国煤炭开采存在一系列的问题, 其中水体污染影响最大最广。煤炭开采引起覆岩移动产生大量的岩体裂隙, 成为地下水系的通道, 造成大量地下水流失, 进而影响地表农作物的种植。同时由于煤炭行业的特殊性, 开采出来的煤炭需要经过洗选, 而洗选过程中又要用到大量的水。洗选之后的水里面含有大量的有毒物质, 如果直接排放会对地表造成严重污染。煤炭消费利用的过程中, 同样也会对环境造成污染。例如, 火电厂中燃烧用的动力煤, 燃烧后会向大气中排放许多有毒有害污染物, 造成大气污染。最近几年频发的雾霾其中很大部分就是燃煤排放的污染物引起的。煤炭在利用完之后, 还会残留大量的固体废弃物。例如, 煤炭燃烧之后产生的煤灰、矸碴等, 如果不对这些固体废弃物进行合理处理, 不仅会占用大面积的土地, 而且很有可能会对土地产生污染破坏。

尽管从煤炭的产量和消费来看, 我国已经占到了世界总产量的1/3, 但从整体行业良性健康发展来看, 我国对于世界发达国家的煤炭开采仍然有着不小的差距。我国的煤炭绿色开技术尚处于起步阶段, 许多技术还不成熟, 仍然面临着许多难题。因此, 应加大力气攻破这项技术壁垒, 为实现煤炭行业的健康和可持续发展助力[2]。

2 绿色开采技术理论

煤矿在开采过程中因造成了岩层的运动, 也就是钱鸣高院士谈到的采动的原因, 才从本质上导致了环境问题的产生。岩层运动会在岩体的内部形成“裂隙场”, 对岩层中离层的发育和位置会产生影响, 同时会影响到岩体内部的瓦斯和地下水的渗流规律[3]。综合国内多位专家院士的绿色开采技术研究理论, 大致可以分为以下几方面:煤矿开采引起的地表沉陷;采动岩体中“节理裂隙场”发育以及离层规律;裂隙围岩体中的气体和液体的渗流规律;煤巷支护的围岩控制和应力场分布规律[4]。进行绿色采矿, 必须要了解到该理论是建立在岩层控制的关键层理论的基础之上的, 因为覆岩结构中的关键层控制整个岩层运动对岩体“裂隙场”的发育和形成也起到重要作用[5]。

3 绿色开采技术推广六大核心内容

3.1 针对采空区实施充填开采技术

在煤矿开采的过程中, 利用充填开采可以说是一个很好的解决煤矿开采环境问题的技术。只是因为充填开采的成本在目前来说较高, 在一定程度上限制了煤矿企业广泛应用这项技术。采空区充填开采技术是绿色开采技术的重要内容, 在经济比较发达的地区, 在地面建筑物和农田下进行煤炭开采时, 这项技术的运用显得尤为重要[6]。

如何降低充填开采的成本, 关键在于充填材料的选取, 其中还包括充填材料的力学特性以及充填材料的运输问题等, 这关系到后期的安全性和方便性问题。应用充填开采技术时, 一定要同时协调好充填系统与开采系统。如能彻底解决这些问题, 那么将从根本上改变我国经济较发达地区的开采技术。为了降低充填成本, 根据关键层理论, 要想达到地表不出现沉陷问题, 可以采取仅充填部分采空区, 只实施部分充填, 但要保证充填条带能长期稳定, 未充填采空区的宽度小于覆岩主关键层的初次破断跨距。

3.2 西北缺水地区必须实施保水开采技术

随着工作面的不断推进, 关键层破断之后, 沉陷区地下会形成下降漏斗。如果上覆岩层中含有较为软弱的岩层, 在经过重力致使裂隙闭合, 那么形成的隔水带就可以使地下水位得到恢复。从理论上讲, 隔水带的产生, 会因为雨水的再次补给, 下降漏斗会不复存在[7]。漏斗的形成与消失时间的间隔直接影响到地面生态环境的改变。例如, 淮北矿区形成的多个水位降落漏斗, 正是因为第四含水层与煤系地层相连接, 工作面推进后, 第四含水层的水位持续下降造成。目前淮北临涣矿区近40 km2范围内的第四含水层水位严重下降, 造成了第四含水层水资源的永久性破坏。

纵观历史数据可以发现, 煤层开采形成的裂隙与水位下降有着高度的相关性。在我国西北地区, 因为地表水严重缺乏, 地下水就是该地区极为珍贵的水资源。如果煤矿开采技术运用不当, 形成下降漏斗, 那将对该地区形成灾难性的打击。所以应遵循绿色开采原则, 让保水开采技术在该地区推广应用, 确保地下水位不会下降, 不会对地表生物根系造成影响。

3.3 建筑物和农田下实施减沉技术

煤层开采后, 引起的地表沉陷对地面建筑物和农田会产生较大的破坏。只有通过充填和条带开采方法进行减沉, 才能实现农田复垦并消除地表建筑物的潜在隐患。但是必须认识到条带开采的不足之处, 主关键层对地表的移动过程起到控制作用, 主关键层破断后地表快速下沉。正因为如此, 采空区部分充填开采技术显得尤为重要。它仅仅是对垮落区与离层区进行充填, 或者是只对采空区的局部区域充填, 从而利用上覆关键层、充填体以及留设的煤柱形成共同的组合支撑结构。

3.4 变害为利, 实施瓦斯抽采技术

瓦斯学名甲烷, 属于矿井内的主要有害气体, 但是它也是一种高热能的清洁能源。根据煤矿开采生产顺序, 一般有采前抽采, 即在煤矿开采之前就将煤层内瓦斯进行抽采, 既能保证煤层开采过程中的安全问题, 也能有效利用该能源资源。但是各个煤矿情况均有所不同, 有些煤体透气性差, 甚至有些瓦斯浓度不达标, 抽采和抽放都有一定的技术难度。随着煤矿开采的继续深入, 部分煤层开采之后围岩的压力降低, 此时赋存在煤层中的瓦斯会释放出来, 聚集在采空区内, 此时就形成了瓦斯抽采的最佳时机。当煤矿开采完成后, 矿井便废弃不再使用, 废弃矿井煤层受到采动的影响, 同样会聚集大量瓦斯在采空区内, 可以根据工作面采动对覆岩裂隙场发育的分布规律, 布置抽采钻孔, 在井下把瓦斯抽采设备安装好, 密封好井口之后进行瓦斯抽采。此外, 还有一种较好的办法是在回风井回收瓦斯, 如在已发生卸压且瓦斯含量较高的位置, 直接从地面钻孔抽采卸压释放出来的瓦斯。

3.5 煤矸石综合利用处理技术

我国的煤炭产量估计在38.7亿t/a[8], 而煤矸石的排放量大约占到原煤产量的18%, 也就是说煤矸石排量大概在7.0亿t。降低煤矸石的排放量以及对煤矸石采取综合开发利用, 是实现绿色开采技术的有效途径之一。通过优化巷道的布置, 开发必要的护巷技术, 尽量减少岩巷的挖掘, 才能真正减少煤矸石的排放量。但是随着采深的增加, 岩巷挖掘不可避免, 煤矸石的绝对排放量依然很大, 综合开发利用便成了最好的处理方法。

根据煤矸石的燃烧性, 可以将含煤量高的煤矸石用在供热、发电上;对于含碳量比较低的煤矸石, 可以用作农田复垦的充填材料, 也可以用作建筑材料;对于部分不宜在地面使用的煤矸石, 可以作为充填材料直接充填采空区, 既可以保护地表, 又可以保护环境[9,10,11]。

3.6 煤炭地下气化技术

煤炭地下气化完全打破了传统的采煤方式, 将煤炭通过热化学反应, 在地底下直接将煤炭转化成可燃气体, 属于较为先进的绿色开采技术, 目前只是在少数国家和部分煤矿中加以利用。该项技术不仅将煤炭开采变得极为简单, 也省去了井下作业之苦, 而且把因为煤炭开采带来的环境破坏问题一并解决了, 基本不会影响到生态环境。经过十多年的精心研究, 我国在煤炭地下气化技术上也有了良好的基础。随着技术研发的深入, 还有一些相关的技术难题有待破解。例如, 如何降低热能损失, 提高气体的热值;如何让生产的气体更适合用户;如何建立测控系统有效控制燃烧位置以及速度;如何在抽采生成的气体后解决地面沉陷问题;如何使气化技术下燃烧产生的有毒物质不污染大气、不溶入地下水资源等等。相关问题不彻底解决, 地下气化技术也无绿色可言[12,13,14,15]。

4 应用绿色开采技术的重要意义

随着我国社会经济的快速发展, 在可持续发展的总战略目标指导下, 实现矿业绿色开采是社会、经济、环境发展共同的需要, 同时也是煤矿开采面临的重大课题。绿色开采技术可有效解决因开采引起上覆岩层移动, 造成地表沉陷以及对农田、建筑设施的损坏, 控制因岩层移动造成瓦斯流动, 进而遏制煤矿瓦斯事故, 从源头上根除瓦斯隐患, 避免瓦斯排放到大气中引起的环境污染。消灭地面堆积矸石山存在着的自燃现象, 杜绝矸石自燃过程中产生大量有害气体对大气造成的污染。煤炭属于一次性能源, 不可再生, 在社会需求日益加大的今天, 储备量只会越来越少, 随着环境破坏的加剧以及生产利用的成本逐渐增加, 全面实现煤炭资源的绿色开采, 不仅有利于实现煤矿的安全生产, 而且对矿区生态环境的保护也有重要意义。

