第一篇：煤矿开采技术复习题

一、名词解释：

1、井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。

2、采煤工艺：采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合。

3、采区车场：采区上（下）山与运输大巷、回风大巷以及区段平巷联络处的一组巷道和硐室的总称，是采区巷道布置系统中的重要组成部分。

4、正规循环作业：按照作业规程中循环作业图表安排的工序顺序和劳动定员，在规定的时间内保质、保量、安全地完成循环作业的全部工作量，并周而复始的进行采煤工作的一种作业方法。

5、采煤工作面作业规程：是现场工程技术管理人员根据工作面的具体地质条件、机械电气设备配备和劳动力条件编制的技术性文件，是工作面生产技术管理的依据。

6、井底车场：联接井筒和井下主要运输大巷的一组巷道和硐室的总称，是联结井下运输和井筒提升的枢纽，担负着煤炭、矸石、物料和人员的转运及为全矿井通风、排水、供电服务的任务。

7、采煤系统：采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风等目的的生产系统。通常是由一系列的准备巷道和回采巷道组成的。

8、矿山压力：存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力。

二、选择题：

1、水力采煤法为（）体系采煤法。B A、壁式

B、柱式

2、主、副井均为平硐，风井为立井的矿井开拓方式为（）。D A、立井开拓

B、斜井开拓

C、综合开拓

D、平硐开拓

3、“三人连锁爆破制”的瓦检员携带的（）牌交给爆破工。C A、警戒牌

B、爆破命令牌

C、爆破牌

4、在普采工作面的支护中，为保护最后一排立柱，悬臂顶梁和支柱的关系应是（）。B A、正悬臂

B、倒悬臂

5、“一炮三检”时，附近（）m范围内瓦斯浓度达到1%时，严禁装药和爆破。D A、20

B、30

C、40

D、10

6、底卸式矿车运煤时的井底车场形式为（）B A、环形式井底车场

B、折返式井底车场

7、综采工作面风速不允许超过（）m/s。A A、4

B、5

C、6

8、主井为斜井、副井为斜井、回风井为立井的矿井开拓方式为（）B A、立井开拓

B、斜井开拓

C、综合开拓

D、平硐开拓

9、井底车场属于（）巷道。B

A、准备

B、开拓

C、回采

10、综合机械化采煤法中“三直一平”的“一平”指的是（）。A A、输送机

B、顶梁

C、液压支架

11、初次来压前采煤工作面前方煤壁内的支撑压力较平时（）。A A、大

B、相等

C、小

12、煤层群的开采顺序通常采用（）。B A、上行式

B、下行式

C、平行式

13、采煤工作面与巷道连接处的（）m范围内必须加强支护。A A、20

B、30

C、409、14、采区上山与阶段运输大巷相联结的车场为（）C A、采区上部车场

B、采区中部车场

C、采区下部车场

15、采空区处理最常用的方法是（）。C A、缓慢下沉法

B、充填法

C、全部垮落法

16、“追机作业” 属于（）的范畴。C A、作业形式

B、循环方式

C、劳动组织

17、爆破落煤时，三花眼指的是（）排眼。B A、单

B、双

C、三

18、采煤工作面倾角大于（）时，必须有防止煤（矸）窜出刮板输送机伤人的措施。A A、25°

B、15°

C、10°

19、“三采一准”属于（）的范畴。A A、作业形式

B、循环方式

C、劳动组织

20、综采放顶煤采煤工艺的循环标志是（）C A、移架

B、回柱放顶

C、放顶煤

三、判断题：

1、在采空区两侧形成的支撑压力为固定支撑压力。（√）

2、分区式布置多用走向长壁采煤法采煤。

（√）

