时间：2023-12-02 15:57:29
引言：易发表网凭借丰富的文秘实践，为您精心挑选了九篇煤炭开采概念范例。如需获取更多原创内容，可随时联系我们的客服老师。
关键词：绿色开采；保水开采；煤与瓦斯共采；充填开； 煤炭地下气化
根据我国的能源资源状况，煤炭作为我国最重要的一次性能源，在未来20年内，其在能源构成中的主体地位将不会改变。2020年我国煤炭消费量将达到40亿吨。届时，煤炭产量很可能无法满足工业需求。不能再单纯地通过提高煤炭的产量缓解煤炭供应的压力，而应该综合考虑发展煤炭循环经济，减少煤炭开采对环境的破坏，而且也应该把“发展煤炭循环经济，实现煤炭绿色开采”作为理念，大力发展绿色的采煤技术。
煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术，在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。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。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，绿色开采主要包括以下内容：水资源保护—“保水开采”；瓦斯抽放—“煤与瓦斯共采”；土地与建筑物保护—“充填开采”；排放矸石占用土地污染环境—“煤炭地下气化”等。2003年，中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系，随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标，为我国绿色开采技术的研究指明了方向。
一、保水开采
保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵，缺水矿区要以水资源保护和利用为主；大水矿区，要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此，保水开采包含水资源保护、水资源利用（煤水共采）和水灾害防治等多项重要内容。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流，大量排出地下水；采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通，形成大规模地下水降落漏斗，造成区域含水层水位下降，直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体（河流、湖泊、井泉等）的原来形态，造成部分沟泉水量减少甚至干涸； 影响当地居民正常的生产生活，进而影响区域植被生长，甚至土地沙漠化。我国大部分矿区处在干旱半干旱地区，而每年采煤破坏地下水22亿m3，可见保水开采具有重要的意义。
二、 煤与瓦斯共采
瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。因此，应该使其资源化，其技术途径有： （1）采前抽采：若能在开采前将煤层内瓦斯抽出，则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于我国大部分煤体透气性低，在本层内抽采瓦斯有难度。（2）煤与瓦斯共采：开采后围岩压力降低，大量瓦斯在采空区释放，有利于瓦斯抽采，因此形成煤与瓦斯共采体系。（3）废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯， 因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔，将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后，抽出瓦斯。（4）回风井回收瓦斯。（5）煤与瓦斯共采的技术主要有：留巷钻孔法、卸压法等。
三、煤炭地下气化
关键词:绿色开采；煤矿开采；煤与瓦斯共采；充填开采；煤炭地下气化
中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：
煤炭开采导致岩层遭到一定程度的损坏，导致岩层中水与瓦斯的流动,造成煤矿瓦斯事故与井下突水事故；煤炭开采引起岩层移动,从而导致地表塌陷，导致弄条、建筑设施遭到损坏；煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石,既占用良田,又造成环境污染；随着国内矿井开采深度的不断增加,矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的频次增加,强度增大,危及矿井的安全生产。上述问题若得不到有效解决,在接下来的时间中，伴随着能源整体准求及煤炭产量的不停增加，煤炭资源开采将带来的矿区安全及生态方面的问题将更加严峻，人们的生活环境及社会未来的发展都会遭受很大的影响。
依据国内能源目前情况，煤炭是国内较为重要的一次性能源，在将来的几年中，煤炭将在能源构成当中的重要地位不会发生变化。2020年国内煤炭消费量将达到40亿t。那个时候，煤炭总量将没办法满足工业需求，所以不能够以单纯的以提升煤炭产量消除煤炭供应上的问题，而应当发展煤炭循环经济，减少煤炭采发对外界环境的不良影响，且应当将 “发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采”作为理念,大力发展绿色的采煤科技。
1煤炭绿色开采体系
煤矿绿色开采以及相应的绿色开采科技,在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。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。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和科技体系,随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标,为国内绿色开采科技的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采科技体系, 绿色开采理论依据:
(1)关键层理论。
(2)开采对岩层移动的影响及移动规律。
(3)水在裂岩体中的渗流规律。
(4)开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。
2保水开采
保水采煤在不同的矿区有不同的科技内涵,缺水矿区要以水资源保护和利用为主；大水矿区,要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此,保水开采包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容。
3煤与瓦斯共采
瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源。因此,应该使其资源化,其科技途径有:
(1)采前抽采:若能在开采前将煤层内瓦斯抽出,则是利用瓦斯改善。煤矿安全的最好办法。
(2)煤与瓦斯共采:开采后围岩压力降低,大量瓦斯在采空区释放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤与瓦斯共采体系。
(3)废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯,因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔,将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后,抽出瓦斯。
(4)回风井回收瓦斯。
(5)煤与瓦斯共采的科技主要有:留巷钻孔法、卸压法等。
4充填开采
国内多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题,充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。
4.1矸石充填利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键科技途径之一。
(1)抛矸机抛矸充填。将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场,经翻车机卸载后,矸石经破碎机破碎,而后进入矸石仓。通过矸石仓下口,胶带或刮板输送机将破碎后的矸石运入上下山,而后由胶带或刮板输送机转载进入采煤工作面回风平巷,再由工作面采空区可伸缩胶带输送机运至工作面采空区抛矸胶带输送机尾部,由抛矸胶带输送机向采空区抛矸充填。
(2)刮板输送机卸矸充填。充填装备由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输送机组成。在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件,采用可调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽,悬挂是为了增加充填垂直高度。输送机中部溜槽按顺序连接,并与机头和机尾组成整部刮板输送机。每2节中部溜槽设置1个溜矸孔,溜矸孔开在溜槽的中板上。由电机车牵引矸石矿车至采区矸石车场,通过翻车机卸载,矸石经转载机、破碎机进入矸石仓。破碎后的矸石经上下山输送机、平巷输送机运至液压支架后的充填刮板输送机,在采空区卸载。
(3)风力抛矸充填。风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的1/2~1/3。并且要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。矸石经充填机、充填管路充填采空区。一般采煤机割两刀煤充填一次,充填步距1.2~1.6 m,每次充填长度6~9 m,工作面每向前推进50~100 m,充填机前移一次。机械矸石充填对充填材料要求不严格,使用设备也较少,在国内山东矿区发展较快,有推广趋势。
4.2水砂充填水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。目前水砂充填科技已经十分成熟。在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。在贮砂室,砂与水混合成砂浆,经充填管路送至工作面采空区,并在采空区脱水,砂子形成充填体,废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池,经沉淀后,澄清的水流入水仓,用水泵经排水管将水排至地面贮水池,以供循环利用。水砂充填采煤法充填致密,可减少煤尘危害,能有效地控制地表下沉和变形,但井上下充填系统复杂,设备及设施投资大,充填材料昂贵,提高了吨煤成本。
4.3膏体充填膏体充填科技是1979年在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的,由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点,这项科技试验成功以后在金属矿山得到较快的发展,在包括中国在内的许多国家得到应用。
5煤炭地下气化
煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体。可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。煤炭地下气化是一种整体绿色开采科技。它开始于英国1912年,由于热值低、成本高而未得到发展。国内于1958 -1960年曾在16个矿区进行试验,于1962年停止,1984年又开始了新的试验,1994年达到连续产气295 d,产气量为200 m3/h,热值13. 81~17. 57 MJ /m3,采用的是有井式、长通道、大断面的煤炭地下气化方法。目前国内的地下气化科技仍处于工业试验阶段,有很多问题需要去研究和探索。
6结束语
资源与环境的和谐统一的绿色开采是消除煤炭开采环境矛盾的最好办法。要顺利开展绿色开采，需有效协调的探究和消除经济与科学技术上的一些问题。绿色采矿应当尽量避免对环境的影响和污染，还能够为人们带来较大的经济利益。绿色采矿是发展绿色矿业及矿区绿色家园的关键性举措。伴随着绿色开采的逐渐进行和完善，煤矿绿色开采必然会展现其有利的租用，为人类及社会与自然的和谐发展做出自身独特的贡献。
参考文献:
[1]刘开明.优化配煤生产优质焦炭[J].燃料与化工,2006,37(5):8-10.