(1) 煤炭作为最重要的主体能源, 对全社会的进步与发展起着举足轻重的作用, 由于前期只重视开采而忽视了环境保护, 而当今社会环境保护关系到全球的可持续发展, 所以煤炭绿色开采和环境保护要双管齐下, 协调统一发展, 实施绿色开采技术势在必行。

(2) 随着科技的发展以及政府部门的重视, 煤矿开采技术有了长足的进步。相关领域的专家学者掌握了环境破坏的根本原因, 是由煤炭开采之后的覆岩活动岩层运动造成的, 因此, 系统地研究分析关键层理论在岩层控制中的重要作用和作用机理, 是研究绿色开采技术的基础。于是, 发展和推动了充填开采和农田复垦、保水开采技术、瓦斯抽采、煤矸石综合利用和地下气化技术等大量绿色开采技术的实施。

(3) 绿色开采技术是一个系统工程, 既包含了对生态环境的保护, 又涵盖了矿井的安全生产。目前还只是提出了基本技术框架, 还没有全面落实实施。各个煤矿企业要根据自身的特点和状况, 研究好管理模式和必要的经济核算, 最终找到适合自己的绿色开采模式。

摘要：传统的煤炭开采工艺不仅生产效率低下, 而且破坏了环境, 甚至打破了自然生态平衡。当前, 由于世界资源紧缺, 而且良好的环境是人类赖以生存的基础, 必须要保护好。因此提出煤矿绿色开采技术, 包括采空区充填开采技术、西北缺水地区保水开采技术、建筑物和农田下减沉技术、瓦斯抽采技术、煤矸石综合利用处理技术和煤炭地下气化技术。随着环境破坏的加剧以及生产利用的成本逐渐增加, 全面实现煤炭资源的绿色开采, 不仅有利于实现矿井的安全生产, 而且对生态环境的保护也有重要意义。

3.煤矿开采中绿色技术的应用研究 篇三

【关键词】煤矿开采；绿色技术；环境污染

煤矿开采中最直接的问题是环境污染，随着煤矿开采规模的扩大，环境问题日益明显，同时干预煤矿开采的安全性。站在煤矿绿色开采的角度上，煤矿行业应注重绿色技术的应用，降低煤矿开采中环境污染的力度，营造完善、可靠的开采环境，体现绿色技术在煤矿开采中的应用价值，深化绿色技术及环保排污的重要性。

一、煤矿开采对绿色技术的需求

煤矿开采对绿色技术的需求比较明显，绿色技术也是煤矿开采发展的必然结果。根据煤矿绿色化开采的实际状态，分析绿色开采的需求。

1、安全需求

安全需求是煤矿开采绿色技术的应用重点，通过规范开采技术防止煤矿开采出现偏差，做好煤矿开采的保护工作[1]。我国煤矿开采事业起步晚，发展缺乏成熟性，因而潜在很大的安全隐患，无法提供安全的采煤环境。煤矿开采绿色技术的安全需求，可以在安全管理、技术应用方面实行绿色化的控制，提供安全的开采环境，杜绝煤矿开采中的安全影响，煤矿开采根据安全需求的程度，规划绿色技术的应用，营造可靠的开采环境。

2、环保需求

环保需求是煤矿开采绿色技术应用的直接需要，防护煤矿开采引起的环境问题。煤矿开采对周围环境的破坏力度非常大，如：地质、空气、生态问题，严重时还会引起地质沉降、变形等。针对煤矿开采的环保需求实行绿色技术，保护煤矿周围的环境，避免出现环境破坏或资源损失。据有关数据统计，煤矿开采中的环保问题，水资源污染占30%、地质破坏占20%、生态及空气问题各占15%，其余20%属于物种、烟尘、土地方面的破坏。由此可见：煤矿开采中应积极推进绿色技术的应用，满足环保的需求。

二、煤矿开采中的绿色技术

煤矿开采中深化绿色技术的应用，结合煤矿开采对绿色、安全的需求，例举常用的绿色技术，如下：

1、充填开采

充填开采技术可以降低煤矿开采中的安全风险，着重解决沉降、瓦斯问题。充填开采时，工作人员需要将预先准备好的填充物，如粉煤灰，填充到采空区内，防止采空区发生沉降事故，而且提升粉煤灰等物质的利用效率，减少煤矿开采中的废物排放[2]。充填开采是绿色技术中的代表，其可缓解煤矿开采引发的环境压力，方法简单便捷。充填开采时只要协调好采空区的填充物即可，严格分配充填开采的应用。充填开采技术的优势明显，但是其在煤矿开采中消耗的成本较大，煤矿企业应最大程度的降低充填开采的投资成本，降低充填开采时的经济消耗，其中充填开采中的膏体充填方法效益最高，也是目前煤矿开采中最为常用的绿色方法。

2、保水开采

我国煤矿分布的地理位置较为广阔，再加上地质特殊，促使煤矿开采面临着透水风险，开采越深，事故发生机率越大，引发大规模的水资源浪费。保水开采能够规避煤矿开采对水资源的破坏，防护透水事故。保水开采绿色化的核心是岩层处理，压实岩层中的裂缝，强化岩层的密实性，进而隔断水资源径流的渠道，演化成具有保水作用的隔水带，保护煤矿开采周围的地下水。保水开采是一项成熟的绿色技术，其在具备隔水条件的煤矿开采中起到重要的作用，缺少隔水条件的区域内，保水开采的难度稍高，其为保水开采技术研究的重点。

3、综合共采

煤矿开采的过程中，受到瓦斯影响的机率较大，为提升煤矿开采的安全水平，需要积极发展综合共采的绿色技术[3]。瓦斯在煤矿中的含量高，是一种新型的资源，因此，我国在煤矿开采时，也实行瓦斯开采，利用共采的方式降低煤矿开采的风险。综合共采不仅是绿色技术，也是一项煤矿开采的模式，提升了瓦斯资源的利用效率，最主要的是降低煤矿开采环境内瓦斯的含量，营造安全的采煤空间。综合共采技术仍旧处于不断的研究中，近几年，在煤层结构相对简单的煤矿内，已经实现了综合共采，可应用到连续开采中，复杂的煤矿环境中，还要考虑其它因素的影响，以免降低综合共采绿色化的效益。

三、煤矿开采中绿色技术的发展

煤矿开采中的绿色技术，具有很大的发展潜力，我国非常关注绿色技术在煤矿开采中的应用及发展，结合煤矿开采的状态，加快绿色技术的发展速度[4]。规划绿色技术在煤矿开采中的发展方向，如：（1）创新发展，煤矿开采的传统技术，弊端明显，不符合煤矿绿色化开采的理念，深化绿色技术发展中的创新理念，促使煤矿开采技术可以达到安全、环保的标准，进而优化绿色化开采技术在煤矿事业中的应用；（2）热化学控制，其为绿色开采中的新概念，工作人员在煤矿地下开采中，采取控制燃烧的方式，利用煤炭热化学的特性实现气体转化，直接运输可燃气体，减轻煤矿绿色化开采的负担。煤矿行业根据绿色技术的实践应用，依照绿色技术的发展方向，加强煤矿开采绿色技术的研究力度。

结束语

煤矿开采对环境的影响越来越大，降低开采环境的安全水平，煤矿行业应意识到绿色开采的重要性，积极推进绿色技术在煤矿开采中的应用，体现煤矿绿色开采的效益，落实绿色开采技术的应用。煤矿开采事业的发展过程中，绿色技术占据的比重越来越大，成为煤矿开采的重点内容，体现了绿色技术在煤矿开采中的效益价值。

参考文献

[1]闫绍恭.浅论煤矿开采技术与工艺发展[J].科技资讯，2012，30：69.

[2]周远生.试论煤矿开采方法与技术应用[J].价值工程，2012，23：98-99.

[3]王建东.试析煤矿绿色开采技术及运用[J].科技创新导报，2012，33：5-6.