3、液压支架一般为掩护式和支撑式两种。（×）

4、巷道开掘顺序是开拓巷道、回采巷道、准备巷道。

（×）

5、支架应具备一定的支撑能力和可缩性。（√）

6、倒悬臂支架主要是为了支护机道上方顶板。

（×）

7、壁式采煤工作面推进一般采用后退式。（√）

8、采煤工作面所有安全出口与巷道连接处仅在10米范围内要加强支护。

（×）

9、我国综采放顶煤开采以低位放顶煤为主。（√）

10、支柱入井前应逐根进行压力试验。

（√）

11、综采放顶煤回采以移架作为一个循环的标志。（×）

12、采区是一个相对独立的生产系统。

（√）

13、基本顶的垮落步距比直接顶的垮落步距要大。（√）

14、走向长壁采煤工作面是沿走向布置。

（×）

15、伪倾斜柔性掩护支架采煤法是急倾斜煤层采煤法中较为先进的一种采煤法。（√）

16、可采储量一定，井型越大，服务年限越短。

（√）

17、倾斜长壁采煤工作面是沿煤层倾斜方向推进。（√）

18、穿岩层的水平巷道就是运输大巷。

（×）

19、正悬臂支架主要是为了支护采空区侧顶板。（×）20、斜井开拓时，主井采用带式输送机运煤不可兼作回风井。

（×）

四、问答题：

1、采煤工作面作业规程的主要内容有哪些？

答：

1、工作面基本概况

2、工作面的地质状况

3、采煤方法

4、工作面主要生产系统

5、工作面的循环图表

6、安全管理制度

7、安全技术措施

8、灾害事故防治措施

9、煤质管理措施

2、电牵引采煤机特点有哪些？

答：

1、具有良好的牵引特性；

2、可用于大倾角煤层；

3、运行可靠，使用寿命长；

4、反应灵敏，动态特性好；

5、效率高；

6、结构简单；

7、有完整的监测和显示系统。

3、选择采煤方法的原则是什么？

答：选择采煤方法，应当结合区域经济特点，根据煤层赋存条件、矿井开采技术水平等因素，选用技术先进、经济合理、安全生产条件好、资源回收率高的采煤方法。必须满足安全、经济、煤炭采出率高的原则。

4、试问斜井与立井相比较的优缺点？

答：斜井井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室较立井简单；投产快，建井期短；多水平开采时斜井的石门长度较立井短；斜井延深较立井方便。

缺点是当条件相同时，斜井较立井长，保护煤柱多；围岩不稳定时，维护费用高；提升速度慢、能力小、钢丝绳磨损大、动力消耗大；当斜井较长时，多段提升，转载环节多、占用设备和人员多；沿井筒敷设的管线长、通风线路长；穿过含水层和流砂层困难等。

五、简述题：

1、试完成下面综采工作面循环作业图表，该工作面长度150m，双向割煤，端部斜切进刀（割三角煤），采用“三采一准”作业方式，及时支护，每班四个循环。

割煤移架推移输送机检修试运转

2、某矿普采工作面长度140m，煤层厚度2.1m，煤层倾角6°～8°，煤层普氏系数f=1.5。顶板中等稳定，采用全部垮落法处理采空区，采煤机选用单滚筒采煤机，割煤方式为双向割煤、往返一刀，进刀方式为推入法进刀。试述该工作面割一刀煤的采煤工艺过程。

答：每班开始生产时，采煤机自工作面下切口开始割煤，采煤机向上运行时升起摇臂，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋及弧形挡煤板装煤，工人随机挂梁，托住顶板，采煤机运行至工作面上切口后，翻转弧形挡煤板，将摇臂降下，开始自上而下运行，滚筒割底煤并装余煤。滞后采煤机10-15m，依次开动千斤顶推移刮板输送机，与此同时，输送机槽上的铲煤板清理机道上的浮煤。推移完输送机后，开始支设单体液压支柱。

当采煤机割底煤至工作面下切口时，支设好下端头的支架，移直输送机，采用直接推入法进刀，使采煤机滚筒进入新的位置，以便重新割煤。然后回掉最后一排柱，让采空区顶板自行垮落，同时检修有关设备。

