浅析煤炭绿色开采毕业论文.doc

目 录摘要，关键词11.绿色开采的内涵、必要性及现状41.1绿色开采的内涵41.3我国绿色开采的现状52.影响矿山绿色开采的关键因素62.2技术因素（人为因素）62.3法律体系因素103“绿色开采”的意义104. “绿色开采”发展的前景及方向114.1 首先政府应加大对企业的关心与支持，给以相应的扶持政策，114.3最后对煤炭企业来说，应加强以下工作115.有关问题126结束语12致谢 13参考文献13摘要煤炭资源的开采对环境、生态的破坏作用日益严重，而煤炭资源又是我国的主要能源，对国民经济的发展起着举足轻重的作用，所以为了我们子孙后代有一个更好的生活环境，为了我们国民经济的可持续、快速发展，我们必须推广、实行煤炭资源的“绿色开采”，减少对环境的污染和对生态的破坏。同时绿色开采的理念本身就是针对煤炭大量开采造成的环境问题提出的，本文阐述了煤炭绿色开采的重要性和现实意义，介绍了当前我国煤炭绿色开采的现状，分析了影响矿山发展绿色开采的关键因素，既自然因素、技术因素和法律体系因素，最后，对绿色开采的长远发展提出了问题。关键词：环境污染；绿色开采;内涵;必要性;现状;关键因素浅析煤炭绿色开采引 言2008年4月22日是第39个“世界地球日”，“世界地球日”的设立是在世界环境污染日益严重的背景下产生的，地球是人类生存的唯一美好家园。善待地球、保护资源实质上就是保护人类自身的生存与持续发展。而煤炭资源是我国储量最多、利用最方便的一种资源，也是对环境污染、生态破坏最严重的一种资源。煤碳是工业的粮食，改革开放以来，在我国的能源结构中煤炭约占70%到75%，我国是世界上少有的以煤碳为主要能源的国家。近年来，随着煤炭的大量开采，资源的不断消耗，煤矿开采规模越来越大,相应地也带来了许多环境问题。如何治理煤矿的环境,使煤矿得到可持续的发展,这就需要找出一个合理的技术,这就是煤矿的绿色开采技术。“绿色开采”是一种遵循循环经济绿色工业的原则，形成开采与环境协调一致，实现“低开采、高效率、低排放”的开采技术。矿山生产已对环境造成了严重的破坏，因此，要想高效可持续发展就必须大力实施绿色开采。1.绿色开采的内涵、必要性及现状1.1绿色开采的内涵何为“绿色开采”？煤矿绿色开采是从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水、矸石、土地、拌生矿产等一切可以利用的各种资源。通过绿色开采技术的应用，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1。其内涵是努力遵循循环经济中绿色工业的原则，形成一种与环境协调一致的，努力去实现“低开采，高利用，地排放”的开采技术2。简单的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。1.2绿色开采的必要性 我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一。煤炭在我国国民经济中占据十分重要的位置，煤炭开采在为社会建设和消费提供能源的同时，对生态环境也造成了巨大的破坏，对矿井生产安全也带来了严重的威胁。其实效益背后的负面影响是巨大的。主要表现有：1.2.1煤炭开采造成岩层移动破坏，引起岩层中水与瓦斯的流动，导致煤矿瓦斯事故与井下突出事故。同时，瓦斯排放到大气中引起的环境污染，地下水的流失引起土地沙漠化，煤矿废水的排放对地表水、植被造成较重污染，并会使矿区土地贫化。1.2.2煤炭开采引起岩层移动，造成地表沉陷，导致农田、建筑设施的损坏。1.2.3煤炭开采形成的大量矸石堆积在地面，既占用良田，又造成环境污染。