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Frontier Technology Education Workshop

煤矿绿色开采模式的构建与应用研究

作者

于万勇

山西东泰集团永聚煤业 033000

引言

煤炭作为我国重要的能源支柱,其开采过程对生态环境的影响日益受到关注。传统开采方式易引发地表沉陷、水资源破坏、大气污染等问题,与当前生态优先、绿色发展的理念相悖。随着环保政策趋严与行业转型需求加剧,如何减少开采对环境的扰动、提高资源利用效率,成为煤矿行业亟待解决的问题。煤矿绿色开采模式通过整合先进技术与科学管理,实现开采过程的低耗、减排与生态友好。

一、煤矿绿色开采模式构建的基础条件

1.1 绿色开采技术体系的支撑与完善

绿色开采技术体系是模式构建的核心支撑,需涵盖开采、处理、治理等全流程技术。在开采环节,需发展充填开采、保水开采等技术,减少开采对地层结构的破坏;在处理环节,应用高效洗煤技术降低煤炭杂质含量,减少后续燃烧污染;在治理环节,推广矿井水净化、煤矸石综合利用技术。同时,要推动技术间的协同整合,避免单一技术应用导致的效果局限。通过不断研发与实践,完善技术体系的适配性与成熟度,确保技术能稳定支撑绿色开采模式运行,为模式构建提供可靠的技术基础。

1.2 煤矿开采区域的生态本底调查与评估

煤矿开采区域的生态本底调查与评估是绿色开采模式精准构建的前提。需对开采区域的地质结构、水文条件、植被覆盖、生物多样性等进行全面调查,明确区域生态脆弱点与环境承载能力。例如,调查地下水位分布情况,为保水开采方案制定提供依据;评估地表植被类型与覆盖率,确定生态修复的重点方向。基于调查结果开展生态风险评估,预判开采可能引发的环境问题,如地表沉陷范围、水资源污染风险等。

1.3 政策法规与行业标准的引导与规范

政策法规与行业标准为煤矿绿色开采模式构建提供方向指引与行为规范。国家需出台针对性政策,明确绿色开采的发展目标与要求,如制定煤矿绿色开采评价指标、生态补偿机制等。通过政策引导煤炭企业加大绿色开采投入,对积极转型的企业给予补贴、税收优惠等支持。同时,完善行业标准体系,规范绿色开采技术应用、生态修复效果等方面的标准,如规定矿井水排放标准、煤矸石资源化利用技术要求等。

二、煤矿绿色开采模式构建的具体路径

2.1 优化开采工艺,减少资源浪费与环境扰动

优化开采工艺是降低资源浪费与环境扰动的关键路径。传统开采工艺存在回采率低、对地层破坏大的问题,需通过技术升级实现优化。例如,推广综合机械化开采技术,提高煤炭回采率,减少资源浪费;采用充填开采工艺,用煤矸石、粉煤灰等材料充填采空区,降低地表沉陷风险。在开采布局上,合理规划开采顺序与范围,避开生态敏感区域,如水源保护区、自然植被密集区。同时,加强开采过程中的动态监测,实时调整工艺参数,如根据地质变化调整开采强度,避免因工艺不当引发环境问题,实现开采过程的高效与低扰。

2.2 推进资源循环利用,实现开采副产品资源化

对于矿井水,通过净化处理技术去除杂质与污染物,处理后的水可用于井下防尘、地面绿化或工业用水,减少新鲜水资源消耗;对于煤矸石,可用于制作建筑材料、充填采空区或进行发电,降低固废堆存带来的土地占用与污染问题;对于煤层气,通过抽采技术收集后作为清洁能源利用,减少温室气体排放。建立资源循环利用体系,明确各副产品的处理流程与利用途径,实现 “开采 — 副产品 — 再利用” 的闭环,提升煤炭资源综合利用效率,减少废弃物对环境的压力。

2.3 融入生态修复理念,同步开展开采与生态治理

融入生态修复理念,实现开采与生态治理同步,是绿色开采模式的核心要求。在开采前,制定同步生态修复方案,明确修复目标与措施;开采过程中,及时对临时占地、边坡等区域进行生态修复,如种植耐贫瘠植被、修建水土保持设施,防止水土流失。开采结束后,对采空区、沉陷区进行综合治理,如土地复垦为耕地或林地、构建人工湿地净化矿井水。将生态修复成本纳入开采成本核算,确保修复工作有充足资金支持。通过同步开展开采与生态治理,打破 “先破坏后治理” 的传统模式,实现煤矿开采区域生态功能的持续稳定,促进开采与生态保护协同发展。

三、煤矿绿色开采模式应用的保障策略

3.1 加大技术研发投入,突破绿色开采关键技术瓶颈

加大技术研发投入是突破绿色开采关键技术瓶颈的重要保障。煤炭企业需设立专项研发资金,联合高校、科研机构组建研发团队,聚焦当前绿色开采中的技术难题,如深部矿井保水开采技术、高效煤层气抽采技术等。鼓励研发团队开展产学研合作,将实验室成果转化为实际应用技术,提高技术的实用性与经济性。同时,关注国际先进绿色开采技术动态,通过引进、消化、吸收再创新,缩短技术研发周期。对研发成果给予奖励,激发科研人员的创新积极性,不断突破技术瓶颈,为绿色开采模式应用提供持续的技术支撑。

3.2 完善企业管理机制,强化绿色开采责任落实

完善企业管理机制是确保绿色开采模式有效落地的内部保障。煤炭企业需建立绿色开采专项管理部门,明确各部门与岗位在绿色开采中的职责,如技术部门负责技术应用指导、环保部门负责环境监测与治理。将绿色开采指标纳入企业绩效考核体系,如资源回采率、污染物排放量、生态修复面积等,与员工薪酬、晋升挂钩,倒逼员工重视绿色开采工作。建立绿色开采监督机制,定期开展内部检查,及时发现并整改模式应用中的问题。通过完善管理机制,强化责任落实,确保绿色开采模式在企业内部得到全面、规范的应用。

3.3 加强政企协同合作,营造绿色开采政策与市场环境

加强政企协同合作能为绿色开采模式应用营造良好的外部环境。政府需加强与煤炭企业的沟通,了解企业在绿色转型中的困难与需求,针对性出台扶持政策,如提供绿色信贷、优先保障绿色开采项目用地等。搭建政企信息共享平台,及时传递政策动态、技术信息与市场需求,帮助企业把握发展方向。引导行业协会发挥桥梁作用,组织企业开展绿色开采经验交流活动,推广优秀应用案例。同时,政府通过加强环境监管,严厉打击违法排污、资源浪费等行为,规范市场秩序。通过政企协同,形成政策引导、企业参与、市场推动的良好格局,保障绿色开采模式稳定应用与推广。

四、结论

煤矿绿色开采模式的构建与应用是煤炭行业应对生态挑战、实现可持续发展的必然选择。从基础条件来看,完善的技术体系、精准的生态本底评估与规范的政策标准,为模式构建奠定了坚实基础;具体路径中,优化开采工艺、推进资源循环利用与同步生态治理,实现了开采与环保的协同;保障策略通过技术研发、管理完善与政企合作,为模式应用提供了全方位支撑。在实际应用中,需结合煤矿自身特点灵活调整,避免模式固化。

参考文献

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[2]王莉.绿色开采理念下煤矿工程管理与环境影响评价研究[J].工矿自动化,2024,50(S2):242-245.

[3] 牟景成. 煤矿智能绿色开采的关键技术分析[J]. 能源与节能,2024,(10):128-131.