[2]缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报, 2009(3):1-13.
一、绿色开采的基础理论
2003年，中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系，随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标，为我国绿色开采技术的研究指明了方向。绿色开采的基础理论为：
（1）采矿后岩层内的“节理裂隙场”分布及离层规律；
（2）开采对岩层与地表移动的影响规律；
（3）水与瓦斯在裂隙岩体中的渗流规律；
（4）岩体应力场的分布规律及岩层控制技术。
二、绿色开采的内涵与技术体系
从广义资源的角度论，在矿区范围内的煤炭、地下水、煤层气瓦斯、土地以至于煤矸石以及在煤层附近的其他矿床，都应作为经营这个矿区的开发对象而加以利用。原来对矿井瓦斯的定义是：“矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。”而在矿井水文地质类型划分中认为：根据矿井水文地质条件、涌水量、水害情况和防治水难易程度，划为……类型。”显然，上述概念将原本为矿区资源的瓦斯和水单纯作为有害物来对待是不合适的。煤矿绿色开采及相应的绿色开采技术在基本概念上是从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的资源，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，目标是取得最佳的经济效益和社会效益。
针对煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，“绿色开采技术”主要包括以下内容：
（1）水资源保护--形成“保水开采”技术；
（2）土地与建筑物保护--形成离层注浆、充填与条带开采技术；
（3）瓦斯抽放--形成“煤与瓦斯共采”技术；
（4）煤层巷道支护技术与减少矸石排放技术；
（5）地下气化技术。这些内容构成的绿色开采技术体系。
三、绿色开采技术
1、保水开采
保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵，缺水矿区要以水资源保以水资源保护和利用为主；大水矿区要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此，保水开采包含水资源保护、水资源利用（煤水共采）和水灾害防治等多项重要内容。中国大部分矿区处在干旱半干旱地区，而每年采煤破坏地下水22亿立方米，可见保水开采具有重要的意义。
2、煤与瓦斯共采
瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源，应该使其资源化。煤与瓦斯共采的技术主要有留巷钻孔法、卸压法等。其主要共采有：
（1）采前抽采 若能在开采前将煤层内瓦斯抽出，则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法。但由于中国大部分煤体透气性低，在本层内抽采瓦斯有难度。
（2）煤与瓦斯共采 开采后围岩压力降低，大量瓦斯在采空区释放，有利于瓦斯抽采，因此形成煤与瓦斯共采体系。
（3）回风井回收瓦斯。
（4）废弃矿井抽采瓦斯。鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯，因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔，将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后，抽出瓦斯。
3、充填开采
中国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题，充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现，改善采场和巷道维护状况，有效减少地表下沉和变形，提高煤矿采出率，保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料的不同，充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。
（1）矸石充填
利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法，既可以减少煤矿固体废弃物排放，又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率，是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。具体可分为：（1）抛矸机抛矸充填。（2）刮板输送机卸矸充填。（3）风力抛矸充填。
（2）水砂充填
该采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送入采空区的充填采煤法。我国早在20世纪初就开始应用水砂充填采煤法，目前水砂充填技术已经十分成熟。
（3）膏体充填
该技术是1979年在德国的格伦德铅锌矿发展起来的，是绿色开采技术的重要组成部分，由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点，这项技术试验成功以后，在金属矿山得到较快的发展，许多国家得到应用。膏体充填采煤技术主要由三部分组成，即充填材料、充填设备与工艺、采动岩层充填控制理论。膏体是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等组成，由地面设备加工而成的类似牙膏的流体，具有十分良好的流动性和可泵性。太平煤矿与中国矿业大学合作开展了固体废物膏体充填不迁村采煤技术的研究。2006年5月工业性试采取得成功。该技术是解决煤矿开采环境问题的理想途径，是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。
4、煤炭地下气化
煤炭地下气化是指将地下煤炭通过热化学反应在原位把煤炭转化为可燃气体。可以部分消除煤炭开采对环境的污染和煤炭燃烧对生态环境的不利影响与破坏。它是一种整体绿色开采技术。中国采用井式、长通道、大断面的煤炭地下气化方法，1994年达到连续产气295 d，产气量为200 m3/h，热值13. 81～17. 57 MJ /m3。2005年中国矿业大学与重庆中梁山矿业集团合作实现了连续稳定生产优质水煤气和混合煤气。但是，地下煤炭气化燃烧产生的苯和酚是致癌物质，有可能毒化水资源；燃烧形成的大量二氧化碳对空气也是严重的污染。目前中国的地下气化技术仍处于工业试验阶段，有很多问题需要去研究和探索。
四、绿色开采若干待研究的问题
（1）采动破裂煤岩体中水与瓦斯流动规律的研究；
（2）基于岩层移动与关键层理论的开采沉陷预测与建筑物下采煤的定量设计方法；
（3）适合煤矿特点的充填采矿材料与工艺系统；
（4）煤矿绿色开采技术的经济评价方法与法规。
参考文献：
关键词：低碳经济 煤炭开采 绿色开采技术 研究