割煤和回柱期间，乳化液泵站始终向工作面供液，以保证推移输送机和支设、回撤液压工作正常进行。

第二篇：煤矿开采技术复习题答案

一、解释名词：

1、井田开拓：由地表进入煤层为开采水平服务所进行的井巷布置和开掘工程。

2、采煤工艺：采煤工作面内各道工序按照一定顺序完成的方法及其相互配合。

3、采区车场：采区上（下）山与运输大巷、回风大巷以及区段平巷联络处的一组巷道和硐室的总称，是采区巷道布置系统中的重要组成部分。

4、正规循环作业：按照作业规程中循环作业图表安排的工序顺序和劳动定员，在规定的时间内保质、保量、安全地完成循环作业的全部工作量，并周而复始的进行采煤工作的一种作业方法。

5、采煤工作面作业规程：是现场工程技术管理人员根据工作面的具体地质条件、机械电气设备配备和劳动力条件编制的技术性文件，是工作面生产技术管理的依据。

6、井底车场：联接井筒和井下主要运输大巷的一组巷道和硐室的总称，是联结井下运输和井筒提升的枢纽，担负着煤炭、矸石、物料和人员的转运及为全矿井通风、排水、供电服务的任务。

7、采煤系统：采区内的巷道布置系统以及为了正常生产而建立的采区内用于运输、通风等目的的生产系统。通常是由一系列的准备巷道和回采巷道组成的。

8、矿山压力：存在于采掘空间周围岩体内和作用在支护物上的力。

四、问答题：

一、采煤工作面作业规程的主要内容有哪些？

1、工作面基本概况

2、工作面的地质状况

3、采煤方法

4、工作面主要生产系统

5、工作面的循环图表

6、安全管理制度

7、安全技术措施

8、灾害事故防治措施

9、煤质管理措施

二：电牵引采煤机特点有哪些？

1、具有良好的牵引特性；

2、可用于大倾角煤层；

3、运行可靠，使用寿命长；

4、反应灵敏，动态特性好；

5、效率高；

6、结构简单；

7、有完整的监测和显示系统。

三、选择采煤方法的原则是什么？

答：选择采煤方法，应当结合区域经济特点，根据煤层赋存条件、矿井开采技术水平等因素，选用技术先进、经济合理、安全生产条件好、资源回收率高的采煤方法。必须满足安全、经济、煤炭采出率高的原则。

四：试问斜井与立井相比较的优缺点？

斜井井筒掘进技术和施工设备比较简单，掘进速度快；地面工业建筑、井筒装备、井底车场及硐室较立井简单；投产快，建井期短；多水平开采时斜井的石门长度较立井短；斜井延深较立井方便。缺点是当条件相同时，斜井较立井长，保护煤柱多；围岩不稳定时，维护费用高；提升速度慢、能力小、钢丝绳磨损大、动力消耗大；当斜井较长时，多段提升，转载环节多、占用设备和人员多；沿井筒敷设的管线长、通风线路长；穿过含水层和流砂层困难等。

五、简述题：

一、绘图题 答：

一、二、某矿普采工作面长度140m，煤层厚度2.1m，煤层倾角6°～8°，煤层普氏系数f=1.5。顶板中等稳定，采用全部垮落法处理采空区，采煤机选用单滚筒采煤机，割煤方式为双向割煤、往返一刀，进刀方式为推入法进刀。试述该工作面割一刀煤的采煤工艺过程。

答：每班开始生产时，采煤机自工作面下切口开始割煤，采煤机向上运行时升起摇臂，滚筒沿顶板割煤，并利用滚筒螺旋及弧形挡煤板装煤，工人随机挂梁，托住顶板，采煤机运行至工作面上切口后，翻转弧形挡煤板，将摇臂降下，开始自上而下运行，滚筒割底煤并装余煤。滞后采煤机10-15m，依次开动千斤顶推移刮板输送机，与此同时，输送机槽上的铲煤板清理机道上的浮煤。推移完输送机后，开始支设单体液压支柱。

当采煤机割底煤至工作面下切口时，支设好下端头的支架，移直输送机，采用直接推入法进刀，使采煤机滚筒进入新的位置，以便重新割煤。然后回掉最后一排柱，让采空区顶板自行垮落，同时检修有关设备。