4.浅谈煤矿环保开采技术 篇四

（朱英锡）

龙岩市新罗区岩山乡佳山村黄土坑煤矿

摘要：深入分析了我国煤炭开采的现存问题，总结阐述了环保开采的技术体系构成，调查研究了相关保障技术的研究现状和发展趋势，论证了环保开采是煤炭工业可持续发展的必然趋势。

关键词：环保开采；保水开采；充填开采；煤炭气化

2009年12月7～18日，世界各国领导人齐聚丹麦首都哥本哈根，协商如何共同遏制全球变暖，如何保护我们赖以生存的空气、水、土地和食物。然而会议没有达成全球亟需的气候保护协议，以不具法律约束力的《哥本哈根协议》草草收场，加剧了人们对全球气候恶化的担忧。如何应对全球气候变化，是每一个国家、每一个行业都有责任、有义务深入研究和思考的问题。

中国作为世界上主要的发展中国家，近些年在温室气体减排方面做了很多卓有成效的工作，全国各行业积极倡导和实施可持续发展、和谐发展观及循环经济等技术理念，为煤炭行业的发展指明了方向。我国煤矿开采存在的问题

我国“富煤、贫油、少气”的能源赋存状况决定了能源消费必须以煤为主，一次能源消费中有70%～75%来源于煤炭，煤炭行业的健康发展关系到国民经济可持续发展的全局。多年煤炭开采带来一系列环境和安全问题，屡屡为人诟病。

1.1 安全问题

2009年12月21日，黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，再次引发公众对煤矿安全，特别是群死群伤公众事件的关注和深层思考。煤矿事故频发的原因何在，如何从根本上杜绝大型和特大型伤亡事故，不断考验着各级监管、经营和科研服务单位。我国煤炭安全事故频发有着诸如小煤矿安全装备和生产工艺落后、行业多年安全欠账严重、科技投入不足以及技术与管理人才流失严重等客观原因。

1.2 环保问题

主要包括由于地下采掘引起的地面塌陷、水土流失、沙漠化、采煤废水排放以及煤矸石露天堆放污染等。

我国煤炭开采主要采用冒落法管理采空区顶板，造成地面沉降和陷落，因而引发村镇、铁路、桥梁和地面管线设施破坏。

矿井瓦斯主要是矿井中由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。它既是煤矿重大安全事故的祸根，又是一种严重的温室效应气体。研究显示，甲烷造成的温室效应在全球气候变暖中所占份额为15％，仅次于二氧化碳。等量甲烷造成的温室效应是二氧化碳的21倍。我国浅表内具有30～35万亿m3煤层气资源，居世界前列。但由于我国煤层透气性差，难以在开采前抽出。环保开采理论体系与总体框架

环保开采理念是在科学采矿三原则(安全、环保和经济)的指导下提出的，强调在现有采煤理论、方法和技术的基础上，发展与创新采

矿科学技术，从广义资源的角度上认识和对待煤、瓦斯和水等一切可以利用的各种资源。其基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响，以期取得最佳的经济效益和社会效益。

煤矿开采引发的环境与安全问题无不源于采矿活动造成的岩层运动，进而引起周围岩体的应力场、节理裂隙场和瓦斯运移场等相关物理场的变化，因此，研究环保开采技术必须以科学先进的岩层控制理论为基础，为科学采矿的实施提供了理论基础。

在科学采矿的总体框架体系内，主要包括保水开采、煤与瓦斯共采、充填与条带开采和离层注浆减沉、煤巷支护和部分矸石井下处理以及煤炭地下气化等五大技术方向。主要技术现状

近40年来，我国共发生矿井突水事故2000余次，直接经济损失高达40多亿元。据统计，我国国有煤矿中半数具有突水危险性，且随着采深不断延伸，突水危险越来越严重。

煤与瓦斯共采技术充分利用了煤炭开采中上覆岩层的矿压活动，着重对卸压煤层的抽采时机把握和抽采工艺优化。在这项技术上，以袁亮院士为代表的课题组，创造性地解决了我国淮南矿区低透气性煤层群开采的关键问题。

充填开采技术在我国的应用源于抚顺地区建筑物下开采，最早采用的是水砂充填。水砂充填工序复杂，难以实现大规模生产，减沉效果有限，从20世纪80年代起，在井工煤炭开采中逐步淘汰。可喜的是，近期以中国矿业大学缪协兴教授、周华强教授和冯光明教授领导 的课题组，相继提出了矸石充填、膏体充填和超高水充填理论体系，就各充填工艺的实施开展了卓有成效的科研工作，并取得了工业化试验成功，在一定程度上解决了煤矸石堆存和“三下”压煤问题。同期基于关键层理论指导下的上覆岩层离层注浆减沉技术也逐步开展。矸石充填在冀中能源邢东矿、邢台矿、云驾岭矿和梧桐庄矿相继开展，在山东新矿集团翟镇矿、华丰矿以及皖北煤电集团五沟煤矿推广开来。膏体充填技术最早在山东济宁的太平矿取得成功，后推广至冀中能源的小屯矿与邢台矿、河南煤业化工集团焦煤公司鑫珠春矿、淄博矿业集团岱庄矿和枣矿集团拐蒋村矿。超高水充填技术最先在冀中能源邯矿集团陶一矿取得工业化成功。上述充填技术的快速发展，说明煤矿绿色开采技术越来越深入人心，但现有充填技术的推广主要解决了冀中和山东等煤价较高地区“三下”压煤问题，推广面有待扩展，技术上有待进一步完善。

煤巷支护是煤矿设备产能发挥的重要保证。随着我国煤矿开采逐步转入深部，以大采深、高应力、软弱破碎围岩和快速成巷为特征的动压巷道支护技术成为今后的研究热点。部分矸石井下处理工艺为巷充法，即通过沿空留巷和在条带煤柱内开掘矸石充填巷等方式，一定程度上实现了无煤柱开采，提高了矿井回采率。较为突出的技术成果为2002年3月冀中能源邢东煤矿可调向、升降与变速矸石充填机的研制与应用。目前，具有相同功能的充填设备在枣矿集团田陈矿、蒋庄矿和新矿集团鄂庄矿有所应用。山东盛泉矿业有限公司在高档普采工作面应用该技术是其应用领域的又一扩展。结语

煤矿环保开采是我国煤矿发展的必然方向，是和谐矿区建设的重要指导，有着以关键层理论为基础的实施依据，框架体系内主要技术的发展将为我国煤炭开采中实现安全高效、经济环保提供重要保障，达到煤炭行业“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。

浅谈煤矿绿色开采技术

单位：蔚县安泰分公司源丰煤矿

姓名：

电话：

马

5.煤矿技术开采专业论文 篇五

关键词： 煤矿开采;采煤工艺;促进生产;设备保障;深矿井开采

1 煤炭开采的意义

煤炭是黑宝石，是工业的食量，是可燃烧的墨色黄金，各行各业都少不了对煤炭的需求;当今社会发展一日千里，在新形式下，煤矿开采技术需要与时俱进，不断进步和臻于完善是行业追求的最高目标，自始至终是采矿学科发展的主题。理论与实践紧密结合才能使得采煤行业不断成熟，因此，在持续发展现代采煤工艺之际，研究多层次、多样化的采煤工艺，建立符合新时代需要的、具有中国特色的采煤工艺理论迫在眉睫。一直以来，由于不断地进步，我国采煤方法已趋成熟，放顶煤采煤的`应用随着时间的推移，随着业内人员的努力，在不断扩展，应用水平和理论研究的深度和广度日益提升。

2 采煤方法和工艺

为了提高工作效率，增加企业的经济效益，就要研究开发出各种适宜开采条件的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺，以适应开采需要;生产系统和开采布置力求简易实用、高效经济、安全可靠，生产过程监控与科学管理桴鼓相应，彼此增益，相互配套，增加不同矿井煤层在各种条件下的采煤机械化，使用最先进的装备，提升开采工艺，让应用水平更上层楼，为生产服务，提高采煤机械化的程度，增强效益，扩大应用范围。

2.1 各种领先技术，促进生产 埋深浅、硬顶板、硬煤层高产高效技术，现代科技广泛应用，开采技术成套全备，各种技术难题迎刃而解。硬顶板控制手段先进，研究埋深浅、地压小的硬厚顶板控制技术，经由岩层定向水力压裂、倾斜深孔爆破等一系列的顶板快捷解决方法，俾使直接顶能随采随冒，增加顶煤回收率，还能够基本顶能按定步距垮落，顶煤不仅仅可以轻而易举的被破碎，尚且能够确保工作面的安全工作。有的开采技术能够使顶煤体能随采随冒，提高其回收率，比如硬厚顶煤控制方面的技术;有的技术对工作面的推进度能够大幅度的提高，促进生产效率的提升，比如两硬条件下放顶煤开采快速推进技术，其特点是工序简单，极大地得到优化，能够对放煤时间有所节省;5.5m宽煤巷锚杆支护技术更是展现了技术的强大作用，工作面高产高效，采煤机被得到充分的使用，综采配套设备重型化，功率巨大。

2.2 缓倾斜薄煤层长壁开采 薄煤层采煤机、刨煤机的使用，适宜特殊的开采条件，体积轻小，便于移动，功率非凡，性能高;研究开发薄煤层工作面的总体配套技术，促进开采进程，增加刨煤机综采量。

2.3 缓倾斜厚煤层一次采全厚大采高长壁采 支架结构及强度的增强和完善在安全方面有所增加，防倒、防滑双管齐下，顶梁焊缝开裂现象得到控制，以前的工作中，千斤顶常常受到损害，今一并得到缓解。

2.4 各种综采高产高效综采设备保障体系 开机率进一步提高，采掘运设备三位一体，得到完善的自动监控，“支架—围岩”系统亦在其监控范围之内，各种信息比如顶板状态、支护质量、支架位态等都得到及时的反馈，信息全部是自动采集，及时的检测故障，随即的诊断，采煤机在线与离线相结合的“油-磨屑”监测与温度、电信号的监测;带式输送机、刮板输送机全面状态监控。

