談煤礦環(huán)境治理技術(shù)新進(jìn)展

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摘要：煤礦環(huán)境治理技術(shù)不僅能夠改善煤礦環(huán)境，治理煤礦開采過程中造成的資源破壞以及地質(zhì)災(zāi)害等，同時還具有提升煤礦經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)勢。論述了煤礦環(huán)境治理技術(shù)的新進(jìn)展，重點介紹了采煤沉陷治理技術(shù)、新型離層注漿技術(shù)、廢水廢氣以及固體污染物的治理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：煤礦；環(huán)境污染；環(huán)境治理；治理技術(shù)

煤炭是社會能源的重要組成部分，但在煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，伴隨而來的是環(huán)境方面的問題。當(dāng)前社會提倡可持續(xù)發(fā)展，所以煤礦的開采也應(yīng)該在更大程度上降低對環(huán)境的影響，對于已經(jīng)造成的環(huán)境問題，也應(yīng)積極地尋求相關(guān)的治理技術(shù)進(jìn)行解決。

1當(dāng)前煤礦環(huán)境存在的問題

1.1水資源的污染

水資源的污染包括地下水與地表水兩個方面。在地下水污染方面，主要是煤礦地下開采造成的。一是煤炭中所包含的一些物質(zhì)在遇到流動中的地下水時會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，水中的物理與化學(xué)物質(zhì)會增加，使地下水受到了污染。二是煤礦開采過程中會產(chǎn)生大量的細(xì)菌、病毒及懸浮有機(jī)物顆粒，這些都是導(dǎo)致地下水受到污染的因素。三是煤礦開采會對地下水的流動造成影響，而這些影響的后果就是造成地下水位的下降，嚴(yán)重時會導(dǎo)致該地區(qū)地下水的枯竭。四是煤礦開采過程中會有污水排出，這些污水同樣會對地下水造成污染。在地表水污染方面，不管是煤礦的開采還是員工的生活，都會產(chǎn)生污水，通常情況下，這些污水都會流入到地表水當(dāng)中，對地表水造成污染。另外，煤巖石會受到物理因素與化學(xué)因素的影響，也會對地表水造成污染，在地表水的污染當(dāng)中，最為直接的就是重金屬對人們生活的影響。

1.2大氣污染

在煤礦區(qū)域會有很多的空氣污染物存在，主要包括氮氧化合物、二氧化碳以及二氧化硫等，煤炭的燃燒與排放、礦區(qū)運輸車輛的尾氣排放、地上的土塵以及選煤廠的粉煤塵等，都是產(chǎn)生有害氣體的途徑。煤炭在燃燒的過程中會產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)，而這些化學(xué)物質(zhì)能夠?qū)θ梭w造成直接的傷害，也會對周邊的環(huán)境造成影響，植物的自然生長也會受到阻礙。另外，煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的二氧化碳是造成溫室效應(yīng)的主要氣體，持續(xù)的二氧化碳排放會影響全球的氣候環(huán)境，導(dǎo)致氣候變暖。而煤炭中所包含的二氧化硫也是造成酸雨產(chǎn)生的主要因素，酸雨會腐蝕建筑物、危害森林資源與土地資源。除此之外，煤炭開采過程中還會產(chǎn)生瓦斯氣體，瓦斯屬于易燃易爆氣體，若操作不當(dāng)很有可能發(fā)生爆炸事故。

1.3固體廢棄物污染

煤礦開采過程中會產(chǎn)生固體廢棄物，這些廢棄物處理不當(dāng)就會造成環(huán)境污染。在實際的開采過程中，因采煤需要所產(chǎn)生的巖石會留在井筒以及采掘巷道里面，這些巖石就是固體廢棄物。另外，在煤層中也會有巖石，刮煤機(jī)所刮去的煤層底板中同樣會有巖石的存在。同樣的情況也發(fā)生在選煤環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)中也會產(chǎn)生大量的巖石。對于這些生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的巖石，若處理不當(dāng)就會對環(huán)境造成污染，影響自然環(huán)境的平衡。

2煤礦環(huán)境治理技術(shù)新進(jìn)展

2.1采煤沉陷治理技術(shù)