近年来，随着我国煤炭资源的大规模开发和利用，煤矿环境的污染与破坏日益严重，由此也带来了很多的社会问题和环境问题。目前来看，保护矿区的环境、防治煤矿的环境污染及其破坏业已成为人们普遍重视，并逐渐成为我国煤炭工业生产与建设过程中不可或缺的一部分。
一、低碳经济下的煤炭绿色开采技术体系
所谓低碳经济，主要是指可持续发展理念指导下，通过制度创新、技术创新、产业转型以及新能源开发等手段，应尽可能地减少化石能源等高碳能的消耗，减少二氧化碳等温室气体的排放，从而达到社会经济发展和生态环境保护双赢之目的，它是一种循环经济的发展形态。2010年8月，国家发改委确定了在5省8市进行低碳产业的建设试点。
煤炭绿色开采，不仅是一个新型的概念，而且它还涉及到国家煤炭资源的开采，以及整个开采过程的清洁生产。它贯穿于整个煤矿生产规划的设计、生产方式的选择、生产效率的提高、生产要素的布置、资源的综合开发以及矿山开采与生态环境的协调，对煤炭进行绿色开采，需要正确地处理其与可持续发展的关系。1、在开采规划设计上，煤炭绿色开采要根据该地区的实际特点，合理地进行科学选择和合理规划。2、在煤炭开采过程中，要大力推行现代环保节能技术，在提高其开采效率的同时，还有特别注意其他有利资源的同时开采，尽量地减少废弃物品的产生以及气体的排放。比如，可采用保水煤矿开采技术，将开采后形成的地表水引流到漏斗之中，使其恢复到原来的状态，但不致于破坏到煤矿矿井中的含水层。3、要加强煤炭绿色开采的立法工作，尽可能地将其纳入到我国法律体系之中，从而做到有法可依、有法必依。4、要建立健全相关的政策法规，利用国家正在倡导的节能减排政策，鼓励煤炭开采企业采用循环经济的发展模式以及企业自身的发展契机，从而鼓励、扶持以及引导这些企业采用绿色开采技术。5、要不断加强煤炭绿色开采技术的研发和推广，不断完善煤炭绿色开采技术体系，进一步丰富煤炭绿色开采的技术内涵。
二、煤炭绿色开采技术
基于以上分析可知，在当前低碳经济的社会条件下，发展低碳经济首先应当研发绿色开采技术。
1、煤炭与瓦斯共同开采技术。开采前应当抽采试验，一般而言，在开采之前应当将煤层中的瓦斯抽出，它是瓦斯利用与煤矿安全改善的最好方法。由于我国多数煤体的透气性比较低，因此在煤层抽放瓦斯时存在着一些技术性的难题。煤炭与瓦斯共采中，开采之后围岩的压力逐渐降低，大量的瓦斯会在采空区内释放，从而形成煤炭与瓦斯共同开采。对于废弃的矿井煤层而言，经采动之后而充满了瓦斯，可利用采动之后岩体内的裂隙场分布及其钻孔，将瓦斯抽排管安装在井下，等封闭后，再抽出这些瓦斯。
2、保水开采技术。一般而言，煤矿开采过程中，会直接影响到该区域的水文地质。从实践来看，我国大部分的煤矿主要处在中西部等缺水地区，因这些地区的煤炭开采造成的地下水位下降和严重流失，已经影响到了中西部地区原本已经脆弱的生态环境。实践证明，保水开采技术的关键在于煤炭开采方法、岩层的控制技术以及岩层水流动等之间的相互关系进行研究，从而解决因煤炭开采而造成的各种水资源流失与土壤的沙漠化问题。
3、减沉开采技术。该方法主要包括两层技术，即采空区的充填开采技术与离层注浆减沉技术。采空区的充填开采技术：采空区的充填开采技术是现代绿色开采技术的主要组成部分，尤其对经济发达区域解决建筑结构下煤矿开采应当加强重视。为了进一步降低采空区的充填成本，根据岩层控制中的关键层理论，在充填采空区只需保证没有充填采空区宽度不大于覆岩关键层初次的破断跨距，同时还要保证充填条带的长期稳定，从而有效地控制地表的沉陷。离层注浆减沉技术：首先要确定覆岩的关键层之位置，并掌握离层和破断的特征参数，它是对注浆减沉技术的可行性分析，钻孔的布置、注浆工艺的设计以及减沉效果的评价。
4、矸石减排技术。据统计，我国的矸石排量将占到原煤产量的百分之二十，因此，减少煤炭开采中矸石的量并将其有效的利用，成为当前绿色开采技术的又一主要任务。实践证明，通过优化煤炭开采巷道的布置，多开通一些煤巷、少掘岩巷，并且开发煤巷和护巷技术，可以有效地减少矸石的产出量。从实践来看，随着煤矿开采深度的不断增加，开掘岩石巷已经是不可避免的了，因此，做好矸石的有效利用成为一项非常重要的绿色技术。一般而言，可将煤矸石用于发电，实现循环利用，同时也可以将其用于采空区的填充。
5、地下气化技术。煤炭开采过程中的地下气化技术，主要是指有计划地燃烧地下煤炭，从而使煤炭在热作用以及化学作用下，产生一种可燃性的气体，并将建井、采煤和气化三大工艺有机地结合在一起，从而使物理采煤法转化成化学采煤法。煤炭开采过程中，地下气化技术一般具有投资少、污染小以及效益高等特点，因此特别适于回收那些报废矿井之中的煤炭资源，同时也可进行深部煤层开采工艺。目前来看，地下气化技术仍然处于试验阶段，有很多的问题和技术难题尚未完全解决，因此，加强该领域的研究非常重要。
结语
总而言之，在当前低碳经济条件下，煤炭绿色开采技术已经成为发展煤炭循环经济不可或缺的技术，对我国煤炭行业的发展以及生态环境的保护具有至关重要的作用。
参考文献：
[1]韦臣清.刍议煤炭开采中绿色开采技术探索研究[J].中国科技博览，2011（12）
[2]王国鑫.矿井绿色高效开采技术初探[J].中国电子商务，2011（06）
[3]张自政，张德海，杨勇. 浅谈几种特殊条件下煤炭开采技术与绿色开采的结合[J].山东煤炭科技，2010（12）
【关键词】煤矿；绿色开采；充填开采
全球变暖问题是人类目前最为担忧的问题，人类对自然资源的盲目消耗、全球气候的变化等等，都是各个国家、各个行业需要承担的责任。中国作为发展中国家，在世界中占有重要的地位。近些年来，中国积极倡导循环经济、低碳经济，为经济社会的可持续发展做了诸多卓有成效的工作。在此基础上“绿色开采”作为煤炭开采的技术理念被提出来，同时也为煤炭行业的健康发展指明了方向。
1 “绿色开采”的内在涵义
工业的发展，导致自然生态失衡的状况屡次发生。基于自然生态的保护以及人类的自然资源循环再利用等等相关方面的考虑，“绿色开采”作为循环经济中的一项重要原则被提出来。
1.1 “绿色开采”的界定
绿色开采是企业快速稳定发展的基本途径，能够降低煤炭开采所造成的生态环境破坏，那么绿色开采作为煤炭工业在发展进程中的必由之路，要求煤炭开采中要确保与环境发展的和谐性。基于煤炭开采的过程中对自然环境必然会造成不良影响，就需要将“绿色开采”作为一个开放而复杂的系统，其中的重要构成元素中，除了基础理论是有必要掌握的，同时还要考虑到煤炭开采的技术工艺、煤炭绿色开采系统的优化以及有关政策法规等等。虽然这些元素分属于不同的研究领域，但是处于“绿色开采”系统当中，就要从整体性的角度，运用联系的观点思考该系统中的不同元素的影响以及相互之间的关系，以降低煤炭开采对环境的不良影响，不仅提高了煤炭企业的经济效益，而且还创造社会效益。
1.2 绿色开采与环境友好关系的建立
煤矿企业实施绿色开采，就是将煤炭开采与周围的生态环境建立环境友好关系。在煤炭开采的过程中，要将煤矿开采的可持续发展理念建立起来，从煤炭开采的源头出发，深入研究采煤工艺技术，同时对新开发的技术实施必要的试验研究，以控制好岩层，并采取相关技术将传统的煤炭开采工艺改变，根据煤矿开采的实际逐渐完善工艺技术，以避免由于煤矿开采而造成环境破坏。为促进中国采矿业的健康稳定发展，就要在煤炭资源开采的过程中，遵循环境保护、高效回收且安全系数很高的开采技术。
2 实施“绿色开采”的重要意义
2.1 煤炭开采的过程中会引起岩层移动，导致生态环境问题出现