3 深矿井开采技术

煤炭资源信息表明，我国煤炭储量虽然巨大，但是浅部储量较少，大部分在1000m以下，量达储藏量的四分之三左右;有鉴于此，井开采技术水平急需提升，深矿井面临的问题亟待解决，开采必须高瞻远瞩，不能急功近利，要永续经营，不断研发心得战略技术，进一步为开发和利用深部煤炭资源发挥作用。当今世界，很多国家的煤炭开采业对深井开采技术高度关注，在波兰、俄罗斯、德国等国家，普遍采用深井开采;在我国，随着煤炭开采量的增加，随着开采规模的大幅度扩张，开采深度日益延伸，对深矿井开采技术十分需求。深部开采由于多方面因素，在生产方面不断滋生出大量的问题，对企业的煤矿生产、对资源的保护、对矿井建设的影响都十分显著。研究深部开采的问题，找出妥善处理的对策，对安全、经济、合理地开发深部煤炭资源颇具价值和研究意义。深矿井开采的关键技术涉及几个方面，瓦斯毒害预防、热害防治、煤层开采的矿压控制、冲击地压防治、热害治理及深井通风、井巷布置等等。比较关键的是，支护技术的提升、装备的精良方面，深井巷道掘进的速度，尤其需要说明的是软岩巷道需要快速的条件，深井围岩状态和应力场及分布状态的特征研究，此外尚有深井冲击地压防治技术与监测监控技术，二者对开采一样具有影响。

4 采煤技术与环境保护

根据以往经验，提高数值模拟计算和相似材料模拟等，解读煤上岩层的变化，研究地表沉陷原因，找出规律，解决开采资源和地下水资源、地表建筑物的矛盾，总结沉降控制规律，发展其理论，提升充填技术、建筑物防护技术以及重建技术，村庄受到保护以及损害后的修复，等等， 煤炭开采与环境保护，土地复垦和矿井水资源优化和谐统一。开采布置合理，采煤方法先进，不断完善，持续改进，最大的实现开采效益，降低污染和成本，研究开发最具备战略意义的煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统，实现开采技术与开采布置与煤层地质条件的最合理最环保的匹配。

5 发展绿色开采

绿色是随着时代的发展应运而生的一个概念，涉及保水、建筑物下采煤保护、离层注浆减沉、多种资源共采、条带与充填方式、煤巷科学支护、井下妥善处理等等，不一而足，并且，随着环境的日益破坏，环保的呼声越来越高，小煤矿逐步得到清理，落后生产技术和生产设备相继被淘汰，单井规模得到扩大，采煤方法不断提升，最大限度地减少事故的发生。

6 煤炭地下气化技术

煤炭地下气化开创以来，倍受青睐，它是将处于地下的煤炭采用科学的方法先行处理：把地下煤炭进行加工，完全燃烧之后，产生了可燃气体，易于管理、输送，煤炭地下气化集建井、采煤、气化工艺为一体，具备诸多优点如投资低廉、安全可靠、工期较短、见效快速、节省用工量、效率颇高、低成本、高效益等等，不胜枚举，并且十分符合我国的开采情况，变复杂的物理采煤为化学采煤，通过简易的管道安全快速的把能源供用给用户，大大地提高开采修率，减少了投资，增加了安全，降低了污染。

综上所述，要想提高采矿行业的开采效率，必须精心研磨，黾勉惕厉，知机识变，提高开采技术水平，实行绿色开采，永续经营，推广煤炭地下气化技术，注重安全生产，不断提高开采工艺，为企业的生产竭尽微忱，创造更大的经济效益。

参考文献：

[1]黄庆.煤炭资源绿色开采[M].煤炭工业出版社，.06.

[2]惠功领.我国煤矿充填开采技术现状与发展[J].煤炭工程，2010/02.

6.煤矿开采技术与应用 篇六

山脚树矿南井

黄如平

摘要：本文针对煤矿开采对矿区环境、地表破坏的影响，并以减轻危害程度为目标，根据各个矿区应合理的应用采矿方法和工艺，来防治和控制开采沉陷。关键字：开采沉陷

土地复垦

沉陷控制

煤炭的大规模开采对矿山及其周围环境造成了严重的破坏日益突出，开采沉陷造成的矿区环境灾害主要有土地塌陷或积水，农田减产或绝产、道路塌陷、房屋变形破坏等，这都是开采引起的岩层移动，是造成矿区塌陷灾害和区域变形的根源，有效控制和减轻地面塌陷程度是解决此问题的根本之路。随着煤炭形式的好转，各集团公司都加大了环境的防治和治理，对煤炭事业来说，功在当代，利在千秋。

一.沉陷的防治技术途径

沉陷破坏的防治技术途径可以从两方面考虑；（1）对开采沉陷的控制，即通过合理选择采矿方法和工艺、合理布置开采工作面、采取井下充填法、覆岩离层带空间充填等措施，来减少地表下沉，控制地表下沉速度和范围，达到保护地表和地面建、构筑物与耕地的目的。（2）开采沉陷破坏的恢复和整治，运用土地复垦技术和建筑物抗采动变形技术，对开采沉陷破坏的土地进行整治和利用。

1.1.1全部充填开采

在煤炭采出后顶板尚未冒落之前，用固体材料对采空区进行密实充填，使顶板岩层仅产生少量下沉，以减少地表的下沉和变形，达到保护地面建、构筑物或农田的目的。其中水沙充填是充填采煤法中减少地表下沉效果作好的方法，其次是风力充填和矸石自溜充填。但充填采矿法需要专门的充填设备和设施，还需要有充足的充填材料。矿井初期投资大，吨煤成本相应的增加。

1.1.2条带开采

根据煤层和上覆岩层组合条件，按一定的采留比，在被开采的煤层中采出一条，保留一条。由于条带开采仅是部分地采出地下煤炭资源，保留了一部分煤炭以煤柱形支撑上覆岩层。从而减少覆岩移动，控制地表的移动和变形，实现对地面建、构筑物的保护。但该方法采出率低、巷道掘进多，工作面效率低。

1.1.3覆岩离层带充填

根据采空区上方覆岩移动形成三带的岩移特性，在煤炭采出后一定时间间隔内，用钻孔往离层带空间高压注浆，充填，加固离层带空间，将采动的砌体梁结构加固为稳定性较好的连续梁结构，使离层带的下沉空间不再向地表传递，以减少或减缓地表下沉，保护地面建、构筑物或农田。但该技术难度大，再近一步研究。

1.1.4限厚开采

根据矿区地形、水文地质条件和建、构筑物抗变形能力，以不产生地表积水和满足建筑物所要求的保护等级为依据，确定可开采的煤层厚度，开采是仅回采这一厚度的煤，其余各煤层均不开采，以实现减少下沉保护地面建、构筑物及土地的目的。但该技术采出率低，仅在薄煤层中应用有一定的使用价值。

1.1.5协调开采

厚煤层分层开采时，合理设计各工作面的开采间距，相互位置与开采顺序，使开采一个煤层（工作面）所产生的地表变形和开采另一个煤层（工作面）所产生的地表变形相互抵消或抵消一部分，以减少采动引起的地表变形，保护地面建、构筑物。但该技术要保持一定的错距，因此组织生产难度较大。我国尚未开展这种工业性实验。

1.1.6 “采-注-采“三步法开采

充分利用覆岩结构对岩层移动的控制作用，应用荷载置换的原理，进行小条带开采-注浆充填固结采空区-剩余条带开采的三步法开采，有效的对岩层移动和地表沉陷的控制，解决了大面积开采地表沉陷控制、提高了煤炭的回采率，保护了地面建、构筑物，但也存在工艺复杂，成本较大等缺点。

二.土地复垦技术

2.2.1煤矸石充填复垦和粉煤灰充填复垦

（1）地下开采产生的大量煤矸石运到地表排放，既占地有污染环境。利用煤矸石作为充填材料，即可使采煤破坏的土地得到恢复，又能减少矸石的额占地。

（2）利用电厂的废弃物--粉煤灰充填沉陷区复垦土地，可以化两害（沉陷区、粉煤灰）为三利（电厂、煤矿、农民三放面有利）。

2.2.2平地和修建梯田复垦

对积水沉陷区、潜水位较低的边坡地带，可采取平整土地、改造成梯田的方法复垦利用。梯田的水平宽度和梯坎高度，应根据地面坡度抖缓、土层薄厚、工程量大小、作物种类、耕种机械化程度综合考虑确定，田间坡度的大小和坡向，应根据原始坡度的大小、有无灌溉条件、复垦土地用途来决定。

2.2.3输排法复垦

开挖排水渠道，将沉陷区浅积水引入河流、湖泊、坑塘、水库等，作为蓄水用，是沉陷水淹地重新得到耕种。

2.2.4深挖垫浅复垦

运用人工或机械方法，将局部积水或季节性积水沉陷区下沉大区域挖深，适合养鱼、蓄水灌溉等，用挖出的泥土充填开采沉陷较小的地区，使其成为可种植的耕地。

2.2.5积水区综合利用技术

对地面大面积积水和积水深度很大的沉陷区，科学的综合利用，发展网箱养鱼、围栏养鱼、蓄洪作灌溉水源、建造水上公园等。

2.2.6固体微生物复垦技术

煤矸石添加适量微生物活化剂，经过一个植物生长期（约6个月）就可建立起稳固的植物生长层，形成熟化的土壤。

三.结束语

开采沉陷是造成矿区环境地质灾害的直接原因，有效控制和减轻地面沉陷程度是避免开采沉陷环境灾害的基本途径。充填采煤法是减少地表下沉效果作好的方法，近年在山东有些矿区正在做膏体充填的实验，这种方法可使采场没有或减少垮落带，能更好的减少地表下沉。但它的技术含量很大，输送倍线大，管路易阻塞，如果成功那将是煤矿开采的一次技术革命。