而且有一些矸石山还存在着自燃现象，自燃过程中会产生大量的有害气体，对大气和环境造成的污染就更为严重。1.2.4随着我国矿井开采深度的不断增加，矿山压力及冲击地压等动力灾害发生的频率增加，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，煤炭资源开采所带来的矿井安全和生态环境的破坏将更为严重，人类的生存和社会发展将受到严重威胁。对于这些复杂而棘手的全球性的问题已受到国际社会的广泛关注和高度重视，矿产资源开发与环境保护一体化已成为当前国际矿业发展的一个重要趋势。因此，“资源开采-环境保护-矿区可持续发展”的平衡关系已成为资源开发所面临的急待解决的全局性课题，而煤炭资源的“绿色开采”就是最符合这一平衡关系的最好矿区开发模式，也是顺应潮流的必然选择。提倡绿色开采，发展绿色开采对环境保护、减少浪费、高效可持续发展具有举足轻重的作用，同时，对我国煤炭事业的未来具有积极的推动作用和科学意义。总之，绿色开采已迫在眉睫。1.3我国绿色开采的现状 由于科学技术的原因，我国的绿色开采起步比较晚，生产力水平还比较地下，多数企业仍把经济利益放在第一位，绿色开采的思想意识淡薄。对于开采现状，生产力低、利用率低、安全性差、污染破坏严重的现象仍然存在。近年来，煤炭企业纷纷重组整合，经过全面优化生产，上述问题有所改观，但要想实现真正的绿色开采还需全员动员，从思想上转变认识，努力提高技术，从而走新型工业化道路，建设绿色矿山体系。2.影响矿山绿色开采的关键因素2.1自然因素 包括煤层的地质构造、煤藏深度、煤化程度、煤层瓦斯含量、煤矿所处的地点、煤的灰分、水分、挥发分、煤的结构水文地质条件及煤中的矿物成分3。这些因素都是自然形成的，不是人为决定的，它在绿色开采中起着决定性作用，可以说，自然条件的好坏直接影响着矿山能否实施绿色开采技术。2.2技术因素（人为因素） 包括开采规模、采煤方法、开拓方式、通风系统的选择、采空区的处理、机械化程度及人员素质。人员的技术水平是关系到生产系统能否发挥最大效能的重要因素，是绿色开采技术发展的关键4。从总体上看，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歼石排放技术;5)地下气化技术.绿色开采的技术体系5简要表达如图1。 2.2.1保水开采技术 煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流，导致地下水大量排出。采空区上方导水裂隙带与受地下水体贯通，也会形成大规模地下水降落漏斗，造匠成区域含水层水位下降，直接影响到区域水文地质条件。由于我国大部分煤矿处于中西部缺水地区，因它煤炭开采所造成的地下水流失严重影响到中西部脆弱的生态环境。保水开采的关键技术在于通过对开采方法、岩层控制技术以及开采与岩层水流动相互关系的研究，解决因煤炭开采造成的水资源流失和土壤沙漠化问题，研究地下水因开采而形成的渗透、流动规律。近年来，我国研究人员将岩层控制关键层理论与采动岩体渗流理论相结合，为矿区水灾治理及水资源保护与利用提供了新的技术途径。还通过建立保水开采的结构力学模型，提出保水开采机理，建立顶板含水层保水开采技术，以及以采煤工作面顶板含水层为主要研究对象，研究采动岩体关键层、含水层及隔水层的结构耦合效应等。2.2.2充填与条带开采技术 传统的长臂垮落式顶板控制6方法常常会引起地表大面积沉降，影响地下水的径流，对环境造成不可恢复性影响。绿色开采技术中的条带开采法是沿煤层的走向或倾向，将开采区划分为若干个宽度相等或不等的条带开采一条，保留一条，利用留下的条带煤柱支撑顶板，以达到减小地表沉降的目的。