在煤炭开采的过程中，对周围环境所造成的破坏主要是基于煤矿开采所造成的很容易引起岩层移动，并因此而造成地表沉陷，地面上的建筑设施遭到损坏，农田也因此而被严重污染。矿区的生态环境问题因此而形成，其独特性主要体现在矸石堆积、村庄迁徙，地下水供水不足而导致土地沙漠化。由于煤炭开采而破坏了土地资源，以地表出现现象以及压占矸石山为主。
2.2 煤炭开采所造成的水资源污染
当实施煤炭开采的时候，矿物内所含有的有害元素很容易融入到地下水中，造成了严重的水源污染。实施“绿色开采”，可以对岩层移动实施有效控制，从而对岩层中的瓦斯流动以有效控制，不仅遏制了瓦斯事故的发生，而且还使瓦斯隐患得以消除。由瓦斯排放所造成的环境污染在一定程度上得以控制。煤炭开采过程中对周围环境，尤其是水资源的污染是会造成水资源的破坏。疏干排水和导水裂隙的建立，会由于人为原因或者采动原因而造成的地下水资源污染。
2.3 矸石山的自燃现象严重地污染了空气
矸石山存在着自燃现象，在燃烧过程中向空气中释放大量含有危害元素的气体，从而导致了大气环境严重污染，如煤层瓦斯抽放就是矿产开采中所形成的。实施“绿色开采”是采用回填技术和充填技术，将采空区填实，避免了孤岛工作面存在，甚至于可以忽略冲击地压形成的概率。随着矿井开采深度的增加，矿山压力及冲击地压现象伴随而来，虽然对冲击地压现象无法从根本上得以解决，但是会因为产生冲击地压而形成“孤岛”工作的局面。
3 绿色开采的技术体系
在煤矿开采初期，自然生态环境是协调稳定的。当进入到生产阶段后，以传统的煤炭开采方式，煤矸石就要被排放到地面上，形成了“矸石山”。煤矿区的生态环境问题主要来源于此主要体现为地表建筑物塌陷，并出现不同程度的开裂农田遭到破坏，随之而来的就是压煤村庄搬迁。绿色开发技术体系中，较为常用的绿色开采技术主要为四种技术，即“矸石回填法”和“采区煤矸分离法”、“采区煤矸石洗选法”和“井下污水处理法”。
3.1 矸石回填法
“矸石回填法”是煤矿普遍采用的绿色开采技术之一。具体做法是运用专用钻孔漏，将地面的煤矸石漏到井下，以专用列车将漏下的煤矸石运输到采区矸石仓，经过破碎处理后，煤矸石经过充矸皮带被运输到采空区。煤矸石被充填到采煤工作平台上，使矸石山所占面积很多，不仅充实采空区，而且地表无塌陷，
采用“矸石回填法”，就是要通过矸石回填，实现退矸还农。要实现矸石不升井的效果，就是要将矸石集中存放在矸石袋内，使用充矸溜子，将矸石袋带入采空区。但是在地面钻孔充矸工作中，还会受到自然因素的影响，比如暴风雨和飓风等等，都会对充矸工作有所限制。
3.2 采区煤矸分离法
在新开拓采区中，还要并列创建一个煤仓、矸石仓，以及运输系统。运煤的时候，要将矸石仓关闭，原煤被直接灌入煤仓。当在掘进工作中，遇到了断层或者穿煤层施工，往往岩石含量较多。在灌矸石仓的时候，要将煤仓关闭，漏下的矸石进入矸石分离系统后，还要通过矸石分离系统卸载。
3.3 采区煤矸石洗选法
如果在掘进的过程中，掘进工作面以半煤岩为主，当掘进运输系统无法实习实现分离的时候，就可以将小型洗选装备设立起来。煤与矸石的混合物可以被卸载到小型洗选装备中以洗选的方式对煤与矸石进行区分，做好隔离工作。原煤运输系统可以对煤进行分配，并将被分离出来的矸石进入矸石运输系统。
3.4 井下污水处理法
当矿井下面有污水存在，要将这些污水集中排放到中央水仓后，利用中央水仓的仓口上所安装的污水处理装置对污水进行处置。井下污水处理法要与煤泥压滤装置配合使用。对于井下污水，运用煤泥压滤装置进行过滤，煤泥可以经过技术处理后，将其压缩成煤饼。如果污水中仍然含有煤污水，则可以将污水输入到污水处理装置中净化之后，就可以而运用中央水仓水泵向地上排列。此时，井下水中所含有的有害物质都被排除了，将其进行农田灌溉，对农作物生长具有一定的促进作用。
4 中国的煤矿开采技术中所存在的问题
中国在能源开发领域取得的不小的成就。特别是在近几年来，各种能源技术，包括石油、天然气以及风电、水电、核电等等都形成了突飞猛进的发展态势。但是从中国的能源分配情况来看，煤依然是主要的能源消费。中国的煤炭行业作为基础能源行业，直接关乎到国民经济发展。煤炭开采过程中所出现的环境问题和安全问题，都将影响到煤炭行业的发展状况。
4.1 环境问题
环境问题主要是指由于煤矿井下开采而导致水土流失、地面塌陷，加之废水排放以及煤矸石对方，就会影响到当地的空气质量。
矿井瓦斯是甲烷为主要成分的有害气体，存在于煤层气当中。煤矿发生重大安全事故，瓦斯是最主要的祸根，同时也是温室效应气体中的主要成分，其在全球变暖中所占有的份额大约为16%，虽然从含量的角度而言，仅次于二氧化碳，但是，由于甲烷而造成的温室效应确是二氧化碳的20倍左右。中国在煤层资源上位居世界前列，但是由于煤层是透气性低于安全标准要求，因此而很难在在开采前抽出。
4.2 安全问题
近几年来，关于煤矿瓦斯爆炸的新闻时有出现。大规模的瓦斯爆炸很容易引起公众对煤矿安全的担忧。如果出现群死群伤的事件，就会使煤矿事故上升到社会实践，并因此而成为专注的焦点。煤矿事故的发生存在着多种客观因素。但是如果出现重特大伤亡事故，在反思事故发生原因的同时，还要对各级监督管理单位、经营单位以及科研服务单位进行审查。纵观中国所发生的煤炭安全事故，主要表现为小煤矿无论是生产工艺，还是安全设备都相对落后，加之煤炭开采量大都会导致煤炭安全事故发生。此外，在人力资源管理上，由于没有实施科学化管理而导致人才流严重流失，加之科技投入不足，技术管理不善，即便是煤矿安全总体形势良好，也会由于安全投入和治理不到位，而使煤矿产量增加，而死亡人数正呈现上升的趋势。
5 煤矿绿色开采技术
5.1 开采煤矿会影响到地下水分布情况
在开采煤矿的进程中，随着破断的关键层出现，区域内的地下水会形成地下水渗漏。此时，如果对裂缝处重新压实，会使裂缝闭合，因而形成隔水带。伴随着雨水的增多，由于关键层破断而形成的下降漏斗就会逐渐消失。下降漏斗在从形成到消失之间所形成的时间间隔，对地面生态具有一定的影响。
随着煤层的开采，会有多个水位降落漏斗形成，第四含水层紧密联系着煤系底层，因此而导致该含水层的水资源永久破坏。煤层的开采会有导水裂缝形成，很容易导致含水层的水位下降。可以确定，钻孔孔底至煤层之间的距离与水位下降之间存在着必然的联系。那么，为了在煤层开采的过程中，同时保护地下水资源，可以采用保水开采技术。在煤矿开采后，地表水会暂时性地形成下降的水漏，但是，在短时间内仍然能够股恢复到原来的状态。在实施保水开采技术的时候，还应该对水位的变化进行观察，研究变化的水位影响到地表生物根系所发生的变化。此外，绿色开采技术还可以用于防治底板承压水。
5.2 开采煤矿的同时开采瓦斯
中国的煤层具有较高的变质程度，不仅渗透率地，而且还具有较低的含气饱和度。这种地质状况对开采煤层瓦斯的采前预抽非常不利。正因为如此，中国的采前地面煤层气井中，单井产达到稳定高产的极少。当进行煤矿开采的时候，受到岩层移动的影响，即便是煤层的渗透率很低，其渗透率此时也会猛增至数百倍之多，非常有利于瓦斯的移动和抽放。那么，在煤矿开采的过程中施行瓦斯共采不仅可以提高矿井的安全系数，而且还能够将更为洁净的能源开采出来。特别是高瓦斯煤层，将开采过程中而导致的岩层移动特点充分地利用起来，可以为中国的煤层开采开辟一条绿色开采途径。
5.3 煤炭地下气化的绿色开采技术
煤炭地下气化对传统采煤方式以根本性的变革。从技术性的角度而言，在热化学反应下， 地下煤炭会发生转化，形成可燃气体。作为一项整体绿色开采技术，煤炭地下气化不仅降低了居高难下工程量，而且还减轻了艰苦作业程度，使煤炭开采过程中所造成的环境污染程度有所降低，避免了由于煤炭燃烧而危害到生态环境。
