煤炭清洁开采的技术途径

第22卷第6期龙岩师专学报2004年12月Vol. 22 No. 6Joumal of Longyan Teachers CollegeDecember 2004煤炭清洁开采的技术途径周桂铨摘要:阐述了煤炭清洁开采的概念,提出在矿井开发设计时,就要对洁净生产做出规划,从优化巷道布置,选择合适的采煤方法入手,在开采技术，上实现煤炭的清洁生产。关键词:煤炭污染;清洁开采;技术途径中图分类号: TD78文献标识码: C文章编号: 1672 - 044X(2004)06 -0049 -02煤炭是我国最主要的能源，煤炎提供了75%的工业燃进速度。④实行搭配开采方案,在多煤层、多煤种的条件下，料, 76%的发电燃料，80%的民用商品能源，60%的化工原要合理确定开采顺序，充分考虑煤层搭采方案，注意不同厚料。但是,煤炭又是“不清洁能源”。煤炭在开发利用过程中，度煤层、不同煤种煤层的搭配开采，避免出现压茬现象。对生态环境所造成的严重污染，已经制约着煤炭工业的可持.3 选择合适的采煤方法和生产工艺,达到清洁生产目的续发展。因此,在煤炭生产过程中,除了对矿井要采取有效的煤炭在生产过程中将产生大量的废气、废水、废渣,对矿技术措施生产出高质量的煤炭外,还要设法尽量臧轻煤炭生区周边环境产生严重污染，而采用何种采煤方法和生产工产时对生态环境造成的不良影响。艺,则直接影响着清洁生产和环境污染，要坚持“安全、清洁、煤炭清洁开采即在生产高质量煤從的同时,又做到把对高效、低耗、高回收率"的原则，正确选择有利于煤的清洁生矿区周边的环境污染降低到最小程度。煤炭清洁开采技术是产的采煤方法和生产工艺。①厚煤层一次采全高技术。对于相对意义下的煤炭生产中减少污染的技术，其作用是减轻污煤层厚度在2. 5m以下的，可以采用单一长壁采煤法一次采染后治理的难度和工程量。煤炭开采对环境所造成的污染和全高的采煤方法，这种方法能减少巷道准备工作量,降低原破坏主要有:煤炭生产产生的大量的煤矸石污染;煤炭生产煤含矸率,提高工作面的产量和效率。对于厚度在5. 0m以下过程中释放到大气中的废气污染;煤炭生产过程中排放的污的煤层，只要地质条件和生产条件允许，都可以选用一次采水污染;煤炭生产对水资源的污染以及对土地的占用破坏全高的采煤方法。对于厚度在5. 0m以上的特厚煤层,可选用等。放顶煤开采技术。近些年,我国放顶煤开采技术发展较快,此1煤炭清洁开采的技术途径技术简化了特厚煤层的开采工艺，实现了煤层一次采全厚，1.1 矿井清洁生产的整体规划达到清洁生产高产高效，技术经济效益显著。②煤岩分层分要实现矿井清洁生产,就必须在矿井开发之前，对如何采技术。当煤层中夹石层厚度超过0. 3m时,应实行煤岩分层改善煤炭生产环境和清洁生产，作一个整体的规划，进行全分采。采用爆破落煤工艺,先采出夹石层上部的煤炭,并及时面安排。要根据国家和行业有关环境保护的法律、法规及标架设临时支柱护顶，接着再剥采夹石层用作填充采空区，最准，就如何减轻煤炭生产对矿区周边的环境污染问题，在总后采出下部煤炭，架设永久支架控顶。这种方法能有效防止体设计时如何加强煤的洁净生产作出详细的评述。在矿区规矸石掺人煤中,降低含矸率,减少污染,提高原煤质量。③宽划和设计中有关清洁煤生产的内容要实行严格审查,不符合巷掘进、研石充填技术。宽巷掘进用于薄煤层的采准巷道,在清洁煤生产的设计和规划，不予批准，确保减轻对周边环境半煤岩巷掘进时，开掘的宽度可大于巷道宽度，掘出的矸石的污染。用于填充巷道一侧或二侧的支架壁后。这不仅实现了煤岩分1.2 改革巷道布置、减少岩石巷道掘进量,消除煤矸石污染掘分运,而且研石不出井就地利用,达到清洁生产效果。④沿井下巷道布置要在满足安全生产的前提下，遵循“多掘空留巷技术。沿空留巷即无煤柱开采,既降低了巷道掘进率,煤巷、少掘岩巷”的原则，从源头上减少井下矸石的排放量，又减少了巷道掘进工程量和掘进费用，缩短工期减少成本，消除煤矸石污染，改善矿井环境。减少岩石巷道掘进量的措还相应减少了矿井的排研量,也减少了矸石混入原煤中的机施有:①采用全煤巷开拓方式，即所有开拓巷道都布置在煤率,工程技术经济效益显著。