这种方法的优势是简单易行，投资少等，但资源采出率低，对矿井顶板硬度要求较高，且随着开采面积的增大，老煤柱强度降低，支撑力下降，可能造成严重的 大面积垮落事故。相比而言充填开采具有更为广阔的发展前景，尤其对解决三下(建筑物下、水体下、铁路下)压煤有着独特的优势。目前可行的充填方法可分为采空区充填和覆岩离层区填充。现阶段研究重点在于研发新型充填材料，尽可 能利用矿井固体废料，减少固体污染。例如以固体废弃物(电厂粉煤灰、矸石等)为骨料，以PL、SL系列为胶结材料，形成固体废物膏体材料充填井下采空区，解决了地表开采沉陷、地下水流失破坏以及采出率低等重大科学技术问题。近年来，中国矿业大学在低成本膏体充填材料的开发研制和充填工艺的研究方面取得了突破性的进展，达到国际先进水平。2.2.3煤与瓦斯共采技术 煤层气即瓦斯，长期以来被看作危害矿井安全的罪魁祸首，以往煤矿对其处理方法都是直接排人大气 ，这在一定程度上加剧 了全球的温室效应，也是一种资源的浪费。煤层气作为一种高效、清洁的能源，其中蕴藏着巨大的经济效益、环境利益。我国的煤层气储量非常丰富，有着十分广阔的应用前景。绿色开采技术中的煤与煤层气共采技术，利用煤炭开采过程中岩层移动形成的离层与裂隙分布规律，及开采卸压原理 ，使原聚集在煤炭微裂隙中的瓦斯通过“导气”裂隙逐步释放，实现煤与煤层气共采。近年来，随着对关键层破断前后裂隙分布规律（见图2）以及采动矿山压力引起的岩层移动规律的深入研究，我国学者提出了“0”形圈理论1。当采空区面积达到一定值后，“导气”裂隙的分布呈现“0”形圈特征(见图3)，它是正常回采期间邻近层卸压瓦斯流向采空区的主要通道，这对卸压瓦斯抽放具有重要意义。2.2.4煤层巷道支护技术与减少歼石排放技术 井下大量排出的矸石往往堆积形成矸石山，既占用了大量的土地资源，也会对周围环境产生污染。绿色开采技术中的少出矸石技术强调多布置煤巷，少布置岩巷，或多开煤巷以储存井下矸石的矸石井下处理技术，尽量减少矸石出井量，甚至做到矸石不出井。煤巷支护的关键技术在于采用高性能预拉力锚杆支护技术有效控制软散、动压及高应力区域等复杂地质条件下的围岩稳定性现阶段的研究成果如下：系统研究和揭示了。深部、动压巷道围岩塑性区的发生、发展过程，以及松脱型和挤压型2类冒顶的实质，科学地解释了动压巷道底鼓过程、冒顶及其原理；提高支护效能，及时主动有效加固顶板，消除松脱型冒顶；增大锚固范围，削弱层状顶板沿弱面的渐次离层和垮冒；建立“楔形”的强化承载结构，防止锚固区外离层和挤压型冒顶。2.2.5地下气化技术 煤炭地下气化技术是指采用有控制地燃烧处于地下的煤炭，使煤在热作用及化学作用下产生可燃气体，并将建井、采煤、气化三大工艺合而为一，变物理采煤为化学采煤。煤炭地下气化技术具有安全、投资少、污染小、效益高等特点，特别适用于回收报废矿井中的煤炭资源，也可进行“三下”及深部煤层的开采。目前，煤炭地下气化技术已取得的研究成果有：结合现有高瓦斯矿井中量大面广的残煤资源回收开发特点，建立了地下煤层复孔介质耦协场燃烧气化理论和气化采场围岩固流热质耦协场污染物渗移理论模型；研制了以虚底移动导控注气为核心，辅以条带多孔炉型、富氧碳水复合气化剂、井工降温净化、火壁推进位态监控、井工启动点火与收作熄火等技术群的地下导控气化新技术；形成一套“能源一资源环境”(ERE)三者协调的绿色安全复采技术体系；建立了中梁山高瓦斯矿井残煤地下导控气化试验基地7。2.3法律体系因素 目前我国绿色开采的法律体系条块分割严重，立法水平较低，法律协调较差，保护力度不够，绿色开采不仅仅是环境问题，还是安全生产，劳动保护的重要内容，更是一个国际性问题。我国的绿色开采没有一个全面的法律保护体系，法律体系还不够完善，没有经济、快速、健康、持续、和谐发展的立法理念或者说重视的侧重点不统一，存在一定的矛盾和法律不健全的现象4。