到目前为止，煤炭地下气化技术已经经历了十多年的研究，除了较为完善的理论研究之外，还积累了大量的实践经验，为我国绿色煤炭开采技术的深化研究奠定了基础，同时也促进了煤炭地下气化技术的深入研究。基于目前煤炭地下气化技术的研究成果以及在实践应用领域中所存在的问题，该项技术要达到绿色开采的意义，就要进一步解决以下各项问题。
其一，煤炭地下气化技术要具有应用价值，就要符合用户的需求，因此，煤炭地下气化要有所提升。其二，在进行煤炭地下气化技术研究时，要将气化燃烧的速度以及燃烧的位置作为控制技术的重点，并深入研究经过燃烧后，气化炉体结构所产生的变化，并分析由此而带来的地面沉降变化。其三，当地下煤炭气化的时候，会有苯和酚等等致癌物质产生，其会对生态资源，特别是地下水资源产生不良影响，那么，如果使地下煤炭气化的过程中不会导致苯和酚因扩散而污染环境，还是一项值得研究的重点课题。其四，煤炭燃烧后，会有大量的二氧化碳被释放到空气中，严重地污染了空气环境，这也是造成地球温室效应的一个重要因素。
6 煤矿绿色开采技术的发展前景
鉴于煤矿开采对地球环境所造成的不良影响，实施煤矿绿色开采技术，对生态环境保护具有重要的意义。煤矿开采是一项艰苦的工作，而实施煤矿绿色开发更是一项艰巨的任务。在进行开采的过程中，需要对煤矿所在地域进行勘测，并查验煤矿的特点，以实施不同的绿色开采方式。
6.1 高瓦斯矿井可以采用煤矿与瓦斯同时开采的技术
高瓦斯矿井进行煤矿开采的危险系数是很高的，而瓦斯又是一种新的清洁能源。那么，在开采煤层的过程中，可以同时进行瓦斯开采，以将含有一定甲烷成分的瓦斯资源充分地利用起来，变害为利。从瓦斯在应用领域的价值来看，其不仅可以用来发电，作为居民生活燃料，而且还可用于化工原料和工业燃料。
当煤炭开采的时候，岩层运动的特点为瓦斯开采创造了有利条件。实施煤矿与瓦斯共同开采，不仅可以降低巷道内的瓦斯含量，而且还可以降低矿井瓦斯爆炸的发生率，使高瓦斯煤层变转变成为低瓦斯煤层，对安全事故具有有效的预防作用。
6.1 运用保水开采方法，可以确保地表和地下水资源不受破坏
当进行煤层开采的时候，会出现岩层的关键层断裂的现象，这样就会在煤矿开采区域形成下降漏斗，导致地下水下渗。为了使得地下水位得以恢复，可以采用保水开采方法，即煤矿开采的过程中，采用合理的采煤工艺或者地面注浆技术，以确保地表水和地下水不会因岩层断裂而遭到破坏。为了确保煤矿开采后，地下水位能够顺利恢复，可以采用重新压实的方式，将软弱的岩层裂缝封闭而形成隔水带，使煤矿开采区域内的地下水干枯问题得以解决。重视保水开采技术的研究，可以保护水资源，同时还要对矿井水资源合理利用，并将其作为保水开采技术在矿区绿色开采的重点。
7 结语
综上所述，地球的温室效应成为了需要直接面对的问题。如果全球变暖，就会导致人类赖以生存的各项元素，包括空气、水、食物以及土地等等，都会逐渐变少。人类的未来可持续发展与自然生态之间所存在的密切关系，已经越来越被世界各国所认识。煤矿作为我国的重点能源材料，以传统的开采技术所造成的资源浪费以及环境污染已经成为了迫切需要解决的问题。绿色开采技术成为了解决煤矿开采中所造成的各种问题的有效途径，其所发挥的作用不仅可以带来良好的社会经济效益，而且还促进了人与自然的协调可持续发展。
参考文献：
[1]张学美.我国煤矿的绿色开采技术略论[J].科技风.2013（04）.
[2]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）.
[3]强岱民.浅析我国煤矿的绿色开采技术[J].山西焦煤科技.2010（07）.
关键词：矿井 新技术 绿色开采
1 概述
随着我国能源总需求和煤炭产量的不断增长，人类的生存和社会发展将受到严重威胁，煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重。因此，实现煤炭开采与矿区生态与环境的友好，即实施绿色开采，是实现我国煤炭工业可持续发展的必由之路。即立足于煤炭开采的源头，通过对采煤方法和工艺，改变传统采煤工艺造成的生态与环境问题，岩层控制以及相关技术、实验研究平台等的研究和建设，实现煤炭资源的环保、高效、高回收率和安全开采，从而实现采矿工业的可持续发展。
2 煤矿绿色开采及意义
2.1 什么是煤矿绿色开采
绿色开采是一个非常有前景且可持续发展的很好的资源开采方式。绿色开采涉及到两个概念：一个是“绿色”，一个是“开采”。那么什么是煤矿绿色开采呢？所谓煤炭绿色开采，是针对煤炭大量开采造成的环境问题提出的。煤炭开采可能造成一系列环境问题，如煤矿瓦斯事故、井下突水事故、地表沉陷、滑坡、农田及建筑设施的损坏、煤矸石占用良田且造成环境污染等等。煤炭绿色开采，就是使煤炭开采对矿区环境的扰动量小于区域环境容量，实现资源开发利用最优化和生态环境影响最小化。简单地讲，就是合理利用资源，优化技术，高效、持续、协调的发展煤炭工业，减少对环境的破坏，取得最佳的经济效益和社会效益。
2.2 煤矿绿色开采的意义
我国21世纪资源开发的全局性课题，是“资源开采-环境保护-矿区可持续发展”的平衡关系。其核心内容之一就是要实现“绿色开采”。“绿色开采”重大意义在于：
①绿色开采要求全面评价企业效益，综合考虑生态环境。为实现生态大系统的可持续发展，要全面考虑社会效益与环境效益，这是在满足企业追求自身经济效益的前提下，绿色开采以生态大系统的观念来看待、评价企业的经济活动。
②绿色开采要求系统高效利用产品。在追求最佳经济效益和社会效益的同时，绿色开采要求从广义资源的角度看待在煤层附近的其他矿床等可用资源，以及矿区范围内的煤炭、地下水、煤层气、土地、煤矸石等，尽可能减少对环境的负面影响。
③绿色开采要求开采技术水平提升。绿色开采必然要求多层面、多角度的技术创新。我国煤炭行业生产集约化程度很低，长期走的是粗放型发展路子，整体技术水平较低。
工序有采煤机落煤、装煤，运煤，液压支架移架、运输转载、工人攉煤、爆破及放煤口放煤等。
3 绿色开采新技术
3.1 煤与瓦斯协调开采技术
由于我国煤层气低渗透率的特点，利用煤层开采引起岩层的移动破坏增大煤层渗透性，在采煤的同时高效抽采卸压瓦斯，是我国煤层气开采的主要途径。
①钻机。
②瓦斯抽采方法的选择原则。
③开采层瓦斯抽采技术。
④邻近层瓦斯抽采技术。
⑤采空区瓦斯抽采技术。
⑥钻场及钻孔布置技术。
3.2 井下矸石充填技术
在煤炭生产中，需要将大量煤矸石排放到地面，占用了大量的土地；同时在提升过程中消耗了大量的人力、物力。随着煤炭生产的发展，矸石山越堆越大，占地面积越来越大，既造成了环境污染，又给煤炭企业增加了经济负担。煤矸石是我国工业固体废料中产生量、累计积存量和占地面积最大的固体废弃物。
为了杜绝或减少煤矸石造成的环境污染，可采取采用矸石充填开采技术，包括将掘进出矸充填在井下废弃的巷道或硐室内，或将掘进出矸直接用于采空区充填。
①采空区条带充填技术
采空区条带充填就是在煤层采出后顶板冒落前，采用矸石材料对采空区的一部分空间进行充填，构筑相间的充填条带，靠充填条带来支撑覆岩。只要保证未充填采空区的宽度小于覆岩关键层的初次破断跨距，且充填条带能保持长期稳定，就可有效控制地表沉陷。
②条带开采冒落区注浆充填技术
目前，我国主要采用条带开采技术来实现建筑物下压煤（“三下”）开采，其主要缺点是煤炭采出率偏低，一般仅为30%～50%。