割煤和回柱期间，乳化液泵站始终向工作面供液，以保证推移输送机和支设、回撤液压工作正常进行。

第三篇：煤矿开采技术

煤矿开采技术

主要课程：计算机文化基础、Visual Basic程序设计、工程制图、工程力学、电工技术基础、测量学、煤矿地质学、机械设计基础、井巷施工技术、矿山压力及其控制、流体力学与流体机械、采掘机械、采煤学、矿井通风与安全、矿井提升运输、矿山电工、计算机绘图、煤矿安全法规、矿山电工学、土力学与地基基础、露天开采概论、露天矿爆破工程、露天矿线路工程、边坡稳定、露天采掘机械、露天矿运输设备、露天采矿工艺、露天矿设计原理、矿山供电等。

就业方向：可在矿山企业、科研院所、政府机构等企、事业单位就业。主要从事矿区规划设计、矿山安全技术、生产技术、安全监察、科学研究等工作。

★ 矿井通风与安全

主要课程：计算机文化基础、Visual Basic程序设计、工程制图、电工与电子技术、采煤概论、工程流体力学、工程热力学与传热学、燃烧学、安全工程学、矿井通风与空气调节、瓦斯防治与开发技术、火灾防止理论与技术、粉层防止理论与技术、水防止理论与技术、安全监测监控技术及应用、煤矿安全法规、矿山电工学、管理学原理、环保概论、电气安全管理、通风与净化工程、危险货物运输管理等。

就业方向：可在煤矿、金属矿、非金属矿从事矿山通风安全和环境保护技术管理工作；也可在上述系统的科研、设计、教学、管理部门从事科学研究、矿山设计、教学、安全监察等工作；还能在工矿企业中从事采暖通风技术工作。

第四篇：浅谈煤矿环保开采技术

浅谈煤矿环保开采技术

（朱英锡）

龙岩市新罗区岩山乡佳山村黄土坑煤矿

摘要：深入分析了我国煤炭开采的现存问题，总结阐述了环保开采的技术体系构成，调查研究了相关保障技术的研究现状和发展趋势，论证了环保开采是煤炭工业可持续发展的必然趋势。

关键词：环保开采；保水开采；充填开采；煤炭气化

2009年12月7～18日，世界各国领导人齐聚丹麦首都哥本哈根，协商如何共同遏制全球变暖，如何保护我们赖以生存的空气、水、土地和食物。然而会议没有达成全球亟需的气候保护协议，以不具法律约束力的《哥本哈根协议》草草收场，加剧了人们对全球气候恶化的担忧。如何应对全球气候变化，是每一个国家、每一个行业都有责任、有义务深入研究和思考的问题。

中国作为世界上主要的发展中国家，近些年在温室气体减排方面做了很多卓有成效的工作，全国各行业积极倡导和实施可持续发展、和谐发展观及循环经济等技术理念，为煤炭行业的发展指明了方向。我国煤矿开采存在的问题

我国“富煤、贫油、少气”的能源赋存状况决定了能源消费必须以煤为主，一次能源消费中有70%～75%来源于煤炭，煤炭行业的健康发展关系到国民经济可持续发展的全局。多年煤炭开采带来一系列环境和安全问题，屡屡为人诟病。

1.1 安全问题

2009年12月21日，黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，再次引发公众对煤矿安全，特别是群死群伤公众事件的关注和深层思考。煤矿事故频发的原因何在，如何从根本上杜绝大型和特大型伤亡事故，不断考验着各级监管、经营和科研服务单位。我国煤炭安全事故频发有着诸如小煤矿安全装备和生产工艺落后、行业多年安全欠账严重、科技投入不足以及技术与管理人才流失严重等客观原因。

1.2 环保问题

主要包括由于地下采掘引起的地面塌陷、水土流失、沙漠化、采煤废水排放以及煤矸石露天堆放污染等。

我国煤炭开采主要采用冒落法管理采空区顶板，造成地面沉降和陷落，因而引发村镇、铁路、桥梁和地面管线设施破坏。

矿井瓦斯主要是矿井中由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。它既是煤矿重大安全事故的祸根，又是一种严重的温室效应气体。研究显示，甲烷造成的温室效应在全球气候变暖中所占份额为15％，仅次于二氧化碳。等量甲烷造成的温室效应是二氧化碳的21倍。我国浅表内具有30～35万亿m3煤层气资源，居世界前列。但由于我国煤层透气性差，难以在开采前抽出。环保开采理论体系与总体框架

