煤炭资源生态开采关键技术的应用

胡志臣

七台河市煤炭生产安全管理局 黑龙江七台河 154600

一直以来，煤炭资源的开采与环境保护问题之间存在着很大的矛盾，多年研究表明，煤矿开采对周边环境影响的主要因素有：煤矸石的污染、粉尘污染、废水污染以及地质的沉陷，基于这几点影响因素，在煤炭资源开采中运用生态开采关键技术，能够对其实施有效的控制和治理。

1 煤炭开采过程中对煤矸石的分选与处理技术

1.1 地面煤矸石下井回填技术

采取煤矸石不升井、地面煤矸石下井回填的技术，能够实现对煤炭资源的合理开采，并防止开采过程中对环境的破坏或地表的沉陷，该技术基本实现了绿色煤矸石处理方式，达到了煤矿开采矸石零排放。经过多年的开采实践，我国煤矿开采企业都已经积累了许多的经验，开采技术也日益纯熟，煤矿产量呈逐年上涨趋势，与此同时煤矸石的消化量也越来越多。随着开采效率的提升和开采环境的日趋复杂化，副井下矸的效率已经无法满足井下的填充需求，煤矸石的填充效率很难得到提升。面对这样的问题，煤矿开采相关技术人员在原有填充开采技术的基础上，研发出了全新的地面矸石下井回填机械化技术，实现了将地表的矸石直接投至井下，由井下矿车运送至填充区，大大提升了工作效率。

1.2 煤矸井下分选技术

该技术实现了在井下建造煤矸分离系统，对煤炭和矸石进行初步筛选，洗选主要利用了浮沉原理，在煤液中加入一定比重的介质，改变液体浮力，使密度较小的煤浮出液面，密度较大的煤矸石则会沉淀下来。浮在液面上的煤会随着流动作用排出，沉淀下来的矸石将通过刮板运送出槽体，实现了高效的煤矸分离。同时分离出来的矸石直接被送至采空区进行填充，煤炭则升上地面进行二次筛选。

1.3 对洗选和存储系统进行改造

煤矿开采企业应结合自身产量特点，建立足够的煤仓，以增加储煤量的方式使煤炭升井后能够直接入仓、送洗、装车，保证过程中原煤不落地，从而改善煤炭粉尘对周边环境造成的污染。另外还应对洗选技术进行改善，对洗选过程中产生的大量煤泥进行有效处理，将矸石和煤泥的价值最大化，减少污染的同时将其变废为宝。

2 煤炭开采过程中的井下防尘与除尘技术

煤矿开采过程中，粉尘是其主要污染生态环境的因素，针对粉尘产生的特点和分布情况，可以在传统的防尘管理基础上，通过引进高新除尘设备，建立矿区自动化防尘系统，对采煤、掘进、大巷、采区等各个工作点进行综合系统的自动化除尘工作。

3 煤炭开采过程中矿井上下污水处理与循环利用技术

3.1 地面污水处理系统

煤矿开采中会产生大量污水，为了减少污水排放给生态环境造成的污染，煤矿开采企业应当在矿区附近设立污水处理站，并建立完善的污水循环利用系统。通常采取二级处理的方式，处理流程为：污水先经过格栅将粗大的杂物过滤，由一级污水泵房将污水提升至沉砂池，将水中杂质进一步滤除，然后进入混合池进行生物化学有机物降解，经过一段时间的沉淀后，进入消毒池，消毒后经过二级污水泵房进行排出或再次利用。混合池中的污泥进入浓缩池，经过处理后进入脱水车间进行脱水，可作为农业肥料。

3.2 矿井下的污水处理系统

煤矿开采时所产生污水中的矿化度和含盐量较高，如不经处理就直接排放，会给河流、土壤及周边环境带来十分严重污染，对井下的污水需要经过净化处理后再进行深度处理才能达到回收利用的标准。煤矿企业在开采过程中应利用井下污水处理系统，对矿井污水进行处理回用，处理流程为井下污水通过排水沟汇集，经过格栅滤除大块杂物后，汇入污水处理设备，通过污水处理系统对其进行固液分离，所产生的污泥脱水后定期升井外运，液体污水继续在反渗透处理系统中进一步滤除水中颗粒物、悬浮物、胶体等杂质，同时进行有效的杀菌处理，随后污水再进入反渗透膜堆，利用膜分离技术去除水中的有机物和细菌，使水体达到再次利用标准。

4 煤炭开采过程中的沉陷地生态治理技术

随着煤矿开采深度和范围的逐渐增加，促进经济发展的同时，给周围环境带来的影响也日益严重，开采沉陷问题是矿区主要的生态环境灾害，不仅造成道路或土地塌陷、积水、破坏农田和房屋，还会加剧土地的荒漠化、破坏植被、水源枯竭等问题，破坏着矿区生态环境的同时还给周边居民的生存造成一定威胁。为了对开采沉陷区进行治理，改善周边生态环境，可以借鉴行业中先进成功的技术，对煤矿开采区域开展生态化的建设，建立起集胡泊、园林、绿化等景观为一体的特色生态园，改善区域内的生态环境，使矿区生态实现平衡，在推动经济发展的同时重视与自然的协调性，为生态环境保护创造良好的客观条件，既符合可持续发展的战略目标，又恢复了沉陷区域的生态环境。另外煤矿企业还可以与高校等科研单位合作，研究利用煤矸石回填沉陷区域进行造田的科学技术，采取合理的设计方案，对沉陷地进行治理，将煤矸石的回填落实到位，并对回填完成的土地进行检测和利益分析，最终得出结论，回填煤矸石造田不仅具有较好的生态环境保护价值，还能取得较为可观的经济效益。通过对沉陷地的生态治理，采取以上方式均能改善沉陷地的生态环境。

5 结语

在煤矿开采中运用煤炭资源生态开采关键技术，能实现对周边环境的有效保护，在不影响生态的前提条件下，实现顺利的开采，同时保证了经济效益的提升，未来生态友好型、绿色循环型的矿区开采必然是行业发展的趋势，不仅能解决生态环境的破坏问题，在巨大的社会经济效益中，还实现了资源开采的可持续性，具有十分重要的现实意义。