7.煤矿开采技术与应用 篇七

煤矿“绿色开采”指的是在煤矿开采的过程当中, 严格遵守绿色工业理念与原则, 应用一些先进、环保的煤矿开采技术, 实现“低开采、高效率、低排放”, 减少煤炭能源生产对环境造成的污染, 使煤炭能源的生产开采能够与自然生态环境相协调, 最终达到科学、环保可持续发展的目标。就当前的实际情况来讲, “绿色开采”还处于起步阶段, 但它是保障煤矿企业未来发展的核心战斗力, 也是煤矿开采技术发展的必然趋势。任何有利于煤矿开采效率, 且不会对自然生态环境造成破坏的理念、技术均能归为其中, 但它仍需要有坚实的理论基础与先进的技术工艺, 还有来自国家政策与社会各界的帮助与支持。

要对“绿色开采”进行科学、严谨划分的话, 它囊括了社会学科、工程技术学科以及自然学科等。它们需要研究的主要内容包括了各种各样的理论、技术, 比如矿产开发效益效果评价、生态矿业系统分析、土地与建筑物保护与生态重建技术、固体废弃物利用技术、保水开采技术、矿产资源清洁开发与加工技术、矿区资源环境安全与监测预警、瓦斯浓缩利用技术、矿区废弃地生态修复技术等等。

研究、发展并在实际生产过程中应用“绿色开采”理念技术, 是未来煤矿生产的必然发展趋势。所以, 应当从煤矿生产的源头出发, 通过对相关理念、技术进行优化与提升, 朝着科学化、绿色化方向发展, 使煤矿开采实现高效、环保、安全, 这是我国煤矿产业得以实现可持续发展的基础, 也是我国社会经济稳步向前发展的一大支柱。

二、当前我国煤矿开采中自然生态环境问题分析

当前, 在煤矿开采、生产的过程当中, 对自然生态环境造成的问题主要有废水排放、地面塌陷、水土流失等。我国大多数的煤矿对于采空顶板的处理都采用的是冒落法, 这就较为容易引起地面陷落与沉降, 进而对桥梁、铁路以及其他管线造成严重的破坏, 而水土流失、土壤盐渍化以及农田塌陷等又会对农业的生产发展造成阻碍。还有在煤矿生产、开采的时候, 必然会有矿井水生成与排出, 据近年来的数据统计显示, 目前我国矿井每一年会有22亿m3的水排放量, 这些废水的排出会对自然生态环境以及人们的生活健康造成威胁。另外, 在煤矿的生产、开采过程当中, 还有可能会产生对自然生态环境以及人类健康有害的气体物质, 如甲烷和硫化物等。尤其是以甲烷为主的煤矿瓦斯, 我国煤矿每年大概有70亿m3到190亿m3的排放量, 从作者收集的数据来看, 建国至今共有1500多次的煤矿瓦斯事故发生, 严重的阻碍了我国煤矿的正常开采。

三、绿色开采技术在煤矿作业中的应用

(一) 保水开采技术

这种绿色开采技术能够对煤矿采场底板突水起到防治作用, 对自然生态环境中的水资源起到保护作用, 使矿区的水文环境在开采作业下所受的扰动尽可能低于该地理区域内的水文环境容量。这种开采技术主要研究的是煤矿开采后地下水漏斗形成机理以及上覆岩层破断规律, 然后针对性的对相关开采措施进行改良、优化, 最后使煤矿水资源得到综合的利用与保护。

(二) 填充开采法

当矿井某些区域被采空后, 利用其他可用的固体废弃物对其进行填充, 它可以分为胶结充填法以及非胶结充填法两种。以这样的方式方法可以防止矿井采空后引起的地表沉陷, 使矿区的地质生态环境得到保护, 这是实现“绿色开采”的一个重要内容。

(三) 煤层巷道支护技术

将普通的支护法等单一的技术应用到软岩巷道中, 很难取得理想的作用效果, 所以应当采取其他更具针对性的支护方法。第一, 一方面可以增强喷层或网的刚度与强度, 另一方面也可以在一些局部地方添加锚梁支护, 使破碎区无法向更加深处的地方延伸;第二, 在确保煤层巷道安全性的基础之上, 允许围岩有一定程度的变形, 使其能量得到释放, 然后通过二次支护加大强度, 进一步确保煤层巷道的安全;第三, 对软岩巷道采取厚壁支护措施, 使围岩自承圈的厚度得到一定程度的增加, 以对围岩的变形起到遏制作用, 使其自身的受力状态得到改善。

(四) 降低矸石排放

要减少矸石的排放量, 可以将其应用到填充法中。另外, 还可以将其应用到其他领域当中, 比如制作硅肥、回填路基、生产水泥以及制备泡沫混凝土等, 这一方面能够有效降低矸石排放量, 另一方面还能够促进其他领域发展, 一举双得。

(五) 地下气化

地下气化是在可控性的条件之下, 使煤炭进行燃烧, 然后获得可燃气体的技术过程。从本质上来讲, 它是通过化学方法从煤炭中提取出含有能量的组成部分, 变物理采煤为化学采煤, 因而具有效率高、投资少、安全性好以及污染少等优点, 被誉为第二代采煤方法。煤炭地下气化燃烧后的灰渣留在地下, 采用充填技术, 大大减少了地表下沉, 无固体物质排放, 因此煤炭地下气化减少了地面环境的破坏, 这是其他洁净煤技术无法比拟的。地下气化煤气可以集中净化, 脱除焦油、硫和粉尘等其他有害物质, 甚至可降一氧化碳经地面变换后, 采用分离技术将二氧化碳分离出来储存或作其他用途, 从而得到洁净煤气, 因此, 地下气化有利于解决大气污染问题。

四、结束语

随着社会经济的发展, 在可持续发展的总战略目标下, 实现煤矿“绿色开采”是社会、经济、环境共同的需要, 是坚持以科学发展观统领经济发展全局, 努力建设资源节约型、环境友好型社会, 建设创新型国家的必然要求。

摘要：为解决煤炭开采所带来的环境危害问题, 国内外很多人士都开始对煤矿绿色开采技术进行了探讨、研究, 以最大限度降低煤炭开采过程中对自然生态环境所造成的破坏与污染, 解决煤炭开采与自然生态环境之间的矛盾。为迎合煤矿“绿色开采”这一科学化的技术理念, 本文也对绿色开采技术在煤矿作业中的应用与发展做出了部分分析。

关键词：煤矿,绿色开采,应用,发展

参考文献

[1]康富平.浅析煤矿机电设备的日常管理与维护[J].现代经济信息, 2012 (17) :177.

[2]符奎.煤矿机电设备维护及管理的综合探索[J].科技致富向导, 2012 (27) :278.

[3]柳占岭.煤矿机电设备的安全管理与维护研究[J].科技与企业, 2012 (20) :87.

8.煤矿开采技术与应用 篇八

关键词：“三下”开采 开采上限

1 概述

鲍店煤矿5303-1工作面采深-430m。工作面两侧情况为：东临暂未开采的5302工作面，西邻正在开采的5304工作面。主采煤层以亮煤为主，厚度8.15～9.85m，厚度稳定，平均8.40m，结构简单，具有条带状结构，层状构造；煤层走向长607m，走向0°-40°；倾向长162m，倾角90°-130°。

其上部地表有泗河流贯穿而过，属于“三下”开采。

2 提高上限开采技术

2.1 技术管理

①当工作面开采前，需要地测部门提供工作面两巷导向点坐标，用导向点坐标校正工作面工程平面图，提高工程平面图的确切性。

②从工作面工程平面图上提取数据：在图纸上从切眼开始到停采线每10m获取标识点，量取每个标识的标高。

③根据提取的进尺和标高做工作面数据分析表。

④统一测量标准，提高数据准确有效性，统一验收员的考核尺度，把中线位置和过煤宽度做统一的标准，从而保证数据能够真实反映工作面动态情况。

2.2 采高控制

①严格控制工作面采高，正常情况下2.5±0.1m。

②采煤机沿顶板割煤，前滚筒割2m，后滚筒割0.5m。

2.3 顶板管理

①加强工作面顶板管理。工作面范围内全面铺设单层金属网，顶板破碎处、断层破碎带及上、下端头铺设双网。上、下端头铺网不得少于5架。工作面联网期间，刮板输送机及煤机必须停电闭锁。

②工作面沿顶匀速推进，最大采厚不得大于2.5m，严禁超高回采。

③煤机过后及时伸前伸梁打护帮板。

④片帮的处理：片帮深度不大于1.2m时，支架工拉移超前支架，片帮深度超过1.2m时，班长必须安排支架工在面前支设临时单体支柱，拴绳防倒。临时单体支柱支设位置必须保证煤机一刀进尺以上宽度，以便采煤机通过，同时采取在支架上方上走向工字钢维护顶板。

