我国采煤沉陷及其控制研究现状与展望

深部开采已经是我国煤炭资源开采目前或将要面临的问题之一。同时,“三下”压煤的亟待开采和与环境相协调的煤炭开采技术的研究,也是煤炭行业可持续发展和保护地表环境必须的研究课题。通过论述分析采煤沉陷现状、控制采动覆岩方法、采煤沉陷相关理论研究,可以得出,我国采煤沉陷分布广泛、涉及面广、影响严重,采动覆岩控制的方法和理论,仍然存在与矿业发展不协调或有待改善的地方。“三下”压煤的全煤层开采研究、覆岩移动规律细化数值模拟、充填开采工艺设计及地表移动预计程序的更新或开发等方面,将是现阶段开采沉陷学科深入研究的重点。最后展望了符合绿色开采理念的采煤方法或煤炭技术途径。     

充填开采对“煤—水”双资源矿井资源属性正效应的影响研究

针对我国煤炭资源开采现状,为解决煤炭开采与生态环保、水资源之间的矛盾和冲突,实现绿色开采的多赢目标,在系统阐述“煤—水”双资源矿井开采概念与内涵的基础上,通过理论分析、数值模拟等方法,对比分析垮落法和充填开采两种不同开采方式对上覆岩层运移规律的影响程度,提出了以绿色充填开采实现“煤—水”双资源矿井资源属性正效应的研究思路及方法。研究结果表明:充填开采控制顶板,上覆岩层不出现“三带”变化,仅出现“两带”,降低了覆岩破坏高度,阻断岩层的破断,起到了抑制水害发生的作用;充填步距、充填率、充填体强度与上覆岩层下沉值呈线性关系。相关研究成果对类似条件下的“煤—水”双资源矿井具有一定的借鉴意义。     

煤矿绿色开采与沙漠综合治理的互补性

从地理分布、资源特点、生态环境和经济发展4个方面,对煤炭绿色开采与沙漠综合治理之间的互补性进行了分析.以沙漠沙为主要原材料,对煤炭资源实施充填开采,一方面可从根本上控制采煤引发的岩层移动,避免地下水系和地表环境遭到破坏,从而实现煤炭绿色开采;另一方面通过科学采沙减少沙源,矿井水的资源化利用增加水源,可以有效地遏制土地沙化.将资源开发与环境治理作为一个完整的系统,煤炭企业进行资源开采、煤炭深加工、坑口发电的同时,以投资入股的形式参与沙漠治理开发,发展以种植业、养殖业、林业等为主的“沙产业”,从根本上减轻过度农垦、放牧、樵采等人为活动造成的环境压力,最终实现企业与社会,经济与环境的协调可持续发展.     

“双碳”目标下煤炭绿色低碳发展新思路

在“双碳”目标背景与当前技术条件下,“煤”“废”“碳”构成了煤炭的“不可能三角”,严重制约着煤炭行业的绿色低碳可持续发展。秉持“以废治废”“从哪里来到哪里去”的原则,着眼“煤”的减损化开采、“废”的功能化利用、“碳”的低碳化处置三维视角,探索“煤”“废”“碳”协同发展路径,为破解煤炭“不可能三角”和推动煤炭绿色低碳发展提供全方位解决方案。具体包括：①阐明了“煤”的减损化开采科学内涵,明确了生态脆弱区含(隔)水层空间组合特征、采煤减损技术应用下的覆岩移动规律和覆岩采动损伤下的地表变形规律等减损化开采科学问题,提出了面间煤柱“掘-充-留”一体化、窄条带式充填开采和综采架后充填开采等减损化开采技术;②阐明了“废”的功能化利用科学内涵,明确了固废功能化利用的科学问题,包括镁-煤基固废原材料改性方法与机理、多元固废协同作用机制、全固废充填材料性能调控理论3个方面,形成了以固废原材料改性、固废基胶凝材料研发、全固废充填材料制备为核心的固废功能化利用关键技术体系;③阐明了“碳”的低碳化处置科学内涵,提出了“碳”的低碳化处置科学实践框架和实施路径,厘清了在“碳”的低碳化处置过程中关于矿化材料制备、封存...     

中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望

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.     

