中国煤炭学会

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中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望―缪协兴
发布时间: 2015年10月16日
来源: 中国煤炭学会
目的   中国是世界上少有的以煤炭作为主要能源的国家之一,煤炭产量已经超过了世界总产量的三分之一,与煤炭生产相关的资源破坏、环境损害以及生产事故现象十分突出,因而我国学者率先提出了实现煤炭资源绿色开采的理念和科学研究与技术框架,继而又提出了实现科学采矿的学术观点。本文将围绕实现煤炭资源绿色开采这个主题,简单总结一下近年来在基础理论研究和应用技术开发方向取得的主要进展,并作相关展望。 方法   从煤炭资源绿色开采的内涵与框架、采动岩体结构理论和采动岩体渗流理论等方面较为系统地论述了煤炭资源绿色开采基础研究方面取得的主要进展;以煤与瓦斯共采、保水采煤和矸石直接充填采煤等技术开发成果,综述了在突破传统采煤技术理念上的煤炭资源绿色开采技术方面取得的重要进展;从实现煤炭资源绿色开采应重视的基础科学研究、重点技术攻关、政府应履行的职能以及国家立法等方面对今后相关研究与技术开发工作作了简单展望。 结果   (1)绿色开采技术主要内容包括水资源保护-形成“保水开采”技术、土地与建筑物保护-形成“充填开采”技术、瓦斯抽放-形成“煤与瓦斯共采”技术等。(2)煤矿绿色开采进展在理论研究方向主要体现在采动岩体的结构运动理论和渗流理论等方面,在技术开发方面重点体现在煤与瓦斯共采、保水采煤和矸石直接充填采煤等方面。(3)采动岩体结构理论和采动岩体渗流理论取得的主要进展:①在采动岩体结构理论方面,建立了岩层控制的结构关键层力学模型,研究了关键层变形、破断和结构运动规律;②在采动岩体渗流理论方面,掌握了采动破碎岩体渗流与渗流突变规律,提出了采动岩体渗流突变判据,建立了采动岩体渗流理论。(4)煤与瓦斯共采、保水采煤和矸石直接充填采煤取得的重要进展:①在煤与瓦斯共采方面,基于岩层移动关键层理论,建立了卸压瓦斯抽放钻孔布置的基本原则,提出了采动卸压瓦斯抽采技术,有利地促进了煤矿安全生产;②在保水采煤方面,基于隔水关键层的定义,提出了隔水关键层原理,成功实现了采场底板突水防治;③在矸石直接充填采煤方面,开发了矸石直接充填置换煤炭的成套技术,建立了矸石充填采煤的矿压分析和岩层运动与地表沉陷预计方法,并开发出了井下煤流分选设备与系统、井下矸石运输系统等,进而将其成功用于“三下”压煤和其它煤柱的回采。(5)实现煤炭资源绿色开采应成为资源环境领域科学研究的重点,并从采煤方法的源头进行技术开发与创新,使其成为政府应履行的一项重要责任,进行国家立法,保障煤炭绿色开采。 结论   (1)阐述了煤炭绿色开采的内涵,介绍了煤矿绿色开采的经济原则,提出了煤矿绿色开采的研究框架。(2)从采动岩体结构理论和采动岩体渗流理论等方面系统地论述了煤炭资源绿色开采在基础研究方面取得的主要进展。(3)基于煤与瓦斯共采、保水采煤和矸石直接充填采煤等技术开发成功,综述了在突破传统采煤技术理念上的煤炭资源绿色开采技术方面取得的重要进展。(4)从实现煤炭资源绿色开采应重视的基础科学研究、重点技术攻关、政府应履行的职能和国家立法等方面对今后相关研究与技术开发工作进行了简单展望。