1、1 毕 业 论 文（设计） 题目： 煤矿的绿色开采技术 2012 年 5 月 17 日 2 煤矿的绿色开采技术煤矿的绿色开采技术 摘要： 深入分析了我国煤炭开采的现存问题，总结阐述了绿色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， 论证了以关键层理论为基础绿色开采是煤 炭工业可持续发展的必然趋势。 关键词： 绿色开采；关键层理论；保水开采；充填开采；煤炭气化 2009年 12月 718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
2、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。正是在这个过程中，2003 年钱 鸣高院士提出了“绿色开采”的理念1-2，为煤炭行业的发展指明 了方向。 一 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
3、采带来一 系列环境和安全问题，屡屡为人诟病。 （1） 安全问题 3 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，不断拷问着各级监管、经营和科研服 务单位。 我国煤炭安全事故频发有着诸如井工开采量大、 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。从 2006 年起，国家加大对煤矿 安全投入和治理， 煤矿安全的总体形势是好转的， 在产量增加的同时， 死亡
4、人数逐年下降，多年来煤炭产量以近 2亿 t/a 的速度递增， 而百 万吨死亡率逐步下降。 如何推动煤炭安全形势的进一步好转，实现以 人为本与本质安全型的和谐矿区，是煤炭行业亟待解决的问题。 （2） 环境问题 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。大量的农田因 塌陷、盐渍化和水土流失无法耕种。矿井开采过程中的大气降水、地 表水、地下水及生产用水涌入井下而成为矿井水，目前矿山的年排 水量约为 22亿 m3。 以山西省为例1， 采煤破坏
5、地下水达 4.2亿 m3/a， 导致井水水位下降或干涸共计 3 218 个，影响水利工程 433 处、 水库 40 座及输水管道 793.89 km，造成 1 678 个村庄，81.271 5 万 人以及 10.824 1 万头牲畜饮水困难。 山西省煤炭开采对水资源的破 4 坏影响及评价 显示，该省因采煤漏水和矿井水排放等造成的经济损 失累计达 300 多亿元。 我国现有煤矸石山 1 500 余座，历年堆积量达 30 亿 t，占地超 过 5 000 hm2，在大气降水淋溶时还会进一步污染周围水体、农田和 地下水。 目前有自燃现象的矸石山约 140 多座，自燃过程中产生大量 的硫化物等有毒有害气
6、体，成为大气污染源。 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。据 初步估计2，我国 2 000 m 以浅范围内具有 3035 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。 建国以来，我国煤矿发生煤与瓦斯突出事故 1 500 余次，2001 年由 于瓦斯事故的死亡人数占煤矿总死亡人数的 40。煤矿每年排放瓦 斯 70190 亿 m3。 二 绿色开采理论体系与总体框架 绿色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1。 煤