环保开采理念是在科学采矿三原则(安全、环保和经济)的指导下提出的，强调在现有采煤理论、方法和技术的基础上，发展与创新采

矿科学技术，从广义资源的角度上认识和对待煤、瓦斯和水等一切可以利用的各种资源。其基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响，以期取得最佳的经济效益和社会效益。

煤矿开采引发的环境与安全问题无不源于采矿活动造成的岩层运动，进而引起周围岩体的应力场、节理裂隙场和瓦斯运移场等相关物理场的变化，因此，研究环保开采技术必须以科学先进的岩层控制理论为基础，为科学采矿的实施提供了理论基础。

在科学采矿的总体框架体系内，主要包括保水开采、煤与瓦斯共采、充填与条带开采和离层注浆减沉、煤巷支护和部分矸石井下处理以及煤炭地下气化等五大技术方向。主要技术现状

近40年来，我国共发生矿井突水事故2000余次，直接经济损失高达40多亿元。据统计，我国国有煤矿中半数具有突水危险性，且随着采深不断延伸，突水危险越来越严重。

煤与瓦斯共采技术充分利用了煤炭开采中上覆岩层的矿压活动，着重对卸压煤层的抽采时机把握和抽采工艺优化。在这项技术上，以袁亮院士为代表的课题组，创造性地解决了我国淮南矿区低透气性煤层群开采的关键问题。

充填开采技术在我国的应用源于抚顺地区建筑物下开采，最早采用的是水砂充填。水砂充填工序复杂，难以实现大规模生产，减沉效果有限，从20世纪80年代起，在井工煤炭开采中逐步淘汰。可喜的是，近期以中国矿业大学缪协兴教授、周华强教授和冯光明教授领导 的课题组，相继提出了矸石充填、膏体充填和超高水充填理论体系，就各充填工艺的实施开展了卓有成效的科研工作，并取得了工业化试验成功，在一定程度上解决了煤矸石堆存和“三下”压煤问题。同期基于关键层理论指导下的上覆岩层离层注浆减沉技术也逐步开展。矸石充填在冀中能源邢东矿、邢台矿、云驾岭矿和梧桐庄矿相继开展，在山东新矿集团翟镇矿、华丰矿以及皖北煤电集团五沟煤矿推广开来。膏体充填技术最早在山东济宁的太平矿取得成功，后推广至冀中能源的小屯矿与邢台矿、河南煤业化工集团焦煤公司鑫珠春矿、淄博矿业集团岱庄矿和枣矿集团拐蒋村矿。超高水充填技术最先在冀中能源邯矿集团陶一矿取得工业化成功。上述充填技术的快速发展，说明煤矿绿色开采技术越来越深入人心，但现有充填技术的推广主要解决了冀中和山东等煤价较高地区“三下”压煤问题，推广面有待扩展，技术上有待进一步完善。

煤巷支护是煤矿设备产能发挥的重要保证。随着我国煤矿开采逐步转入深部，以大采深、高应力、软弱破碎围岩和快速成巷为特征的动压巷道支护技术成为今后的研究热点。部分矸石井下处理工艺为巷充法，即通过沿空留巷和在条带煤柱内开掘矸石充填巷等方式，一定程度上实现了无煤柱开采，提高了矿井回采率。较为突出的技术成果为2002年3月冀中能源邢东煤矿可调向、升降与变速矸石充填机的研制与应用。目前，具有相同功能的充填设备在枣矿集团田陈矿、蒋庄矿和新矿集团鄂庄矿有所应用。山东盛泉矿业有限公司在高档普采工作面应用该技术是其应用领域的又一扩展。结语

煤矿环保开采是我国煤矿发展的必然方向，是和谐矿区建设的重要指导，有着以关键层理论为基础的实施依据，框架体系内主要技术的发展将为我国煤炭开采中实现安全高效、经济环保提供重要保障，达到煤炭行业“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。