3“绿色开采”的意义3.1要求开采技术水平的提高我国煤炭行业整体技术水平较低，长期走粗放型发展路子，生产集约化程度很低，绿色开采必然要求多层次、多角度的技术创新。3.2要求系统高效地利用产品绿色开采要求从广义资源的角度去看待地下水、土地、煤矸石等可用资源，善待各种资源，在追求最佳经济效益和社会效益的同时，减少对环境的破坏。   3.3 要求全面评价企业效益，综合考虑生态环境这自然要求企业在追求自身经济效益的同时，要全面考虑社会效益与环境效益。4. “绿色开采”发展的前景及方向绿色开采前景十分广阔，但也需要做大量艰巨的工作。4.1 首先政府应加大对企业的关心与支持，给以相应的扶持政策，如：4.1.1建立新的煤炭资源配置机制与保证体系。4.1.2加强资源管理，实现可持续发展。4.1.3加快科技进步，积极倡导绿色开采技术创新。待添加的隐藏文字内容24.2 其次技术人员在科学研究方面，要加强研发力度如：4.2.1将有一定甲烷含量的瓦斯视为资源，变害为利，形成煤与瓦斯协调开采系统。4.2.2根据地层条件，确定合理的保水开采方法，确保水资源得以合理利用。4.2.3根据具体条件，形成村镇下充填条带开采、离层区注浆等保护建筑物技术对塌陷土地采取复垦技术。4.2.4根据经济和环保原则，形成矸石井下处理技术或地面矸石利用技术，加强煤层内巷道维护技术的研究，推广洁净开采。4.2.5加强煤炭地下燃烧过程控制技术研究，使煤炭地下气化尽快形成工业化规模。4.3最后对煤炭企业来说，应加强以下工作4.3.1树立绿色价值观。 4.3.2依靠科技进步4.3.3加强国际合作。绿色开采是矿区开发和确保矿区可持续发展的必经之路，是惠及千秋万代的举措。绿色开采新技术的应用，必将实现矿区和谐生产，最终实现构建和谐社会的宏伟目标。5.有关问题 下几方面是绿色开采未来发展必须解决的8、9。(1)综合机械化放顶煤和短壁开采方法、高产高效综合机械化开采诊断技术与保障系统以及信息化、可视化开采系统。(2)新材料制备及充填工艺系统、矸石井下处理技术及实验系统。(3)绿色开采条件下的岩层控制与监测技术、巷道支护新理论、新材料与新技术、矿震动力现象监测系统等。(4)地下气化开采及相关新能源开发的模拟实验系统，研究解决燃烧环境下的上覆关键岩层破断与渗流问题、矿压作用下的煤层燃烧控制技术与优质稳定产气新工艺以及相关新能源开发试验平台 6结束语 绿色开采是煤炭事业发展的必然趋势，在科技飞速前进的今天，我国的绿色开采技术必须谋求进步，以适应新的发展需求和社会形势。要想真正实现绿色开采，需要综合研究和解决政策、经济、技术等诸多难题，需要花大力气开展相关技术和政策的研究和创新，使得其技术上可行、经济上合理。此外，在细节上，我们还应在理性思考的基础上不断解决制约绿色开采的关键因素，深入研究，积极探讨，力争煤炭绿色开采。 参考文献1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).343-348.2钱鸣高.绿色开采的概念与技术体系J.煤炭科技，2003(4).3汪海平，王庆，兰永伟.煤矿的绿色开采J.煤炭技术，2007(9).52.4顾义磊，龚书贤.矿山绿色开采浅析J.西部探矿工程，2010(5),99-100.5钱鸣高，石平五.矿山压力与岩层控制M.徐州:中国矿业大学出版社。2003.1746闫少宏，张华兴.我国目前填充开采技术现状J.2008.3(3).7司光耀，张强.绿色开采技术的研究现状J.露天采矿技术.2009(3).41-42.8张国桥，李 钢煤炭绿色开采技术及其应用J中国煤炭，34，(8)：112113 9中煤网/煤炭科技.EBOL