绿色开采的概念与技术体系.pdf

7&&8年第%期煤炭科技
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文章编号：’&&D!8$8’（7&&8）&%!&&&’!&8
专题论述

绿色开采的概念与技术体系

钱鸣高

（中国矿业大学，江苏徐州77’&&D）

摘要：阐述了煤矿绿色开采概念的提出、内涵及绿色开采技术体系。绿色开采技术的主要内
容应包括：保水开采，建筑物下采煤与离层注浆减沉，条带与充填开采，煤与瓦斯共采，煤巷支
护与部分矸石的井下处理，煤炭地下气化等。岩层控制的关键层理论为绿色开采研究提供了一
个理论平台。
关键词：绿色开采；关键层理论；岩层移动；绿色开采技术体系
中图分类号：1HD7’文献标识码：*

!煤矿绿色开采的提出的，而进行开发建设后，强烈的人为活动便使环境发
生巨大的变化，由此形成了矿区独特的生态环境问
党的十六大报告明确提出“走出一条科技含量
题，如造成农田及建筑物破坏，村庄迁徙，矸石堆积，
高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资
使河川径流量减少，以及地下水供水水源干枯，在地
源优势得到充分发挥的新型工业化路子”。因此，必
面导致的土地沙漠化，由于开采而使矿物内的有害
须充分考虑我国资源相对短缺，环境比较脆弱的基
物质流入地下水中等。我国目前的煤矿生产是在以
本特点，建立起适合我国国情的资源节约、环境友
下两种情况下进行的：一是生产成本不完全。如投入
好的新型工业化发展道路。
不足；技术装备落后；安全设施欠账；工人工资太低。
近期提出的循环经济（）是指
;<=>=?@AB<=9A9C>二是相关费用支付不全。如矿产资源费及植被恢复，
遵循自然生态系统的物质循环和能量流动规律重
地面塌陷与水损失，污染治理等。提出并形成绿色开
构经济系统，将经济活动高效有序地组织成一个
采技术是为了正视开采对环境造成的影响和破坏，
“资源利用—绿色工业—资源再生”的封闭型物质
以便提出必要的对策并对政府提出必要的政策建
能量循环的反馈式流程，保持经济生产的低消耗、
议。煤炭开采形成的环境问题主要有：!对土地资
高质量、低废弃，从而将经济活动对自然环境的影
源的破坏和占用。煤炭开采对土地资源的破坏损害，
响和破坏减少到最低限度。它不同于传统经济的
井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主，而露天开
“高开采、低利用、高排放”，而是要达到“低开采、高
采则以直接挖损和外排土场压占为主。"对水资源
利用、低排放”的可持续发展目标。显然，此处的“绿的破坏和污染。煤炭开采过程中进行的人为疏干排
色工业”是广义的概念，应由各个工业部门去实现。水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏
对矿业来说就是要实现“绿色矿业”。“绿色矿业”的干，破坏了地下水资源。同时开采还可能污染地下水
核心内容之一就是要实现“绿色开采”。
资源。#对大气环境的污染。主要来自矿井排出的煤
“绿色开采”的内涵是努力遵循循环经济中绿层瓦斯抽放和煤矿矸石山的自燃。
色工业的原则，形成一种与环境协调一致的，努力
以山西省为例，’"%"至’""D年共生产原煤!#
去实现“低开采、高利用、低排放”的开采技术。亿多吨，地面塌陷破坏面积达###&&EF，其中%&G
矿区在开发建设之前与周围环境是协调一致是耕地。矸石山占地7&&&EF。至’""D年煤炭地下

基金项目：国家自然科学基金资助项目（!"#$%&’’）
!煤炭科技"##$年第%期

采空面积达!$##&’"（占全省面积的!(）。采煤破下水、煤层气（瓦斯）、土地以至于煤矸石以及在煤层
坏地下水%)"亿’$*+，地表水径流减少，导致井水位附近的其他矿床，都应作为经营这个矿区的开发对
下降或断流共计$"!,个，影响水利工程%$$处，水象而加以利用。
库%#座，输水管道-.$),.&’；造成!/-,个村庄，原来对矿井瓦斯的定义是：“矿井中主要由煤层
,!"-!0口人，!#,"%!头牲畜饮水困难。使本来缺水气构成的以甲烷为主的有害气体。”而在矿井水文地
的山西环境受到进一步破坏。平均每采万吨原煤造质类型划分中认为：“根据矿井水文地质条件、涌水
成塌陷土地#)"1+，每年新增塌陷地约"万1+。量、水害情况和防治水难易程度，划为⋯⋯类型。”显
矿井瓦斯即煤层气，它是比还严重的温室然，上述概念将原本为矿区资源的瓦斯和水单纯作
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气体，也是导致煤矿重大安全事故的根源。据初步估为有害物来对待是不合适的。
计，我国"&’浅范围内具有$#4$0万亿’$煤层气煤矿绿色开采及相应的绿色开采技术在基本概
资源，居世界前列。但由于我国煤层透气性小，难以念上是从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、
在开采前抽出。建国以来，我国煤矿发生煤与瓦斯突水等一切可以利用的资源，基本出发点是防止或尽
出事故!0##余次，仅"##!年瓦斯事故的死