条带开采冒落区注浆充填就是条带开采情况下，通过地面或井下钻孔向采出条带已冒落采空区的破碎矸石进行注浆充填。同时利用充填材料与冒落区内矸石形成的共同承载体来缩短留设条带的宽度，以达到提高资源回采率的目的。
3.3 煤炭地下气化技术
煤炭地下气化（Underground Coal Gasification，UCG）是指在煤层赋存地点直接获得可燃气体的过程，即在地下将固态矿物通过热化学过程变为气态燃料，然后由钻孔排到地面，供给用户。
由气化原理可知，必须首先建造地下煤气发生炉，即生产车间。为此有两种准备方法：
①矿井式气化方法
是从地面向煤层凿出井筒后，用煤层平巷连通，点燃煤层，生产煤气。缺点是避免不了井下作业；密闭井巷工作复杂，漏气性大；气化过程不易控制。
②无井式气化方法
就是用钻孔代替井筒，然后贯通两个钻孔，并点火形成火道，进行燃烧。燃烧工作就是煤的真正气化过程。
3.4 减少井下排矸量
减少井下排矸量的措施：
①煤矿生产进行总体合理规划。
②改革巷道布置方式，减少岩巷掘进量。
③合理选择采煤方法及生产工艺。
④矸石充填不出井。
3.5 减少井下废气、粉尘污染
①井下抽放瓦斯综合利用。
抽放分为本煤层抽放、邻近层抽放、采空抽放、钻孔抽放、巷道抽放、综合抽放
②井下粉尘防治。
减尘（煤层注水、采空区灌水、湿式作业）、降尘（对产尘源喷雾洒水，巷道水幕净化）、除尘（通风排尘，除尘装置捕集除尘）、隔尘
③井下防灭火技术。
均压防灭火、阻化剂、黄泥灌浆、注凝胶、注氮、三相泡沫、束管检测系统
3.6 煤矿污水处理技术
①矿井水分类排放（岩溶水、矿井污水）。
②水采矿井的闭路循环。
③煤矿用化工原料污染治理。
3.7 建筑物下采煤与减沉技术
建筑物下采煤设计的基本原则，也是建筑物下采煤设计的基本原则，它是基于岩层控制的关键层理论提出的。为了保证建筑物下采煤具有较好的经济效益，根据具体条件下覆岩结构与关键层特征，同时又确保地面建筑物不受到损害，来研究确定合理的减沉开采技术及参数。注浆减沉技术应用可行性分析的基础，主要是确定覆岩中的关键层位置，掌握其离层与破断特征参数，它们同时也是钻孔布置与注浆工艺设计及减沉效果评价的基础。
4 结束语
煤矿绿色开采技术对于美化矿区环境、改善能源结构、实现环境保护与能源同步发展等都具有重要意义。绿色采矿可以减少环境污染，还能带来良好的社会经济效益。资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的出路。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分，煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用，相信随着绿色开采的不断发展和完善，将会为人类与自然的协调发展做出贡献。
参考文献：
[1]刘开明.优化配煤生产优质焦炭.燃料与化工.
[2]徐睿，谢亚涛，周坤鹏.煤炭绿色保水开采.矿业快报.
[3]钱鸣高，许家林，缪协兴.煤炭绿色开采技术[J].中国矿业大学学报，2003（4）.343-348.
[4]汪海平，王庆，兰永伟.煤矿的绿色开采[J].煤炭技术，2007（9）.52.
[5]顾义磊，龚书贤.矿山绿色开采浅析[J].西部探矿工程，2010（5），99-100.
[6]闫少宏，张华兴.我国目前填充开采技术现状[J].2008.3（3）.
关键词：煤炭； 矸石 ；无煤柱开采
一、生产开采模式的主要技术内涵包括
1.采用凝石技术，以电厂粉煤灰等高能工程废弃物与矸石等伴生资源组合，生成高强度充填材料，消除环境污染。
2.以矸石为主体材料充填采空区，实现无煤柱开采，控制地表沉陷等灾害。
3.以矸石为主体材料填充护巷，达到控制瓦斯、冲击地压等事故灾害的目的。
二、 煤炭资源是我国能源保障体系的重点
煤炭是我国的主体能源。2050年仍是我国的基础能源。国家《能源中长期发展规划纲要（2004-2020）》中明确提出“坚持以煤炭为主体，电力为中心，油气和新能源全面发展”的能源战略目标。煤炭在一次能源结构中的比例是2000年10%，2005年21%，2015年26.5%，2050年58%。
我国是一个以煤炭为主要一次能源的国家，在加快建设资源节约型、环境友好型社会的新形势下，煤炭开发不仅要满足国民经济和社会发展的需要，而且更要高度重视生态环境的保护和建设，做到煤炭资源开采与生态环境保护建设协调发展，解决好煤炭资源开采过程中污染生态环境和浪费资源等问题，全面推进煤炭产业和生态环境保护建设的可持续发展，中国的能源保障体系才能健康、稳步地发展。
三、 煤矿安全形势关系民生
2008-2012年的后5年，全国煤矿共发生事故6900起，死亡人数11639人，其中瓦斯事故发生671起，死亡3039人，分别占全国总数的9.7%、26.1%。我省煤矿共发生事故344起。死亡773人，其中瓦斯事故28起，死亡198人，分别占全省事故总数的8.1%、25.6%，占全国瓦斯事故总数和死亡总数的4.2%、6.5%。全国后五年比前五年瓦斯事故起数减少1362起，死亡人数减少5618人，全省后五年比前五年瓦斯事故起数减少56起，死亡人数减少876人。
尽管我省煤矿瓦斯 做了大量的工作，安全形势总体比较平稳，但仍不能满足当前煤矿安全生产的需要，2012年仍然发生瓦斯事故5起，死亡17人，安全生产仍然存在着突出的问题。
矿难关系到国计民生，矿难的发生影响到国家在社会上的地位。中国的煤炭是用鲜血换来的，《煤矿安全规程》是用鲜血写成的。煤矿安全仍是重中之重，事故总量仍然较大，重特大事故时有发生，安全生产形势依然严峻[4]。
随着资源整合接近尾声，大集团的进入使安全投入有了明显提高，人们的安全思想有了质的转变，但一些倾向性，苗头性问题，需要引起警觉，采取针对性措施予以切实解决。
坚持预防为主，着力排查治理隐患，深化重点行业领域的安全整顿。坚持落实责任，推行煤矿生产新技术、新工具、新技术。着力强化和落实企业安全生产，使矿难不再重演。
四、节能减排，开采环境灾害控制紧迫
中国煤炭开采面临五大灾害，随着产能增加，煤炭开采深度延伸，瓦斯矿井占到70%，煤矿灾害（冲击地压、顶板大面积来压、矿震）动力灾害范围广（发生动力灾害的矿井超过100个）。
煤矿动力灾害控制是国家中长期科技发展规划优先研究主题，无煤柱开采是煤炭资源科持续发展的重要方向，同时也是解决煤矿重特大事故的有效手段。避免相关瓦斯事故的发生排除冲击地压和瓦斯煤层冲击事故灾害的可能性，避免火灾和瓦斯爆炸事故。
1.无煤柱开采技术的概念：
（1）沿空掘巷。
（2）区段井巷无煤柱。
（3）沿空留巷。
（4）无煤柱开采技术。
（5）采空区充填。
（6）三下开采无煤柱。
（7）条带充填。
2.无煤柱开采的优点：
（1） 抽采的瓦斯浓度高，可直接利用，实现节能减排，瓦斯利用成本大大降低，实现煤矿安全高效生产和环境保护的和谐发展。
（2） 采用凝石技术解决电厂粉煤灰及高能工程废弃物的占地污染问题，生成高强度充填材料，达到节能减排的目的[3]。
（3） 资源高效利用，最大限度开采，增加回收率。
（4） 最大限度控制瓦斯、火灾、冲击地压灾害事故，没有煤柱，给瓦斯抽放留了条件。
（5） 降低了煤巷的维护和掘进费用。
（6） 开采环境的灾害得到控制。
因此，进行无煤柱开采技术研究是具有挑战性、紧迫性、基础性和综合性的重大项目，对保障我国煤炭资源的大规模安全可持续开采具有重大意义。
参考文献：