在采煤的過程中上覆巖層會發(fā)生移動，導(dǎo)致地面沉降或者發(fā)生地面裂縫等，這都會造成土地資源的浪費，也不利于煤礦的可持續(xù)發(fā)展。對這一問題的治理包括3個方面。一是工程治理技術(shù)。工程治理技術(shù)包括邊坡整治、地面整形、土壤修復(fù)、防排水工程、景觀以及監(jiān)測工程等，人們可以依據(jù)被治理對象的特性來進(jìn)行綜合治理，以促進(jìn)下一步的開發(fā)。二是生態(tài)恢復(fù)技術(shù)。在考慮復(fù)墾土地自然環(huán)境的前提下，對該土地進(jìn)行生態(tài)適宜性分析，賦予該土地生態(tài)經(jīng)濟(jì)方面的價值，通過生態(tài)恢復(fù)技術(shù)來將該土地建設(shè)成為促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的良性人工生態(tài)系統(tǒng)。在生態(tài)恢復(fù)技術(shù)當(dāng)中，能夠供人選擇的有物理性修復(fù)、化學(xué)改良、植被修復(fù)、動物修復(fù)以及微生物修復(fù)等。三是特殊采煤技術(shù)。首先是條帶開采法，這一方法在過去的開采中起到過非常重要的作用，但是該技術(shù)本身具有缺點，如采出率較低、生產(chǎn)效率不高以及巷道掘進(jìn)率高等，因此目前煤礦開采中該技術(shù)的運用已經(jīng)非常少。其次是井下充填法，這一方式包括矸石、膏體以及高水填充，此法在近年來應(yīng)用較多，但易與采煤工作發(fā)生嚴(yán)重的沖突及干擾，并且成本高、生產(chǎn)效率低下，許多煤礦企業(yè)無法負(fù)擔(dān)。最后是離層注漿法，這一方式具有諸多優(yōu)勢，成本低廉、回采率高、生產(chǎn)效率高，并且產(chǎn)能也非常高，十分受歡迎。

2.2新型離層注漿技術(shù)

舊有的離層注漿技術(shù)在不充分開采時所發(fā)揮的作用比較好，但在煤礦達(dá)到充分采動的情況時就不能達(dá)到建筑物下采煤的沉降要求，所以就有了新型離層注漿技術(shù)的出現(xiàn)。采煤工作面在進(jìn)行一段時間開采之后，覆巖就會產(chǎn)生運動，而由于多種因素的影響，軟巖層與硬巖層的交界處就會出現(xiàn)離層。在離層剛開始出現(xiàn)的時候就需要及時地在離層內(nèi)注入高壓漿體，預(yù)防上覆巖層運動的發(fā)生，及時阻止主關(guān)鍵層以上的地層運動，在主關(guān)鍵層下面與煤層底板之間形成一個壓實的填充區(qū)，讓巖層的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，防止地表塌陷等情況的發(fā)生。新型的離層注漿技術(shù)能夠從空間置換的角度來開展工作，以防止與采煤工作發(fā)生沖突，讓采煤工作更加具有連續(xù)性，實現(xiàn)了低成本與高效率并存的工作方式。而從空間守恒的角度來看，新型的離層注漿技術(shù)主動利用高壓把漿體注入到離層當(dāng)中，改變了傳統(tǒng)被動帶入的方式，這樣能夠更加充分地對離層的空間進(jìn)行填充，更好地改善地表沉降現(xiàn)象。同時，離層注漿自身還具有泌水性，使得離層的填充效果更好。從空間轉(zhuǎn)換角度來看，新型的離層注漿技術(shù)能夠利用結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換的力學(xué)原理來完成柱式平臺結(jié)構(gòu)，可以通過更小的填充量來實現(xiàn)更好的填充效果，達(dá)到降低成本的目的。相比于其他填充技術(shù)來說，新型離層填充技術(shù)具有更大的優(yōu)勢，可以延長煤礦的開采壽命，降低了礦山關(guān)閉所帶來的環(huán)境與社會方面的壓力。

2.3廢水廢氣以及固體污染物的治理

首先是對廢水的治理，煤礦企業(yè)應(yīng)加大對廢水的處理力度，盡量對廢水進(jìn)行二次利用，對不同水質(zhì)的水進(jìn)行分流，防止水質(zhì)好的水被污染，嚴(yán)格控制廢水排放，提高水資源的利用效率。其次是對廢氣的治理，煤礦開采過程中一方面應(yīng)及時地進(jìn)行灑水工作，減少揚塵的存在；另一方面應(yīng)采用爐前脫硫、爐中脫硫以及爐后脫硫的方式來降低煤炭中二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴?。最后是對物體廢棄物的治理，在煤礦的工作過程中，應(yīng)加大對現(xiàn)場的監(jiān)管力度，促使工作人員能及時地將固體廢棄物進(jìn)行分類并進(jìn)行合理的處理。另外，還可以有針對性地對固體廢棄物進(jìn)行回收再利用，提升資源的利用效率。

3結(jié)語

煤礦環(huán)境治理是一個系統(tǒng)性的工作，涉及多個方面，具有一定的難度。但是，環(huán)境污染會產(chǎn)生很多的不利影響，直接影響生態(tài)系統(tǒng)的平衡，進(jìn)而影響人類社會的生存與發(fā)展。因此，人們應(yīng)該對煤礦環(huán)境的治理加以重視，在實踐中開發(fā)更多的治理技術(shù)。

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作者：孟慶松 單位：山西焦煤集團(tuán)有限責(zé)任公司