⑤加强运输机头及转载机尾上方顶板支护管理，防止出现端头冒顶。

⑥拉移支架采取擦顶移架的方式，顶板破碎处及时拉移超前支架。

⑦工作面出现冒顶后禁止采取放顶的方式处理顶板，必须及时采取固化顶板、装顶、扩棚等措施，避免冒顶区扩大。工作面装顶必须由区队跟班管理人员现场指挥，并指派有经验的工人作为安全监护人和装顶人员。装顶前，将参与装顶的工作人员合理分工，做到责任明确；提前将装顶材料准备到位，确保退路畅通；刮板运输机、煤机要停电闭锁，并由专人看管闭锁。

⑧装顶前应首先敲帮问顶，人员站在安全地点用长把工具找掉悬矸危岩，在确定无掉顶危险后，方可作业。

⑨装顶人员必须采取临时支护措施，坚持先支后回制度，严禁空顶、空帮作业，严禁多头平行作业，严禁装顶人员将头部伸到前梁上方。

⑩采用木料、棚梁装顶后，要求板棚相互背实或接实顶板，对顶板支护有力，在不能满足结实顶板的情况下，装顶或造假顶以有效堵漏为基本原则。

■单体支柱必须支在实底上，架设牢固，并拴绳进行防倒或绑夹板防倒，严禁在浮煤、浮矸上支设。

■冒顶区的支架在装顶后，由区队跟班人员根据现场情况安排有经验的支架工拉移。

■装顶时，不得操作或维修正在装顶的支架及邻近两侧各10组支架，无关人员不得在冒顶区范围的刮板运输机内行走或逗留。凡现场需要操作、维修支架时，装顶人员必须撤出作业区，躲入支架内安全地点。

■如冒顶高度大，装顶人员必须使用好扶手架，并找好退路。装顶时要从冒顶的一端向另一端依次进行。

■加强工作面设备维护，确保支架处于完好状态，及时更换损坏的立柱、千斤顶等配件。

■加强矿压观测设备的维护，确保矿压观测工作正常开展，掌握工作面顶板活动规律，进行来压预报。生产单位要根据来压规律，提前采取必要的应对措施，保证工作面正常推进。

■工作面料场备足支护材料及相关备品配件。

2.4 防治水管理

①工作面回采前，按要求施工完毕沉淀池、水沟等排泄水工程。排水供电系统、排水泵、开关、管路必须安装完毕，并试运转良好。

②工作面生产过程中，工作面架前、架间浮煤必须及时清理，必须加强沉淀池、水沟的维护，及时清理沉淀池、水沟内的淤泥，保证流水畅通，防止涌水在巷道内漫流冲刷轨道及皮带机架。涌水量大时，在水沟内设置篦子，防止煤泥大量进入沉淀池。

③加强排水设备的检修，确保设备台完好，管路畅通。当排水管堵塞时，必须及时进行疏通。

④工作面敷设排水供电系统，实现双回路供电，加强排水专线的检修，确保供电系统稳定可靠。

⑤所有工作泵及备用泵、管路、开关等应连接妥当，并加强维护管理，以便急需时能够正常运转。

⑥在料场存放2～3台备用水泵等排水设备，以便急需时能够做到快速安装使用。

⑦控制工作面生产用水，尽量减小工作面水量。

⑧工作面或其他地点发现煤层变湿、挂汗、空气变冷、出现雾气、水叫、顶板来压、片帮、淋水加大、底板鼓起或产生裂隙、出现渗水、底板涌水、煤壁溃水、水色发浑、有臭味等透水预兆时，应当立即停止作业，报告矿调度室，并发出警报，撤出所有受水威胁地点的人员。在原因未查清、隐患未排除之前，不得进行任何回采活动。

⑨当回采过程中有出水征兆时（如工作面煤壁出汗、断层滴水加大、空气温度降低等），尤其是水质混浊、伴有泥砂溃出现象时，应立即停止作业，撤出人员至安全地点，现场跟班领导和工长要对水情变化及溃砂征兆进行密切监视，并及时向矿调度室和总工程师汇报，并根据水害现场处置方案及时采取相应措施。

⑩回采过程中揭露断层时，需在断层附近注意加强观测，当在断层下盘回采时，要注意因断层受拉开裂造成的突水，并制定工作面过断层专项安全技术措施。

■如果发生突水，有淹泵的可能时，必须立即通知变电所断掉工作面所有高低压电源。

■工作面上下顺槽密集支柱柱距不大于0.3m，然后用皮带横挡在密集柱子的靠老塘侧，要求吊挂牢固，两帮挡严并固定在两帮上。两顺槽初末采间隔20m，正常回采段间隔50m打一个隔离墙。

3 总结

通过采取以上技术方案和措施，5303-1综采面提高上限开采按规定要求顺利回采结束。5303-1综采面提高上限开采技术的应用，开创了该矿“三下开采”中水体下提高上限开采的技术应用，此次成功试采为今后其余类似工作面起到了指导性作用，留下了成功的实践经验，具有极高的推广应用价值，即保证了工作面的正常生产，又提高了煤炭资源的回采率。

参考文献：

[1]徐永圻.采矿学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2011： 229-245.

[2]朱岩，曹思华. 潘三矿1412（3）工作面提高上限开采可行性分析[J].煤矿开采，2008，13（04）：40-42，49.

[3]王强，付志亮，王新丰，等.提高上限开采工作面矿压显现规律研究[J].采矿技术，2013，13（3）：81-83.

作者简介：

9.煤矿开采技术与应用 篇九

陕西旬邑青岗坪矿业有限公司

为了缓解煤炭资源日趋紧张的局面，安全开采“三下”压煤，协调煤炭资源的回收与地面沉陷，处理矸石地面堆积造成的环境问题，充填式顶板控制方法及无煤柱开采方法逐渐受到人们的重视。2013年8月7日由华能煤业公司副总经理、总工程师郑铁骑同志带队，各矿业公司总工程师和技术负责人等一行13人赴河北省冀中能源邢东煤矿和亨建矿参观学习调研了井下采空区充填及无煤柱开采应用技术。现将调研情况汇报如下：

一、充填式开采

（一）冀中能源充填式开采发展概况

冀中能源股份有限公司针对大量“三下”压煤问题，煤矸石粉煤灰排放、环境损害及土地资源问题，在邢东矿首先试验成功井下巷道矸石充填技术，率先成功研发建筑物下综合机械化充填采煤技术，即在充填液压支架后顶梁的掩护下，利用矸石粉煤灰及高水材料实现了采空区的充分充填，从而有效抑制覆岩下沉破裂和地表变形量，解放大量呆滞煤炭资源。成功设计了充填综采的新方法、新工艺，实现了采煤与充填并举，开创了建筑物下综合机械化充填采煤技术的新途径，攻克了巷道充填系统、充填工艺、充填装备等相关难题，研制了专用于巷道矸石充填的抛矸机，实现了矿井矸石不升井，将邢东矿打造成全国第一座没有矸石山的绿色矿井。截止目前已经实现充填巷道5816米，充填矸石85828立方米，臵换井下煤炭资源53万吨。经济和社会效益非常显著。

（二）冀中能源充填式开采的理论

冀中能源成功的充填理论和实践证明：支架支护强度和充填体密实度是充填采煤控制岩石拉应力和容许沉降空间的关键因素，控制着直接顶下沉变形。经过研究上部岩层弯曲变形各变量之间的关系，确定了不同岩性条件下的液压支架支护参数和充实密实度，控制了上覆岩层的移动，使上覆岩层位移最小，对地表影响最低，达到在采煤过程中控制地表下沉的目的。

（三）邢台煤矿充填式开采的现场应用

1、基本情况

井田面积为34Km2，其范围东以F2、F2-1断层为界，南以F12断层为界，西北以9#煤层掩盖接触线为界。含煤地层为石炭二叠系的本溪组、太原组、山西组。矿井开采初期是一座低瓦斯矿井，但随着开采深度的逐年加大，瓦斯涌出量在不断增加，掘进工作面瓦斯涌出量为0.90ｍ3/min，回采工作面瓦斯涌出量达3.54ｍ3/min。

邢台矿7606充填工作面采用综合机械化采煤工艺，分层开采，采高3.Om。采煤设备和工艺与普通综采设备和工艺基本相同，区别就在架后充填工艺。充填工作主要靠充填开采输送机和夯实机共同完成的。通过充填开采输送机的卸料孔将充填物料充填人采空区内，然后利用夯实机将充填物料推挤接顶并夯实。

2、应用过程

（1）地面建立矸石膏体充填站，先将矸石破碎加工，然后把矸石、粉煤灰、专用交接料和水等四种物料按比例混合搅拌制成膏体浆液，再通过充填泵把经大垂深投料系统，运到支架后部的充填刮板运输机，并进行推压密实。

（2）充填由固体矸石充填液压支架和辅助隔离措施形成的密闭空间的过程。整个充填工艺流程可以划分为矸石破碎、配比搅拌、管道泵送、充填体构筑等四个基本环节。

（3）工艺流程：充填工作由4名充填工同时协调进行，在割煤的同时，进行充填工作，若充填不满一排，割煤可停下等待充填捣实。其工艺过程如下：割煤的同时在支架拉移后，将充填开采输送机移至支架尾梁后部，进行充填。充填顺序由充填开采输送机机尾向机头方向进行，当前一个卸料孔卸料到一定量后，再开启下一个充填卸料孔，随即对前一个卸料孔所在支架后部已卸下的充填材料进行夯实，如此反复几个循环(一般需要2—3个循环)，直到夯实为止。当整个工作面全部充满，停止第l轮充填，将充填开采输送机拉移1个步距，移至支架尾梁前部，用夯实机构把充填开采输送机下面的充填料全部推到支架后上部，使其接顶并夯实，最后关闭所有卸料孔，对充填开采输送机的机头进行充填。第1轮充填完成后将充填开采输送机推移1个步距至支架尾梁后部，开始第2轮充填，如此反复。工作面自夯式充填液压支架与配套设备。