[1] 宋振骐，崔增娣，夏洪春，汤建泉，文志杰. 无煤柱矸石充填绿色安全高效开采模式及其工程理论基础研究[J]. 煤炭学报. 2010（05）
[2]彭绍杰，明，连传杰. 矸石充填沿空护巷技术的试验与应用[J]. 矿业安全与环保. 1995（02）
[3]. 谭果骁. 对我国煤炭开采与环境保护协调发展的探讨[A]. 第六届全国采矿学术会议论文集[C]. 1999
[4] 熊化云. 江苏煤炭开采现状与思考[A]. 长三角清洁能源论坛论文专辑[C]. 2005
关键词：绿色开采 内涵 途径
0 引言
我国是一个富煤、贫油、少气的国家，煤炭在一次能源中占70%左右。在我国一次能源结构中，煤炭将长期是我国的主要能源。随着煤矿开采规模越来越大，相应地也带来了许多生态问题，如造成大量农田以及建筑物被破坏，矸石堆积成山，河川径流量减少，以及地下水供水水源严重干枯，土地沙漠化，由于开采而使矿物内的有害物质流入地下水中等。如何使煤矿的开采得到可持续的发展，这就需要采取合理的开采技术及有效的防治措施，走矿产资源开发利用与生态环境协调发展的绿色矿业之路，率先实现“低开采、高利用、低废弃”集约化经营的行业可持续发展目标，建设绿色煤炭工业体系。本文就绿色开采技术的内涵以及我国煤矿开采对环境破坏的现状做出分析，并提出必要的对策和建议。
1 煤炭绿色开采的概念和内涵
煤矿绿色开采，基本出发点是从开采的角度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，目标是取得最佳的经济效益、环境效益和社会效益。
绿色开采的内涵是减少采煤对环境的破坏，形成一种使资源与环境相互协调的开采技术。主要表现在：改革开采技术减轻对水土的破坏和地表的扰动；减少废弃物排放；矿山废弃物的资源化利用，实现循环经济。其中，岩层控制理论是基础，改革开采技术是根本。
2 煤矿开采对环境的破坏
2.1 煤矿开采对水资源的破坏和污染 我国是世界上人均占有水资源量较低的国家，且水资源分布极不平衡，从含煤地区分布看，富煤地区往往也是贫水地区。全国91个国有重点煤矿中有75%的煤矿缺水，其中44%的煤矿严重缺水。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流，大量排出地下水，造成区域含水层水位下降，形成大规模地下水降落漏斗，直接影响到区域水文地质条件。开采产生的地表变形往往影响到地表水体，从而使部分沟泉水量减少甚至干涸，严重影响了当地居民正常的生产生活。例如神华公司的补连塔煤矿，矿井排水引起了地下水位大面积下降，造成补连河干涸；大柳塔煤矿采空区塌陷和矿井排水造成了大面积沙柳等草木枯死，土壤沙化。另一方面开采造成地表及地下水污染。矿井水中普遍含有煤粉、岩粉悬浮物及可溶性的无机盐类，开采煤炭过程中，由于排水处理费用高，所以，大部分污染水未经处理就排掉，对地面水、地下水以及周边的水系造成了污染，破坏了地下水资源，矿区生产造成的水污染已成为影响人民生活和当地经济可持续发展的重要因素。
2.2 煤矿开采对土地资源的破坏 矿山开采包括露天和地下开采两种方式:露天开采以剥离挖损土地为主，明显地影响土地耕作和植被生长，改变地貌并引发景观生态的变化；煤炭地下开采需要开掘大量的岩石巷道，煤炭开采过程中形成的巷道和采空区，引起顶板和围岩的垮落和下沉，势必波及地表，引起地表塌陷，村庄被毁坏。采煤塌陷还会引起丘陵、山地等发生山体滑落或泥石流，并危及地面水体、建筑物及铁路与公路的安全。另外矿山开采伴随产生大量矸石，这些矸石山占用了大量的土地资源，并形成粉尘、烟尘、污水等污染源，而且矸石中的硫化物及其他有害物质遇雨水后将产生酸性水，严重污染矿区土地资源。
2.3 煤炭开采污染大气环境 煤矿开采过程中的大气污染源主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃。煤矸石升井以后，煤矸石发热自燃产生大量SO2、CO2、CO等有毒气体，严重污染大气环境，也损害了周围居民的身体健康。矿井瓦斯中的主要成分甲烷是一种重要的温室气体，CH4产生的温室效应是CO2的21倍。
3 实现绿色开采的途径
3.1 保水开采 所谓保水开采就是采用合理的采煤工艺方法和地面注浆等措施，在煤炭开采过程中使地表和地下水资源不受破坏，实现矿井水资源的保护和综合利用。煤层开采后，随着上覆岩层中关键层的断裂，在该区域内地下水将形成下降漏斗。例如山西大同矿区，顶板较多为厚坚硬岩层，煤层开采后，顶板裂缝从井下采空区贯穿地表，顶板上部含水层的水通过岩层裂缝漏失，造成区域地下水干枯。地下水位能否恢复，取决于工作面推进后上覆岩层中有无软弱岩层经重新压实，导致裂隙闭合而形成隔水带。我国西北干旱缺水矿区应重视保水开采技术的研究，将保水开采作为矿区绿色开采的重点。西安科技大学相关学者正在开展隔水层稳定性研究，即通过合理控制岩层运动，实现隔水层“O”形集中裂缝带的“裂隙弥散”，防止或减弱导水裂隙带的形成。现阶段保水开采技术发展还有一定的局限性，相信在弄清上覆岩层运移规律之后，该项技术一定会较大的进步。
3.2 减沉开采 减沉开采技术主要包括条带开采与充填开采。条带开采技术存在的主要问题是采出率低、浪费大量煤炭资源；而传统的全部充填开采技术存在的主要问题是充填成本相对煤炭价格偏高、充填材料来源受限、充填量大、充填工艺不能适应煤矿高效开采要求。为了降低充填成本，基于“关键层理论”，相关学者提出了部分充填(条带充填)控制开采沉陷的思路，并推广应用。近年来，我国在兖州、抚顺、大屯等矿区应用采空区上方离层裂隙注浆充填法也起到了减缓下沉速度和下沉量的作用，但开发廉价、性能优良的充填材料和提高对岩层移动控制规律的认识势在必行。
3.3 煤与瓦斯共采 瓦斯是一种新能源，既可以用来发电，也可用作工业燃料、化工原料和居民生活燃料。因此若在开采高瓦斯煤层的同时，利用岩层运动的特点将煤层气开采出来将是我国煤层气开发的一条重要途径。减少巷道内的瓦斯含量，有效预防事故发生，让高瓦斯煤层变成低瓦斯煤层，实现安全生产。
3.4 煤矸石的综合利用 煤矿企业减少矸石排放的主要措施是将巷道布置在煤层内，也可以根据煤矸石的特点，进行综合利用。煤矸石分二类:一类是随着矿井建设、开拓掘进而产生的矸石，俗称“岩矸”，可以将井下岩巷掘进矸石不提升出井，将矸石充填到采空区，或进行巷旁与废弃巷道充填及矸石充填置换井下煤柱等。另一类是煤炭洗煤加工而产生的附产品，如洗选黑矸、筛上物、煤泥等，此类矸石可用于发电、供热，燃烧物还可用于制造砖、水泥、混凝土、砌砖、陶粒等。
3.5 煤炭地下气化技术 煤炭地下气化是一种整体绿色开采技术，我国于1958～1960年曾在16个矿区进行试验。煤炭地下气化的特点是把埋藏在地下的煤炭直接变为煤气，通过管道把煤气供给工厂、电厂等各类用户，使现有的地下作业改为采气作业，是开采煤炭的一种新工艺。目前我国的地下气化技术仍处于工业试验阶段，有很多问题需要去研究和探索。
4 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“绿色矿业”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。要实现绿色开采，需要相关学者综合研究和解决政策、技术等诸多难题，花大力气开展相关技术和政策的研究和创新，另外国家还应在政策与税收等方面对绿色开采加以支持。
参考文献
[1]崔丽琴.绿色开采创新理念与矿区可持续发展.安全与环境学报[J].2006(6).