浅谈煤矿绿色开采技术

单位：蔚县安泰分公司源丰煤矿

姓名：

电话：

马

波 ***

第五篇：浅谈煤矿绿色开采技术

摘要：深入分析了我国煤炭开采的现存问题，总结阐述了绿色开采的技术体系构成，调查研究了相关保障技术的研究现状和发展趋势，论证了以关键层理论为基础绿色开采是煤炭工业可持续发展的必然趋势。

关键词：绿色开采；关键层理论；保水开采；充填开采；煤炭气化

目录

一、我国煤矿开采存在的问题 ··················································· 1

（一）安全问题···································································· 1

（二）环境问题···································································· 1

二、绿色开采理论体系与总体框架 ············································· 2

三、主要技术现状··································································· 3

四、结语 ··············································································· 5 参考文献 ··············································································· 5

浅谈煤矿绿色开采技术

2009年12月7～18日，世界各国领导人齐聚丹麦首都哥本哈根，协商如何共同遏制全球变暖，如何保护我们赖以生存的空气、水、土地和食物。然而会议没有达成全球亟需的气候保护协议，以不具法律约束力的《哥本哈根协议》草草收场，加剧了人们对全球气候恶化的担忧。如何应对全球气候变化，是每一个国家、每一个行业都有责任、有义务深入研究和思考的问题。

中国作为世界上主要的发展中国家，近些年在温室气体减排方面做了很多卓有成效的工作，全国各行业积极倡导和实施可持续发展、和谐发展观及循环经济等技术理念。正是在这个过程中，2003年钱鸣高院士提出了“绿色开采”的理念[1-2]，为煤炭行业的发展指明了方向。

一、我国煤矿开采存在的问题

我国“富煤、贫油、少气”的能源赋存状况决定了能源消费必须以煤为主，一次能源消费中有70%～75%来源于煤炭，煤炭行业的健康发展关系到国民经济可持续发展的全局。多年煤炭开采带来一系列环境和安全问题，屡屡为人诟病。

（一）安全问题

2009年12月21日，黑龙江龙煤集团鹤岗分公司新兴煤矿发生特别重大瓦斯爆炸事故，再次引发公众对煤矿安全，特别是群死群伤公众事件的关注和深层思考。煤矿事故频发的原因何在，如何从根本上杜绝大型和特大型伤亡事故，不断拷问着各级监管、经营和科研服务单位。我国煤炭安全事故频发有着诸如井工开采量大、小煤矿安全装备和生产工艺落后、行业多年安全欠账严重、科技投入不足以及技术与管理人才流失严重等客观原因。从2006年起，国家加大对煤矿安全投入和治理，煤矿安全的总体形势是好转的，在产量增加的同时，死亡人数逐年下降，多年来煤炭产量以近2亿t/a的速度递增，而百万吨死亡率逐步下降。如何推动煤炭安全形势的进一步好转，实现以人为本与本质安全型的和谐矿区，是煤炭行业亟待解决的问题。

（二）环境问题

主要包括由于地下采掘引起的地面塌陷、水土流失、沙漠化、采煤废水排放以及煤矸石露天堆放污染等。

我国煤炭开采主要采用冒落法管理采空区顶板，造成地面沉降和陷落，因而引发村镇、铁路、桥梁和地面管线设施破坏。大量的农田因塌陷、盐渍化和水土流失无法耕种。矿井开采过程中的大气降水、地表水、地下水及生产用水涌入井下而成为矿井水，目前矿山的年排水量约为22亿m3。以山西省为例[1]，采煤破坏地下水达4.2亿m3/a，导致井水水位下降或干涸共计3 218个，影响水利工程433处、水库40座及输水管道793.89 km，造成1 678个村庄，81.271 5万人以及10.824 1万头牲畜饮水困难。《山西省煤炭开采对水资源的破坏影响及评价》显示，该省因采煤漏水和矿井水排放等造成的经济损失累计达300多亿元。