（四）调研结论

1、邢台矿率先研发了矸石与粉煤灰等充填材料投料运输系统以及工作面自夯式充填液压支架等成套综合机械化充填设备，成功设计了充填综采的新方法、新工艺，实现了采煤与充填并举，开创了建筑物下综合机械化充填采煤技术的新局面。

2、充填式开采有效控制了开采过程中的矿压显现，控制地表下沉，减少了对地面生态环境的破坏；实现了矸石不升井，煤矿不建矸石山。是一项利国利民的新技术。

二、无煤柱开采

（一）亨健煤矿基本情况

亨健公司煤炭资源紧缺，提高煤炭资源回收率一直是集团公司与我公司领导所重点关注的问题。因此，沿空留巷无煤柱护巷技术它不但能提高煤炭资源开采的回收率，而且也可缓解采掘衔接紧张问题。自2008年10月份开始实施新型高水材料巷旁充填留巷技术,先后在2313工作面、2505工作面、2501工作面成功留巷共计2000余米，并回采过程中逐步对原留巷方案进行了优化研究并得到应用，其效果十分显著。

（二）超高水材料充填留巷在亨健煤矿的应用实践

通过超高水材料制浆系统将浆液混合经过超高水材料浆液输送系统输送至充填巷道；背靠工作面两端头支架各安设止浆掩护支架，保证浆液固化后留巷效果。留巷后巷道宽度约为原巷道的一半，待工作面回采结束后再将巷道扩刷成回风巷，从而实现无煤柱开采，采区综合回收率提高10%～20%。

1、巷旁充填工艺

充填前，首先向搅拌桶内蓄水至所需水位，然后启动搅拌桶，待搅拌桶启动之后向桶内加料，将料加入桶内之后搅拌3－5分钟之后开始向充填点供料。充填点接到供料通知后，严密监控出料情况，待料均匀之后将混合管插入充填袋内开始充填。充填结束之后，泵站开泵供清水，冲洗管路并清理充填点，待所有东西收拾整理好之后，充填即可结束。

2、充填工艺实施方法（1）充填点作业程序

第一步：在进入充填地点前，必须先敲帮问顶，观察煤壁、顶板、临时支架与瓦斯检测等工作，一切安全正常后方可进入充填点进行作业。

第二步：拆除上次充填框架及对应的固定点柱，安设好本班充填框架，挂好充填袋，打牢固定点柱等。

第三步：上述工作按要求完成后，信号通知泵站开泵，并通知泵站本次实际充填高度。

第四步：充填过程中，密切观察充填袋周围情况，发现情况及时处理。第五步：充填快接顶时（根据计算距顶20cm时，管路中剩余浆液即可充实包体），打信号通知泵站，并依据顶板情况决定是否拆除其上的倾斜抬棚。待充填体完全接顶后，将高压注浆软管从充填袋内取出并用细铁丝捆扎紧充填口。

第六步：冲洗混合器及管路，见清水后通知泵站停泵。

（三）调研结论

巷旁充填体的强度高低直接影响沿空留巷围岩的稳定性。构筑的充填体应能及时提供足够的支护强度，以控制上位岩层相互间不致于有大的离层，通过对直接顶下沉变形的控制确保老顶在回转的过程中不断裂，有效地减少顶板下沉量与作用在巷内支架上的载荷，为留巷成功提供保证。

三、青岗坪煤矿充填式开采与无煤柱开采适用性讨论

（一）充填式开采讨论

1、青岗坪煤矿“三下”压煤情况：除地面工业广场压煤可采储量约154.7万吨，其他区域均为山体，无村庄和其他构筑物。

2、充填式开采设备投入与生产成本

充填式开采需投入地面矸石膏体充填站系统一套、大垂深固体投料系统一套、矸石固体充填支架一套，累计一次投入设备成本约为7000万元。充填式开采增加成本约为100元/吨左右。

3、采用充填法开采工业广场压煤经济效益对比：

（1）总支出约=设备成本投入+原吨煤成本+充填附加成本=7000万元+260元/吨*154.7万吨+100元/吨*154.7万吨=62692万元

（2）总收入=销售均价*产量=380元/吨*154.7万吨=58786万元 由此可见：总收入小于总支出；利用充填法回收地面工业广场压煤不可取。

4、采用充填法回收正常采区资源，每吨增加成本约100元，无经济效益可言。

5、冀中能源在井下开采条件比较差、煤炭储量有限的情况下走出了一条环保、高效、安全，造福于社会及老百姓的煤矿开采方法其意义无法用金钱来衡量，值得我们学习，但从青岗坪煤矿实际情况出发不适合采用充填式开采。

（二）超高水材料充填留巷无煤柱开采讨论

1、基本情况适用条件对比：青岗坪煤矿井田含可采煤层两层，4-1煤层为局部可采的较稳定型中厚煤层，4-2煤层为全区可采的稳定型厚煤层。4-1煤层与4-2煤层的分岔煤层厚度为1.05～2.42m，平均厚度1.88m，仅在井田东部赋存，与4-2煤层间距为0.9～4.4m，4-2煤层厚度1.15～16.35m，平均厚度为10.26m工作面设计为综采放顶煤，采高3m放顶高度7.26，采放比1:2.4，符合《煤矿安全规程》第68条规定，工作面综合回收率约为80%；回采工作面平均涌水量约为100m3/h左右。而超高水材料充填留巷无煤柱开采技术适用于3.5m以下煤厚一次采全高综采工作面。

2、青岗坪煤矿煤层高低起伏最大落差达到45m左右，而且相邻采面之间的标高差均达到2m以上，局部老空区易存积水，若采用超高水材料充填留巷无煤柱开采存在密闭不严的情况，处理不当极易造成透水事故。

3、根据青岗坪煤矿初步设计，矿井相对瓦斯涌出量达到9.92m3/t，矿井绝对瓦斯涌出量达到20.86m3/min;实际42101及42102综放工作面回采过程中相对瓦斯涌出量分别达到2.51m³/t、3.21m³/t，绝对瓦斯涌出量分别达到8.95 m3/min、8.4 m3/min，煤巷掘进头瓦斯绝对涌出量达到0.63m³/min，总回风巷绝对瓦斯涌出量达到19.2 m3/min，局部瓦斯较高，若封闭不严，采空区瓦斯极易涌入相邻巷道造成瓦斯积聚。

4、综放工作面采用超高水材料充填留巷存在封闭不严的情况，极易导致采空区漏风，存在采空区煤炭自燃发火的隐患。

结论：超高水材料充填留巷无煤柱开采在青岗坪煤矿基本不适用。

四、具体打算

1、加强对小煤柱开采技术研究，2013年青岗坪煤矿小煤柱开采已被公司列为科技项目，准备在42101及42104工作面搜集开采及矿压显现相应的资料，争取在42103工作面实现12m小煤柱布臵回采工作面，并逐步从12m～8m～6m的小煤柱方向发展，以提高采区煤炭回采率。

10.煤矿开采技术与应用 篇十

西部煤矿开采扰动诱发灾害统计与复杂性分析

1概述 煤矿安全开采问题是典型的复杂性问题.复杂系统的`非线性、非平衡性、不可逆性、开放性、多层次性、动态性、自组织性、临界性、自相似性、统计性等特征将为西部煤矿开采扰动引发灾害问题复杂性研究提供了极好方法.中国是世界上少数几个一次能源以煤为主的国家.在未来的30～50年内,煤炭在一次能源中的消费比重逐年下降,但煤炭的主导地位不会改变.