关键词：绿色开采；岩层移动；技术
Abstract: at present, the coal mining technology in China is not optimistic, serious impact on the security and the ecological environment, the green mining coal technology will be the necessary direction of Chinese coal mine, coal mining technology system for green will realize the coal mining, and resource conservation and environment friendly provide important protection, to realize the sustainable development of the coal industry has important strategic significance.
Keywords: green mining; The strata movement; technology
中图分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
一、中国煤矿开采存在的问题
1.1安全问题
中国煤矿的安全事故有着生产工艺落后、安全生产意识薄弱、科学技术投入不足、经营管理不善等诸多客观原因；同时，由于煤炭的开采造成了上覆岩层的移动破坏，破坏了地下含水层原始的径流通道以及瓦斯的流动，造成了许多煤与瓦斯突出、透水以及冲击地压灾害事故的发生。矿井采掘引起的水土流失、地面塌陷、沙漠化以及煤矸石露天污染等生态环境问题也日益突出。
1.2环境问题
中国煤炭地下开采的采空区主要采用全部冒落法管理顶板，造成地面的塌陷和沉降，引发了井水水位下降，铁路、桥梁和地面管网设施以及地面建筑的破坏，据统计，2010年中国有16000余座煤矸石山，历年累计堆放的煤矸石量约45亿t，约有140多座煤矸山具有自燃现象，占用土地面积约1．5万km2，瓦斯及煤矸石自燃产生的硫化物直接排放造成了严重的大气污染。
二、煤矿绿色开采体系和框架构建
钱鸣高院士从资源与技术的角度阐述了煤炭绿色开采的定义，即是从广义资源的角度认识和对待煤、瓦斯、水、土地等一切可以利用的资源；基本出发点是从开采的角度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；目标是取得最佳的经济效益、环境效益和社会效益。绿色开采的概念体现了煤矿开采在现有基础理论、方法和技术上应遵循安全、
经济和环保的原则，以人为本，创建资源节约、环境友好、低碳生活以及节能减排的新理念。煤矿的地下采掘活动造成的安全和环境问题源于采矿活动造成的岩层移动以及破坏，从而引起岩体周围的应力场、地压、节理裂隙场以及瓦斯水体运移场等的相关变化，因此，煤矿的绿色开采必须以先进的科学理论为基础进行研究。目前，绿色开采理论依据主要有:关键层理论，采掘活动对岩层移动的影响及移动规律，开采后岩层节理裂隙分布发育规律，水与瓦斯在裂岩体中的渗流规律，岩体应力场分布规律及岩层控制技术等。
煤矿绿色开采的关键技术主要包括煤与瓦斯共采技术、充填与条带开采和离层注浆减沉技术、保水开采技术、煤炭的地下气化技术以及煤巷支护和矸石井下处理技术等，这些技术构成了煤矿绿色框架的关键部分。
三、煤矿绿色开采的主要技术
3.1保水开采
资料显示，中国国有煤矿具有透水性危险的矿井占50%，且透水危险性越来越重。煤炭工业的发展依靠水资源的开发和利用，保水开采就是在采煤活动中对水资源进行保护和对矿井水进行资源化利用，特别是陕西、甘肃、内蒙古以及山西等缺水地区要注重对水资源的保护和利用，对于水资源丰富的地区要减少对水资源破坏的透水事故的发生，将保水开采技术作为绿色开采的重点。关键层理论认为，煤炭开采以后，破坏了原始的水体径流，随着上覆岩层中关键层的断裂，在该区域内会形成地下水的下降漏斗。地下水能否恢复，取决于随着工作面的推进，上覆岩层是否含有软弱岩层经过重新压实导致裂隙的闭合而形成隔水带。若存在隔水带，随着各种地表水及地下水的补给，水位逐渐恢复。若无软弱岩层，则不能形成有效的隔水带，造成水资源的渗漏干涸，需对裂隙进行注浆处理，技术难度较大，要实现保水开采，还需进行大量的研究。
3.2煤与瓦斯共采
煤与瓦斯共采技术充分利用采煤过程中岩层移动以及破坏对瓦斯的卸压作用提高瓦斯的抽采率，在煤层开采时形成采煤和抽采瓦斯2个完整的开采系统，即形成“煤与瓦斯共采”技术。实践表明，一旦采掘活动引起岩层的移动，则会使渗透率很低煤层的渗透率增加数十倍，从而为瓦斯的运移和涌出创造条件，有利于瓦斯的抽采，而且抽采出的瓦斯作为一种洁净能源，被广泛地应用在工业各个领域。这对中国开展煤层瓦斯采前预抽是极为不利的，以袁亮院士为代表的科研项目组，提出的快速留巷Y型通风方式对卸压瓦斯的抽采，实现了煤与瓦斯的共采技术，在克服低渗透性瓦斯难抽采现状的同时，降低了瓦斯的安全隐患，改善了矿工的作业环境。实现煤与瓦斯的共采技术关键是提高煤层的透气性以及抽采工艺的优化，以节理裂隙分布规律和煤层卸压对瓦斯运移规律为理论基础，加强煤与瓦斯共采技术的创新。尤其针对全国的高瓦斯煤层，需要在实践中不断进行技术创新，增强煤层渗透率，提高瓦斯抽采率，加强煤与瓦斯共采技术的研究，争取最大限度地推广该技术的应用。
3.3充填开采
充填绿色开采技术为解决“三下”压煤问题、矸石山问题、地面沉降问题以及采空区瓦斯问题提供了有效的解决途径。充填开采是将煤矸石、粉煤灰以及河砂等充填材料用于充填采空区，从而提高资源的利用率、控制地面沉降与塌陷，同时还可以消耗地面的固体废弃物、建筑垃圾，降低对环境污染的绿色采煤技术。目前主要的充填方法按照充填材料的不同可分为水砂充填、矸石充填和膏体充填。水砂充填技术20世纪80年代起在中国开始应用，技术已经十分成熟，但水砂充填工艺复杂、设备、投资大充填系统复杂，难以实现大规模的应用，已经被逐渐淘汰。矸石充填可以减少矿井矸石山的堆放，提高回采率，减少对环境的污染，充填效果好，但是矸石充填会增加吨煤成本，大面积推广需要大量的矸石。上述充填技术为解决“三下”压煤和环境污染问题起到了积极的作用，在技术上仍需不断完善、创新，在推广应用上需要继续推进，对节约资源、保护环境具有重要意义。
3.4煤炭气化
煤炭的地下气化是将煤炭通过热化学反应在原地转化为可燃气体，而不用将其采出地面的绿色开采技术。该技术不仅减轻了矿工的劳动强度，而且降低了煤炭开采及煤炭燃烧对生态环境的破坏。但是该技术还不够成熟，还存在可燃气体热值不高，气化燃烧产生的致癌物质苯和酚对人体和环境造成危害等相关问题，因此，必须进一步研究和探讨相关问题，使煤炭气化技术日趋成熟。
3.5煤巷支护与矸石处理
煤巷支护对于实现煤矿的高效产能发挥重要作用，减少矸石量，就需要以煤巷取代岩巷，同时随着开采深度的增加，以高应力、快速成巷和软弱破碎围岩为特征动压巷道支护将成为研究的热点，需要研发各种高效的煤巷支护技术。在煤矿的采掘过程中，岩石巷道的开掘不可避免，就需要矸石的井下处理系统，通过沿空留巷和在条带煤柱内开掘矸石充填巷的方式实现无煤柱开采，从而实现煤矿
的绿色开采。
四、结束语
煤矿绿色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。
参考文献：