我国现有煤矸石山1 500余座，历年堆积量达30亿t，占地超过5 000 hm2，在大气降水淋溶时还会进一步污染周围水体、农田和地下水。目前有自燃现象的矸石山约140多座，自燃过程中产生大量的硫化物等有毒有害气体，成为大气污染源。

矿井瓦斯主要是矿井中由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。它既是煤矿重大安全事故的祸根，又是一种严重的温室效应气体。研究显示，甲烷造成的温室效应在全球气候变暖中所占份额为15％，仅次于二氧化碳。等量甲烷造成的温室效应是二氧化碳的21倍。据初步估计[2]，我国2 000 m以浅范围内具有30～35万亿m3煤层气资源，居世界前列。但由于我国煤层透气性差，难以在开采前抽出。建国以来，我国煤矿发生煤与瓦斯突出事故1 500余次，2001年由于瓦斯事故的死亡人数占煤矿总死亡人数的40％。煤矿每年排放瓦斯70～190亿m3。

二、绿色开采理论体系与总体框架

绿色开采理念是在科学采矿三原则(安全、环保和经济)的指导下提出的，强调在现有采煤理论、方法和技术的基础上，发展与创新采矿科学技术，从广义资源的角度上认识和对待煤、瓦斯和水等一切可以利用的各种资源。其基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对环境和其他资源的不良影响，以期取得最佳的经济效益和社会效益[1]。

煤矿开采引发的环境与安全问题无不源于采矿活动造成的岩层运动，进而引起周围岩体的应力场、节理裂隙场和瓦斯运移场等相关物理场的变化，因此，研究绿色开采技术必须以科学先进的岩层控制理论为基础，钱鸣高、缪协兴及许家林等人提出的关键层理论[3-5]为科学采矿的实施提供了理论基础。

在科学采矿的总体框架体系内，主要包括保水开采、煤与瓦斯共采、充填与条带开采和离层注浆减沉、煤巷支护和部分矸石井下处理以及煤炭地下气化等五大技术方向。

三、主要技术现状

近40年来，我国共发生矿井突水事故2 000余次，直接经济损失高达40多亿元。据统计，我国国有煤矿中半数具有突水危险性，且突水危险越来越严重。同时，山西、陕西和内蒙古等缺水地区也急需解决煤炭保水开采的问题。关键层理论认为[1]，煤炭采出后，随着关键层的破断，在该区域内地下水将形成下降漏斗。地下水位能否恢复，取决于随着工作面的推进，上覆岩层中是否含有软弱岩层(事实上它是研究地下水渗漏的“关键层”)，及其能否经重新压实导致裂隙闭合而形成隔水带。这说明从技术上把握了关键层的破断规律，可以有条件开采受水患威胁的优质煤炭资源。

煤与瓦斯共采技术充分利用了煤炭开采中上覆岩层的矿压活动，着重对卸压煤层的抽采时机把握和抽采工艺优化。在这项技术上，以袁亮院士为代表的课题组，创造性地解决了我国淮南矿区低透气性煤层群开采的关键问题。该技术将高瓦斯、高地压和低透气性煤层群的技术难题统一考虑，以沿空留巷的方式一体化解决高瓦斯、高地温、高地压、井巷失稳、瓦斯突出和冲击地压等开采技术难题，通过通风降温和简化采掘接替，实现连续开采，并为高效抽采瓦斯和治理煤层群瓦斯提供最佳的工作空间，提出基于快速留巷Y形通风抽采卸压瓦斯的煤气共采技术路线。这项技术在排除低透气性难抽瓦斯安全隐患的同时，改善了作业环境，扭转了采掘衔接紧张的不利局面，较好地贯彻了安全、经济和环保的科学采矿三原则。