刊首语

近年来,绿色开采是煤炭开采的发展方向,对提高煤炭采出率、保护生态环境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。绿色开采是指从开采的角度防止或尽可能减轻因开采煤炭对环境造成的不良影响,形成一种使资源与环境相互协调的开采技术。其基本目标是通过推行先进的开采技术,在解放煤     

煤矿绿色开采理论与技术浅谈

<正>【名家讲坛】应山西省煤炭学会邀请,中国矿业大学“岩层移动与绿色开采”团队许家林教授出席山西省煤炭学会总工程师委员会年会,暨第三届总工程师（绿色开采）论坛,并为近200名煤矿总工程师作《煤矿绿色开采》主题报告。报告从山西煤矿绿色开采的重大意义开篇,系统论述了团队的绿色开采研究成果,包括基本概念、理论基础、绿色开采技术及工程实践等。许家林教授紧贴煤矿生产实际,对团队研发的覆岩隔离注浆充填等绿色开采技术进行了深入浅出地讲解,指明了煤矿绿色开采的发展方向,对于煤矿绿色开采的顶层设计及技术实施具有重要指导意义。     

“构造控灾”机理的理论框架及其应用

煤矿区集煤炭资源开采、利用与土地资源占用与破坏为一体,是资源与环境、灾害的矛盾相对集中显现的区域之一,建设“绿色矿区”已成为中国政府和人民的热切期盼。通过对煤矿区地表环境灾害的研究,提出了“构造控灾”的学术观点及其理论框架,嗣后在国家自然科学基金支持下,从地质视角,全面分析、研究了煤矿区构造介质、构造形态、构造界面、构造应力等地质因素及由其构成的构造环境对采煤沉陷的控制作用和控制机理,在地质工程及采矿与环境保护领域开辟了一个新的研究方向,为“绿色矿区”建设提供了重要的理论与技术基础支持。     

实施绿色开采 促进露天煤矿可持续发展

目前,我国400余座露天煤矿煤炭产量达7.1亿t,占煤炭总产量的20.8%。针对露天煤矿开采对固体环境、水体环境、大气环境和生态环境带来的综合性影响,提出,采用绿色开采技术是解决露天煤矿生态环境问题的根本途径,对露天煤矿绿色开采的概念和内涵进行了界定。根据我国露天煤矿现状,认为,应加强露天煤矿绿色开采理论研究,实施绿色开采一体化技术,对露天煤矿破坏生态环境的机理开展研究,建议露天煤矿应采取闭坑治理等系列绿色开采技术,提出露天煤矿5项绿色开采原则,建议用“土地置换原则”及“土地扰动系数”破解露天煤矿土地征地困局,建立露天煤矿“绿色度”评价指标体系和评价模型。     

孟加拉国Barapukuria矿厚煤层分层协调减灾开采模式

针对孟加拉国Barapukuria矿井开采中的顶板水害、冲击地压、煤层自然发火等危害矿井安全的灾害问题,在分析矿井“三厚二硬一强”地质特征及UDT强含水砂层水害、厚硬顶板断裂强冲击灾害和厚煤层多分层开采采空区遗煤的易自然发火灾害的致灾条件,LDT隔水层隔水性能和覆岩结构关键层稳定性的控灾条件的基础上,提出了厚煤层分层协调减灾开采理论。应用协调减灾开采理论、原理,构建了孟巴矿厚煤层分层协调减灾开采模式和顶板水害上保下疏,冲击地压动静转移和自燃火灾时空适配的多灾源防控技术体系,实现了孟巴矿厚煤层多分层安全开采。通过在孟巴矿的应用与实践表明,厚煤层分层限厚开采能够充分利用覆岩结构控灾机制,避免厚硬顶板整体断裂冲击灾害发生;厚煤层分层协调错距布置方法开采,能够分散转移厚煤层边界高应力、避免覆岩拉伸区叠加破坏,有效保护隔水层的完整与隔水性;厚煤层分层整体错距协调开采方式,能够有效释放上分层采空区煤柱应力,实现覆岩整体快速沉降,密实覆岩垮裂带空隙,降低采空区自然发火危险性。在多灾害叠加的矿井开采条件下,应用协调减灾开采方法能够从源头控制开采致灾强度,与常规灾害防治方法相结合,能够起到更明显的灾害防...