作 者：张立杰 来兴平作者单位：北京科技大学土木与环境工程学院・北京,100083;西安科技大学・西安,710054刊 名：中国矿业 ISTIC PKU英文刊名：CHINA MINING MAGAZINE年，卷(期)：13(10)分类号：X752关键词：

11.煤矿绿色开采技术的运用 篇十一

【关键词】绿色开采；关键层理论；岩层移动；开采技术运用

煤炭是大自然赋予我们的宝贵财富，其是工业的支柱，煤炭作为一种不可再生资源，在过去的采挖当中，煤矿渗水事故不断发生，煤矿瓦斯爆炸频繁出现，各种矸石堆积造成生态破坏，致使地球伤痕累累，环境污染严重。因此，发展煤矿绿色开采技术，使其成为今后煤矿开采主要方式。煤矿绿色开采技术运用的意义是在保护生态环境的前提下，增强煤矿煤炭采出率，实现煤矿绿色、健康、可持续发展。

1.致富露天煤矿简介

致富煤矿位于内蒙古自治区鄂尔多斯市准格尔旗境内，东胜煤田勃牛川普查区外围，具体位置在勃牛川以东、纳户沟以西以瓦窑圪堵为中心的一带地区，行政区划隶属准格尔旗纳日松镇（原大路峁乡）。据现在有关资料表明，矿区所在地区气候干燥、冬寒夏热，昼夜温差较大，多风少雨，沙尘暴时有发生。致富露天煤矿现阶段是露天开采煤矿，露天开采达不到国家关于煤况绿色开采技术的运用。基于此，本文结合致富煤矿露天开采过程对煤矿绿色开采技术进行探讨和分析。

2.煤矿绿色开采的内涵及技术构成

从广义概念来讲，在矿区范围存在的煤炭、地下水以及煤层范围的天然气（瓦斯）、土地、煤层掺杂的煤矸石以及矿区周边存在的其他矿均属于该矿区进行开发的对象，应该被充分开发。而传统的对矿井地下水及瓦斯的定义分别为：瓦斯是矿井中存在的一类以甲烷为主的有害气体，地下水是根据矿井地下情况、涌水量的一类水害情况，这些概念均将这些资源限定为有害物质，但是，显然将它们单纯的限定为有害物质的情况是不正确的。

所谓煤矿绿色开采及绿色开采技术是相对传统的广义资源论上提出的，其从资源角度上正确认识煤炭、瓦斯、地下水等一切在煤矿开采中的可利用资源均应被开发利用；其出发点为尽最大可能减少煤矿开采时对生态环境及其它资源的不良影响；根本目的是为了获取最大的经济效益及社会效益，按照煤矿开采中土地利用、地下水处理、瓦斯处理及矸石堆放等，煤矿的绿色开采技术主要分为以下内容：（1）对于水资源的保护一般以“保护开采”为主；（2）对于土地及周边建筑物的保护一般以“离层注浆，条带及充填技术”为主；（3）对于瓦斯的处理，一般可采取“煤与瓦斯共采”技术为主：（4）一些地下气化技术，这些技术组成了煤炭绿色开采的主题部分，其结构表达如图1所示：

3.煤矿绿色开采技术的重点运用

3.1对采空区进行充填技术

充填技术主要包括开采系统与充填系统的合理协调、充填运输系统的通畅及充填使用材料在填充完毕的处理技术等，如果可将上述问题解决将直接改变在发达地区的煤矿开采难题。为了达到降低成本的目的，目前使用的充填技术主要为，按照岩层控制理论，仅仅进行部分充填（条形充填），即仅对一些关键部位进行充填，且保证充填带的长久稳定，那么也可有效控制地表的沉陷。对采空区进行充填技术是煤矿绿色开采技术进行运用的重点技术之一，特别是在一些经济较为发达的地区进行开采之后，必须要重视对采空区的充填。充填采矿是解决煤矿开采后续问题的一项有效途径，但是因为现有的充填采矿成本相对不理想，使得该项技术在运用方面被限制。在市场经济下，制约充填技术发展的根本是充填材料的选择及怎样减少充填成本，另外就是充填技术本身存在着一定的缺陷。

3.2煤矿开采地下水的处理

在煤层开采过程中，如果关键层面被破断，在关键层内的地下水层将形成下降漏斗，而且它是否可以恢复，则取决于开采工作的进行。上表岩层是否存在软弱岩层，经过再次压实之后引起裂隙闭合进而出现隔水带，如果存在隔水带，则随着地表水的再次补给，下降漏斗会不断减小，最终消失。它对地面的影响与下降漏斗的出现大小及消失时间密切相关，致富露天煤矿地处我国内蒙古准格尔旗，该地区气候干燥、冬寒夏热、多风少雨，因此如果出现地下漏斗，那么仅仅依靠雨水进行补给是将会很困难。为了实现绿色开采的目的，就必须贯彻实行地下保水开采技术，即开采过后的地下水结构在很短时间内仍可恢复至原来状态，因开采出现的地下漏斗会迅速恢复，最终实现绿色开采。最后在开采结束之后还需要对周边地下水位进行调研同时要对矿区周边的各种生物诸如草、本等进行管理，看是否对它们造成了极大的影响，如果存在一定的影响，应该采取合理的措施予以保护。

3.3建筑物地底下采煤与减沉技术

（1）在关键理论支持下的建筑物地底下采煤技术的设计原则是在岩层控制理论的指导下提出的，同时在采煤设计的过程中还可以将不破坏关键层作为开采的主要设计原理。在建筑物下采煤的过程中为取得较大的经济效益同时预防建筑物受到损害，需要在掌握具体建筑物低下结构和关键结构层的特征参数并对它们进行控制，并要使用减沉开采技术中的各项数据进行设计。（2）在设计过程中可以根据关键层的位置对注浆减沉技术进行确定，对离层和破断特征参数进行合理的掌握，同时需要对注浆减沉技术的各种适应能力进行不断的分析和调整。

3.4瓦斯和煤的共同采集

在现阶段，我国煤矿煤层的开采过程中出现了变质高、渗透率低及气体的饱和度较小的特点，同时大多数的煤层渗透率在1以下，这样在共同采集煤层和瓦斯的过程中给瓦斯的开采带来了一定的影响。正是这个原因使得我国已经开钻的很多口井中较少能够出现稳产和高产井。根据相关经验证明，煤层的开采会给岩层的移动带来一定的影响，在渗透率较低的情况下，渗漏系数也会成倍至几十倍的增加，这就为瓦斯的移动和抽取创造了一定的条件。所以将瓦斯和煤层进行同时开采，不仅能够在一定程度上保证矿井的安全，还能够采集较为干净的能源。所以通过利用岩层的特点开采煤层气将是我国煤层开发的重要途径之一。

3.5地下煤炭气化技术

地下煤炭气化技术是现代重要的一种绿色开采技术。它的使用原理是在地底下进行热化学反应即在原来的位置将煤炭转移为可燃气体的先进技术，这能够在一定程度上改善传统的采煤方式。并能够改善井下工程的数量同时还可以减少艰苦作业的程度，除此之外，还能减轻煤炭开采过程中对环境的污染和破坏。经过10多余年的发展，煤炭地下气化技术有了一定的发展并积累了相关经验，为我国以后煤炭先进技术的发展奠定了一定的基础。在地下气化技术的发展方向，今后应解决的问题主要有：（1）热值的提高和将生产的气体变成适合于用户使用的气体；（2）科学化、规划化和标准化的行之有效的测控系统的建立，同时需将重点放在燃烧值和速度的控制技术上；（3）对燃烧处理后的气化炉体结构和地面的沉降情况进行研究；（4）对在地下煤炭气化技术生产过程中的致癌物质进行处理使其不对地下水源等产生污染，同时对在燃烧过程中对产生的二氧化碳进行处理，减少对空气的污染。

4.绿色开采技术的发展的前景及方向

在煤矿开采技术的发展过程中其应用前景十分的强大，但是同时在该工作的进行过程中也面临着很多问题和困难。要对不同的煤矿特点进行区分，并需要采用不同的绿色开采技术。对于高瓦斯矿井而言，需要将含有一定甲烷数量的瓦斯作为可利用的资源，将害处变为益处，实现煤与瓦斯的共同开采，将瓦斯作为一种新能源进行使用，不仅可以将其进行发电，还可以将其作为各种工业、化学用品和具体的生活原料等。所以在开采瓦斯和煤层的过程中，必须根据岩层的运动特点将其开采出来，将巷道内的瓦斯数量减少到一定的数量，能够在一定程度上对事故进行预防，让处于高密度的瓦斯变成低密度，实现煤层的安全生产。

在生产过程中，要根据煤层的具体条件，采取适宜的保水开采技术。保水开采指的是通过采用适宜的采煤工艺措施同时使用较合适的地面注浆措施，即在煤炭的开采过程中不破坏地下和地表的水资源，从而在一定程度上对矿井水资源进行保护和综合利用。在对煤层进行开采之后，在关键层断裂之后，将在上覆岩层中形成漏斗状的水层，地下水位在开采后的恢复工作是在工作面的推进过程中逐渐完成的，同时要对上覆岩层进行检查，确定其中是否存在着软弱岩层，若有软弱岩层存在，需要将导致裂缝产生的压实层进行隔离以形成隔水带。在开采过程中将井下采空区贯穿地表的裂缝进行处理，顶部上层中含水层中的水分在裂缝中进行漏失，从而造成该部分区域的地下水面出现干枯症状。对于干枯缺水矿层必须采用保水措施进行开发利用，同时要将保水区域作为重点的绿色矿区进行开发。

在具体的开采过程中，针对存在的施工措施需要在充填条的作用下进行开采等建筑物保护技术。通常情况下将减沉技术用于条带的开采和填充，在条带开采中主要的限制因素在于较低的采出率及对大量煤炭资源的浪费等。使用传统的全部填充的办法出现的主要问题有：填充过程中需要大量的填充材料，现有的各种填充技术不能适应高效采矿的需要。所以在绿色煤矿技术的开采过程中需要根据具体的情况使用合适的技术。

5.结语

随着我国社会经济的不断发展，在我国可持续经济总战略下，完成“矿业绿色开采”是我国社会、经济及生态环境所需要的共同目标，是切实构建我国环境友好型、资源节约型、能源创新型国家的必然趋势，要想做到绿色开采，首先需要相关部门提高经济及资源支持，其次需要相关工作人员切实加强学习研究并攻克各种技术，另外还应鼓励相关人员到煤矿一线进行实地研究，最终理论结合实际，共同研究出绿色开采的相关技术，并且在条件允许的情况下，加以推广利用。 [科]

【参考文献】

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