基于绿色矿山理念的煤炭开采技术与煤炭工艺创新研究

刘东

摘要：由于环境意识的加强，传统采煤方法受到严重挑战，“绿色矿山”概念的提出，给我国煤炭工业的发展提供了新的思路。阐述了绿色采矿思想的基本原理，以绿色矿山思想为指导的采煤技术与工艺创新，对其面临的挑战与展望进行了综述，通过研究了以“绿色”为核心的采煤技术与过程的创新，为实现煤炭企业的可持续发展奠定基础。

关键词：绿色矿山理念；煤炭开采技术；煤炭工艺；创新研究

引言

绿色采矿思想在采煤工艺中使用环境友好型、低碳、资源高效利用的技术和方法，目的是降低环境冲击，增加资源利用率。采煤技术及采煤技术革新的探讨也是为了贯彻“绿色采矿”的理念而进行的科研工作。

一、绿色矿山理念的基本原则

（一）资源有效利用

绿色矿山致力于最大限度地提高矿产资源的利用效率，减少资源的浪费和消耗。通过采用先进的技术和工艺，优化矿石的开采和处理过程，降低能耗和排放，实现资源的可持续利用。资源有效利用是指在矿山开采过程中，要最大限度地利用和管理资源，避免浪费和过度开采。通过合理规划和科学技术手段，矿山可以实现资源的循环利用，最大程度地减少资源的损耗和浪费。

（二）环境保护

环境保护是指在矿山运营过程中，要保护周围的自然环境和生态系统，减少对环境的破坏和污染。绿色矿山应该采取环保措施，包括减少尘埃、废水和废气的排放，防止土壤和水源的污染，保护植被和野生动物的生存环境。同时，应该积极开展环境监测和评估，及时发现和解决环境问题，确保矿山运营对环境的负面影响最小化。

（三）社会责任

社会责任是指矿山企业应该承担社会责任，关注和回应社会的各种需求和关切。绿色矿山应该积极参与社会发展，促进就业机会的创造和提高，为当地经济的发展作出贡献。同时，应该尊重当地居民的权益，与当地居民进行充分沟通和协商，解决可能引发的社会矛盾和冲突。此外，矿山企业还应该加强安全生产管理，确保员工的安全和健康，同时培养和支持当地员工的职业发展。

二、煤炭开采技术创新的绿色实践

（一）无煤层气化技术

无煤层气化是一种将煤矿底板煤、矸石等资源进行高效利用的技术。利用该技术，可以将废弃煤矿进行气化，产生可再生的煤层气。这种煤层气不仅可以作为能源供应，还可以用于化工等领域，减少对化石能源的依赖，并减少二氧化碳等有害气体的排放。

（二）灾害防治技术

煤矿开采容易引发各种地质灾害，如矿井塌陷、煤尘爆炸等。为了降低这些灾害的发生概率及危害程度，矿山开采企业需要进行灾害防治技术的创新。包括加强煤层结构的分析和预测，使用先进的探测设备，以及采用稳定矿柱、密闭排风等措施来增强矿井的安全性。

（三）废弃物处理技术

煤矿开采过程中会产生大量的废弃物，如煤渣、煤灰等。传统的处理方式往往是直接堆放或填埋，容易造成土壤和水资源的污染。为了解决这一问题，需要开发创新的废弃物处理技术，如煤矸石的综合利用、湿法粉煤灰处理等。通过有效的废弃物处理技术，可以减少对环境的影响，实现绿色开采。

三、煤炭工艺创新的绿色实践

（一）选煤技术改进

    选煤技术改进是煤炭工艺创新的一项重要绿色实践。通过对传统洗煤工艺进行改进和创新，可以实现更高效、低排放、资源节约和环境友好的煤炭生产。

（1）高效分选技术

传统地洗煤过程中，往往会产生大量的煤矸石，浪费了宝贵的煤炭资源，同时也增加了环境污染。绿色实践中采用高效分选技术，如密度分选、重介质分选和气力分选等，可以将煤矸石与煤炭有效地分离，提高煤炭的利用率，减少废弃物产生。

（2）超细粉煤处理

超细粉煤是指颗粒尺寸在几微米到几十微米之间的煤炭细粉。传统上，超细粉煤被视为废弃物，难以有效利用。但通过研发和应用新的超细粉煤处理技术，比如干法脱硫、湿法脱硫和焦化剂等，可以将超细粉煤转化为高附加值的产品，如煤水浆、干粉煤和燃料气等，实现资源循环利用。