充填开采技术在我国的应用源于抚顺地区建筑物下开采，最早采用的是水砂充填。水砂充填工序复杂，难以实现大规模生产，减沉效果有限，从20世纪80年代起，在井工煤炭开采中逐步淘汰。可喜的是，近期以中国矿业大学缪协兴教授、周华强教授和冯光明教授领导的课题组，相继提出了矸石充填、膏体充填和超高水充填理论体系，就各充填工艺的实施开展了卓有成效的科研工作，并取得了工业化试验成功，在一定程度上解决了煤矸石堆存和“三下”压煤问题。同期基于关键层理论指导下的上覆岩层离层注浆减沉技术也逐步开展。矸石充填在冀中能源邢东矿、邢台矿、云驾岭矿和梧桐庄矿相继开展，在山东新矿集团翟镇矿、华丰矿以及皖北煤电集团五沟煤矿推广开来。膏体充填技术最早在山东济宁的太平矿取得成功，后推广至冀中能源的小屯矿与邢台矿、河南煤业化工集团焦煤公司鑫珠春矿、淄博矿业集团岱庄矿和枣煤矿集团拐蒋村矿。超高水充填技术最先在冀中能源邯矿集团陶一矿取得工业化成功。上述充填技术的快速发展，说明煤矿绿色开采技术越来越深入人心，但现有充填技术的推广主要解决了冀中和山东等煤价较高地区“三下”压煤问题，推广面有待扩展，技术上有待进一步完善。

煤巷支护是煤矿设备产能发挥的重要保证。随着我国煤矿开采逐步转入深部，以大采深、高应力、软弱破碎围岩和快速成巷为特征的动压巷道支护技术成为今后的研究热点。部分矸石井下处理工艺为巷充法，即通过沿空留巷和在条带煤柱内开掘矸石充填巷等方式，一定程度上实现了无煤柱开采，提高了矿井回采率。较为突出的技术成果为2002年3月冀中能源邢东煤矿可调向、升降与变速矸石充填机的研制与应用。目前，具有相同功能的充填设备在枣矿集团田陈矿、蒋庄矿和新矿集团鄂庄矿有所应用。山东盛泉矿业有限公司在高档普采工作面应用该技术是其应用领域的又一扩展。

煤炭地下气化技术集建井、采煤及转化等多种工艺为一体，大大提高了煤炭资源的利用效率和利用水平，深受世界各国重视[6]。该技术将灰渣留于井下，充填减沉，无固体废弃物排放，避免了大气污染，是一种有较好发展前景的采煤技术，被誉为新一代采煤方法。自20世纪30年代以来，美国、德国和苏联等主要产煤国均对此进行了大量技术研究，取得了不少科研成果，储备了煤炭地下气化的一些关键性技术。我国自1958年开始在鹤岗兴山矿、大同胡家湾、吉林蛟河及安徽独山进行了自然条件下煤炭地下气化试验。1980年以后，相继在徐州马庄和新河、唐山刘庄、新汶孙村、协庄、鄂庄以及山东里彦等10多个矿区进行了试验，初步实现了煤炭地下气化从试验到应用的突破。该技术的成熟将从根本上解决传统煤炭开采和使用方式存在的一系列技术、安全和环境问题，对发挥我国雄厚煤炭资源的优势，生产洁净能源，保障能源供给安全，促进经济和环境的协调发展都具有十分重要的战略意义。

四、结语

煤矿绿色开采是我国煤矿发展的必然方向，是和谐矿区建设的重要指导，有着以关键层理论为基础的实施依据，框架体系内主要技术的发展将为我国煤炭开采中实现安全高效、经济环保提供重要保障，达到煤炭行业“低开采、高利用、低排放”的可持续发展目标。

参考文献：

[1] 钱鸣高．绿色开采的概念与技术体系[J]．煤炭科技，2003(4)：1-3.[2] 钱鸣高，许家林，缪协兴．煤矿绿色开采技术的研究与实践[J]．能源技术与管理，2004(1)：1-4.[3] 许家林，钱鸣高．岩层控制关键层理论的应用研究与实践[J]．中国矿业，2001(6)：54-56.[4] 许家林，连国明，朱卫兵，等．深部开采覆岩关键层对地表沉陷的影响[J]．煤炭学报，2007(7)：686-690.[5] 许家林，朱卫兵，王晓振，等．浅埋煤层覆岩关键层结构分类研究[J]．煤炭学报，2009(7)：865-870.[6] 马 驰，余 力，梁 杰．中国煤炭地下气化技术的发展[J]．中国能源，2003(2)：11-15.