煤矿绿色开采的几点思考

摘要：煤矿绿色开采应合理开发利用煤炭资源；改革巷道布置，简化生产系统；推行综采放顶煤技术，使煤矿安全高效生产；解决薄煤层的开采技术问题；减少煤柱损失。

Abstract: Green coal mining should be reasonable development and utilization of coal resources, reform of roadway layout, simplifying production system, implementation of fully mechanized top coal technology to make coal mine with a safe and fruitful production and solve the mining technology problem as thin seam and reduce the coal pillar losses.

关键词：煤矿；绿色开采；思考

Key words: coal mine; green exploitation; thoughts

中图分类号：TD82 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）12-0244-01

1 合理开发利用煤炭资源

1.1 加强深井开采技术研究，充分挖掘资源潜力。我国埋藏深度在1000m以上的煤炭储量占有一定的比重，如：七台河、鹤岗、双鸭山等。煤矿开采已进入到深井开采阶段，因深井建设和开采受高地应力、高地温、高瓦斯、高水压、冲击地压作用很大，给矿井建设、生产和维护造成较大困难。要进一步解决600m以上深厚表土冻结施工技术，深部开采存在开拓延深、开采部署、矿压控制、高地温治理等技术困难；研究千米深井井筒技术装备，确保深部矿井的安全高效开采。应选择典型煤矿，作为科技攻关项目对深井开采技术进行重点攻关，以保证煤炭资源的科学开采，如七台河国有大矿就深井采煤、攻击地压等问题，与中国矿业大学合作，进行研究七台河市与矿大建立了合作关系。

1.2 进行地表沉陷控制，解放“三下”压煤储量。采动沉陷环境构成了严重的威胁，成为影响煤矿企业生产效益，造成耕地和良田流失，影响煤矿生产发展的重大技术问题，比较突出的问题是村庄下采煤问题。如何结合减沉技术，在解放资源时减少对工业区、居民区和土地塌陷等采动损害。我国城市和村镇的建筑物下、铁路下、水体下压煤量高达百亿吨，一般的办法是放弃不采，资源的浪费严重。为解决岩层控制中的问题，一些学者提出岩层控制的关键层理论，它为绿色开采提供了理论依据。这种理论提出：把保证覆岩关键层不破断失稳作为建筑物下采煤设计的基本要求。为了保证建筑物下采煤的经济效益，又可确保建筑物不受损害，关键在于能依据覆岩结构与关键层特征来确定合理的减沉开采技术和参数，掌握离层与破断特征参数，是注浆减沉技术应用、钻孔布置与往浆工艺设计及减沉效果的基础。

2 改革巷道布置，简化生产系统

2.1 合理扩大井田范围，扩大矿井储量，对与生产矿井相邻的新采区，通过技术改造或合并开发，可不建新井，对老井深部及勘探区，要合理调整井田边界，结合开拓延深进行合并集中，控制最小生产规模。

2.2 应科学加大采区和工作面几何尺寸，合理布置工作面是开拓准备的主要目标，应通过加大采区和工作面的几何尺寸，增大工作面可采煤量，减少工作面搬家次数，发挥高产高效工作面的生产能力。

2.3 要实施以煤代岩工程。高产高效矿井按回采工艺可分为大采高一次采全厚模式、综采放顶煤模式和连续采煤机开采模式。高产高效工作面的高产量、高速度，开拓准备要以高速度给予保障。布置煤层巷道可以使生产系统简单化和完成开拓准备。高产高效工作面随着推采长度的加大，使单翼采区布置较为合理，布置煤层大巷、逐层开采各煤层，矿井的岩石工程量少，能减少辅助运输量及环境污染，使生产系统简单化，开拓准备效率快，综合效益高。

3 推行综采放顶煤技术

综采是解决厚煤层开采难题和实现安全高效生产的重要技术途径。我国厚煤层储量丰富，而赋存条件复杂，要地解决厚煤层开采技术的难题。在我国较为成熟的综合机械化放顶煤开采技术，以技术先进、投资少、消耗少、效率高、安全可靠的特点，把厚煤层的储量优势转化为经济优势，取得了显著的技术经济效果。比较难采煤层，如“三软”煤层、高瓦斯煤层、“大倾角”煤层、“两硬”煤层、较薄煤层综放技术的重大突破及配套技术的不断成熟，形成了不同条件下综放开采工艺模式，尤其是使难采厚煤层也实现高效机械化开采。随着综放开采在中硬煤层、三软煤层、较薄煤层中的应用，在浅埋深、硬顶、硬煤环境下综放开采技术也得到应用。但工作面开采时，一部分煤却丢失在采空区，也有一部分煤和矸石混杂，放煤时也可能把砰石放出，在煤放到一定程度后，继续放煤，含矸率就急剧增加，如果不继续放，煤的损失就多，就是应用最佳参数．放顶煤工作面回收率也会比分层开采减少5%~10%，若放顶煤参数及放顶工艺不佳，回收率就会低。所以，要继续深入研究综采放顶煤开采，提高煤炭回收率技术。

4 应用新技术，解决薄煤层的开采技术问题

①进一步研究薄煤层综采技术，七台河矿区、鹤岗华釜山矿区等在0.8~1.5m厚的煤层中，进行综合机械化开采，获得良好的经济效益和社会效益，深入研究薄煤层综采设备配套及开采工艺，提高单产和效率水平。②从实际出发应用刨煤机，刨煤机是采用刨削方式落煤的采煤机械，经在实践中的不断改进，性能已趋于完善。这种机械结构简单，使用维护方便，可能有效改善薄煤层采煤人员的安全条件，方便瓦斯均匀释放，能耗较低，可实现采煤工作面的自动化等优点，在薄煤层开采中使用广泛。沈阳、铁法等矿区在煤层厚度仅为1m左右的薄煤层中，取得了良好的成效。③大力推广薄煤层螺旋钻无人工作面开采技术，采用这种技术，人员不用进入回采工作面，使用螺旋钻采煤机在巷道内就能完成工作面内的破煤、装煤、运煤等一系列工序，使薄煤层工作面复杂的回采工艺简单化。螺旋钻开采技术可以提高薄煤层的配采比例，提高资源回收率，还能延长矿井的稳产期和服务年限，有效利用有限的煤炭资源，提高矿井的生产效率及经济、社会效益。

5 应用沿空掘巷技术，减少煤柱损失

这是提高矿井资源回采率的有效措施。通过回采巷道窄小煤柱或沿空留巷布置，把综采综放工作面间的隔离煤柱由以前的20~25m减小到5m，这就大幅度减少了煤柱损失，提高了资源回收率。沿空掘巷巷道布置方式主要有紧贴采空区的沿空掘巷和留小煤柱的沿空掘巷，避免从采空区向巷道窜矸或采空区积水、有害气体进入巷道，在巷道与采空区之间要留1~3m的小煤柱。矿压观测表明：因煤体边缘存在低压区，在此处布置巷道就会减小巷道受压，还使沿空巷道易于维护。七台河矿区在这方面取得一些经验，关键在于正确选择沿空掘巷的合理时间和符合沿空掘巷的支护方式，对高沼气、易燃煤层要制定有效的治理措施。