节能技术创新开辟井工煤矿低碳发展浅析

胡文涛+丛广宇

摘 要：我国节能技术创新的实践表明，节能技术创新开辟井工煤矿低碳发展是可行的。只要不断开展煤矿技术创新，不断形成资源优势明显、生产技术先进、产业布局合理的煤炭发展格局，必将开辟煤炭行业走出一条全面提升企业核心竞争力和可持续发展能力的新通途。

关键词：井工煤矿;特点;开采技术

我国的煤矿资源丰富，煤矿能源也推动着国家经济不断发展。目前，从煤矿数量和规模来说，中国以井工煤矿居多。与露天煤矿相比，井工煤矿的开采难度大，作业环境恶劣，在矿藏的开采中，对开采设备、作业人员素质和开采工艺等方面都有更高的要求。所以，对井工煤矿的开采技术进行研究和提高，不仅可以提高煤矿产量和安全作业系数，而且能够更好地为社会经济的发展提供更强大的动力。

1.井工煤矿开采的特点

井工煤矿的开采是在地下进行作业，地下环境通风不畅而且井下作业劳动强度大，作业人员需要大量新鲜空气，但是在自然状态下，地面空气在进^井下并流经各作业场所的过程中，将掺入有害气体和矿尘，成分逐渐发生变化。同时，由于地热作用，人体和机械散热，水分的蒸发等，井下空气的温度和湿度都会显著增高，井下质量变坏。因此，要对矿井进行通风，保证正常的生产。在开采煤炭的过程中，会产生瓦斯和矿尘。瓦斯和煤尘在一定条件下会发生爆炸，特别是在井下这种相对封闭的环境中，更容易发生安全事故，造成人员伤亡和财产损失;在地下采掘过程中，由于矿山压力的作用，顶板会垮落。如果顶板管理工作出现漏洞，则会发生顶板事故。所以要积极地采取措施进行预防。矿井在建设和生产过程中，地面水和地下水会通过各种通道涌人矿井。为保证矿井正常建设与生产，必须采取各种措施防止水进人矿井或者将进入矿井的水排至地面，但当矿井涌水超过正常排水能力，或在采掘工作时挖透老塘积水或岩溶水等地下水体时，就会造成水害。

2.创新实施节能低碳技术

2.1矿井整体优化节能技术

针对供电、用电系统线路长、变压器损耗大、设备负载率低、电网污染等问题，运用系统学原理，成功研发一套“工业动力系统整体节电改造技术”，对矿井供电、用电系统进行整体优化、系统改造，全面解决现有系统中存在的问题，从而实现整体优化节能。经测算，协庄煤矿可实现节电率8.6%以上，节电量l290×104 kW·h，是煤炭企业节能途径的创新。以矿井乏风作为热源，利用喷淋换热技术将乏风气体中热能吸收，将升温后的矿井水通过水源热泵提取热量。喷淋换热设备还具有降尘作用，每年可节约2357t标准煤，减少C02排放5892.5 t、S02排放42.4t。

2.2煤矿污水处理技术

采煤污水分类排放。岩溶水是矿井排水中的1个组分，多是未被污染的地下水，若与其它矿井水分开排放，不仅不会对环境造成污染，还可进行再利用。经过处理后的岩溶水，基本上符合生活用水标准，同时水中含有大量微量元素，可被开发加工成具有经济效益的矿泉水。此外，利用松散地层的过滤作用处理煤矿生产过程中的较高污染物水，使之达到井下工业生产用水标准，采用浮选尾煤处理工艺流程，实现“煤泥回收，洗水闭路循环”，进而显著地提高经济效益。

2.3粉尘污染处理技术

煤矿在开采中，产生瓦斯是不可避免的。煤矿生产过程中预先抽放煤层中的瓦斯，可以有效地减少生产中的瓦斯涌出量，不仅确保了安全生产，同时也减轻了矿井排放废气对环境造成的污染。在粉尘处理方面，主要采用高压喷雾或者高压水辅助切割降尘技术，有效控制采煤机切割时产生的粉尘，同时也减少煤尘爆炸的危险;在掘进工作面，采用内外喷雾相结合的方法降低悬浮粉尘。此外，还通过通风除尘、泡沫除尘、声波雾化除尘等措施，进行综合处理。

2.4深井开采技术

深矿井由于矿井结构的特点，在开采中要从矿压控制、冲击地压防治、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等技术方面综合考虑，重点要从以下3个环节入手进行研究：深井围岩状态和应力场及分布状态要准确勘察，并详细记录，避免煤巷和岩巷在开拓和使用中出现安全事故;深井作业场所工作环境的变化要监控到位，比如作业环境中瓦斯含量，空气中有害成分的检测等;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理，进一步完善冲击性矿压显现监测系统，完善冲击性矿压综合防治措施。

2.5煤炭地下气化技术

煤炭地下气化技术属于一种特殊的开采方法，是将处于地下的煤炭进行有控制的燃烧，通过对煤的热化学作用而产生可燃气体的过程。煤炭地下气化技术具有投资少、工期短、见效快、效益好等优点，尤其适合中国煤矿地质条件复杂、劣质煤比例高的情况，具有广阔的应用前景。煤炭地下气化技术的研究和完善要与“长通道、大断面”的矿井相结合，进行较大规模的地下气化试验，转化成连续、稳定的生产力。

2.6减少矸石排放的开采技术

对于井工煤矿的开采而言，优化矿井开拓和巷道布置的方式，要从“多做煤巷，少做岩巷”的原则人手，从总体上消除或者减少矿井矸石的排放量。全煤巷开拓开采方式是指除了个别井底车场峒室开挖在稳定的岩层中外，所有的开拓巷道全部布置在煤层中。这种开拓方式，不仅有利于煤炭的清洁生产，而且建设投资少，矿井投产陕，但是对煤巷的支护技术要求高。在多煤层、多煤种的条件下，开拓部署要考虑煤层的开采程序和开采煤层的搭配关系，控制高灰高硫煤层的开采比例，以减少全矿井生产原煤的总灰分和总排矸量。

3.结束语

低碳经济是人类基于全球气候变化问题而探索出的新的经济发展模式。作为煤炭能源消耗大国，煤炭行业的发展对我国国民经济的运行发展会产生巨大的影响。从“低能耗、低排放、低污染”的低碳经济三大显著特征来看，努力提高能源利用效率，应用新型、高效节能技术可有效减少生产能耗，是低碳发展的关键点所在。

参考文献：

[1]刘佳.论节能技术井工煤矿低碳发展[J]，能源与节能，2012

[2]安景文.煤炭企业低碳经营发展之路[J]，企业文化，2014endprint