（3）污水处理与循环利用

洗煤过程中会产生大量含有悬浮固体和化学物质的废水。通过引入先进的污水处理技术，如沉淀、过滤、生物降解和膜分离等，可以将废水中的有害物质去除或降解，达到排放标准。同时，应用循环水系统，将处理后的废水进行回收和再利用，减少对水资源的消耗，实现绿色生产。

（4）排放控制与治理技术

洗煤过程中的煤尘、废气和废弃物排放是重要的环境问题。通过采用先进的排放控制设备和技术，如电除尘器、湿式脱硫、烟气脱硝和安全填埋等，可以有效减少煤尘和有害气体的排放。此外，开展废弃物综合利用和无害化处理，如矸石填海造地和煤矸石绿化修复

（二）煤炭高效燃烧技术

煤炭高效燃烧技术的改进是煤炭工艺创新的重要方面之一，它致力于提高煤炭的利用效率和减少对环境的不良影响。下面介绍一些煤炭高效燃烧技术改进的绿色实践：

（1）超超临界燃烧技术

超超临界燃烧技术是指通过提高锅炉的蒸汽参数（温度和压力），使煤炭在更高温度下燃烧，提高锅炉热效率。这种技术能够有效降低单位能源消耗和二氧化碳排放。

（2）燃料预处理和混烧技术、燃烧流场优化技术

在煤炭燃烧过程中，通过对煤炭进行预处理，如洗选、粉碎等，可以提高燃烧的效率和稳定性。此外，将煤炭与其他可再生能源或废弃物进行混烧，如生物质、废弃物、石油焦等，能够减少对煤炭的需求，并降低污染物的排放。通过改善燃烧设备的结构和设计，优化燃烧流场，实现煤炭的充分燃烧和热传导，提高锅炉的热效率。

（3）脱硫、脱硝和除尘技术与废渣资源化利用

通过应用先进的脱硫、脱硝和除尘技术，可以有效地减少燃煤电厂中二氧化硫、氮氧化物和颗粒物的排放，保护大气环境质量。废渣资源化利用：对于煤炭燃烧过程中产生的废渣，如煤灰和煤矸石等，可以进行资源化利用。例如，将煤灰用作建筑材料或填充材料，将煤矸石进行再加工，提取有价值的矿物质，减少废弃物的排放。

四、基于绿色矿山理念的技术和工艺创新的挑战与前景

（一）挑战

资源利用效率提升：绿色矿山需要通过技术和工艺创新来提高资源利用效率。包括优化选矿工艺，提高金属回收率；推广循环经济理念，开展废弃物资源化利用等。然而，技术和工艺创新在实践中面临着投入成本高、技术难度大的挑战。

环境保护与治理：传统矿业常伴随着土地破坏、水土流失、大气污染等环境问题。绿色矿山的实施要求采用低排放、低污染的矿山工艺和设备，有限减少对土壤、水体和大气等自然环境的负面影响。然而，采用绿色矿山技术和工艺也面临着其适用性和成本问题。

社会责任与参与：绿色矿山需要积极履行社会责任，充分考虑对当地社区、劳动力和文化的影响。这包括促进就业机会、安全保障、资源共享等方面。然而，在实践中，均衡社会利益与经济效益之间的关系仍然是一个挑战。

（二）前景

技术创新的推动：技术的不断创新为绿色矿山的实施提供了支持。例如，智能化矿山设备的应用、遥感技术在环境监测中的运用以及数字化技术在矿山管理中的应用等，都有望提高矿山的环境友好性和资源利用效率。跨界合作的强化：绿色矿山的实现需要不同领域间的协同努力。政府、企业、科研机构、社会组织等各方应加强合作，共同推进绿色矿山的理念和创新。这种跨界合作有助于集思广益，加速技术和工艺的创新应用。可持续发展的需求：全球对可持续发展的要求推动了绿色矿山的发展。

五、结论

将绿色矿山理念应用于煤炭开采技术和工艺创新的研究中，旨在促进煤炭行业向可持续发展的方向转变。通过对绿色矿山理念的基本原则进行阐述，希望能够推动煤炭行业实现绿色可持续发展。

参考文献

[1]滕雪丹. 环保税开征背景下M煤炭企业发展战略研究[D].大连海事大学,2019.

[2]杜锋乐.基于构建绿色矿山的煤矿环保工作研究[J].河北企业,2017(10):43-44.

[3]叶仁涛.边角煤开采工艺研究与应用[J].能源与节能,2015(05):169-170.