层中。②尽量利用自然边界作为划分矿井和采区的边界,开1.4 优化采区巷道布置,注重清洁生产方式拓巷道沿自然边界掘进，采区内要避开地质构造，以利于掘1.4.1 优化采区巷道布置进和回采时少破岩而减少研石量。③取消采区岩石集中巷,减少矿井污染，在开采用煤层集中巷取代岩石集中巷，不仅在技术上和经济上都能近距中国煤化工布置方式。采区上山取得良好效益,又能减少矸石排出量,降低劳动强度,提高掘和采[TYHCN M H G运煤、运矸、运料、通基金项目:龙岩师专自然科学项目(Z03014)收稿日期:200--06- -1849风、排水等生产系统。上部的煤层通过区段石门和溜煤眼与1.5.1综合加工、清洁 利用下部煤层中的巷道相联系，首先在上煤层布置区段平巷和采对岩巷或半煤岩巷开掘出来的大量研石，不运至地面，煤工作面，即可进行煤炭开采，同时下部煤层上的所有巷道直接在井下破碎加工成为适合各类场所用途的充填材料。处也为本煤层开采服务。采区巷道联合布置方式,大大减少了理后的矸石(充填材料)用于巷道壁帮充填,采空区充填或向巷道掘进量和维护量,缩短了工期,降低了成本,提高了经济废弃巷道中排放,也可用于井下铺轨和混凝土施工。矸石充填效益,为煤炭清洁生产奠定了基础。利用的方法有:手工充填机械充填、水力充填和风力充填等。1.4.2推行无煤柱护巷1.5.2 煤层央矸分采分运无煤柱护巷技术,从根源上消除出矸量，直接实现洁净对于煤层夹矸应采取分层分采工艺,尽量在工作面分采生产,对于提高煤炭资源回收率,降低巷道掘进率，消除煤柱分选甩掉夹矸或直接充填采空区。对厚煤层夹矸可采取单一-丢煤而引起的井下灾害，具有十分重大的意义。无煤柱护巷巷道,分层开采、分采分运办法处理;对放顶煤夹矸应该边采包括沿空掘巷技术和沿空留巷技术。①沿空掘巷技术就是紧边捡,及时选出充填采空区,降低煤炭含矸率;对薄煤层可将沿采空区掘出回采巷道，在新掘巷道与采空区之间需留3~破顶或破底以及夹矸及时砌成矸石帶,支撑顶板减轻顶板破5m的窄煤柱，目的是防止采空区窜矸或采空区积水和有害坏作用。气体进人新掘巷道。沿空掘巷可提高煤炭资源回收率,减少1.5.3井下矸石处理的经济性煤柱损失，还可以避开顶板压力的高应力区,使巷道位于应井下矸石就地处理综合利用，可以减少地面堆矸和对矿力降低区，有利于巷道围岩的稳定。②沿空留巷是指工作面区环境的污染，节省了矸石井下井上的运输费用。但同时会回采过后，把为上区段工作面服务过的一条巷道保留下来，增加井下生产与辅助系统的复杂性，增加研石处理费用，只再为下区段工作面服务。这样一条巷道可为二个工作面服有在井下处理矸石所增加的费用少于矸石在地面排放所需务，大大减少了巷道掘进工程量,缓解了采掘接替的紧张关的费用,才具有经济上的可行性。因此,要以井下井上处理矸系,也实现了无煤柱护巷即提高煤炭资源回收率的目的。石总费用最小为目标，进行矿井矸石处理经济优化论证,选无煤柱护巷技术是煤矿开采及巷道布置技术的一项重用最佳方案。.大改革。采用无煤柱护巷技术，可以改善采掘关系和减少巷2结语道维护量，延长采区及开采水平和矿井的寿命，降低巷道掘由于煤炭生产开发是一项复杂的系统工程，牵涉面广,进率,提高采区回收率,技术经济效益明显。无煤柱护巷技术污染范围大,涉及到有害气体污染、矿井废水污染.矿山土地还有利于消除因煤柱存在而引起的灾害及不利影响。占用和破坏问题等。因此，煤炭清洁开采技术是一种事前防1.5 矸石井下处理技术.止污染的技术，是从源头上减轻和阻止污染的产生，是围绕矸石井下处理技术是从宏观上实现煤的清洁生产,从根着治理和减少煤炭生产过程中对生态环境的危害而进行的,本上消除矸石污染的危害。研石不出井，就是通过各种技术是一项具有广泛实用价值的环保技术。煤炭清洁生产能促使手段将巷道掘进产生的矸石，就地处理于井下。井下各种岩环境保护与资源的开发利用相互协调，能向社会提供洁净的巷掘下的矸石，用矿车运送到井下矸石集中处理站，经过破燃料和原料,使煤炭工业的发展既能满足人们清洁生产的需碎和处理后,用作井下铺轨、巷道壁后充填、采空区充填、混要,又能满足人们对高质量自然生态环境的需要。凝土砌碹等。中国煤化工MYHCNMHG50