????綠色開采的內(nèi)涵與技術體系
????從廣義資源的角度論，在礦區(qū)范圍內(nèi)的煤炭、地下水、煤層氣瓦斯、土地以至于煤矸石以及在煤層附近的其他礦床，都應作為經(jīng)營這個礦區(qū)的開發(fā)對象而加以利用。原來對礦井瓦斯的定義是:“礦井中主要由煤層氣構(gòu)成的以甲烷為主的有害氣體?！倍诘V井水文地質(zhì)類型劃分中認為:根據(jù)礦井水文地質(zhì)條件、涌水量、水害情況和防治水難易程度，劃為……類型?！?br /> ????顯然，上述概念將原本為礦區(qū)資源的瓦斯和水單純作為有害物來對待是不合適的。煤礦綠色開采及相應的綠色開采技術在基本概念上是從廣義資源的角度上來認識和對待煤、瓦斯、水等一切可以利用的資源，基本出發(fā)點是防止或盡可能減輕開采煤炭對環(huán)境和其他資源的不良影響，目標是取得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益。
針對煤礦中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，“綠色開采技術”主要包括以下內(nèi)容:
????①水資源保護--形成“保水開采”技術;
????②土地與建筑物保護--形成離層注漿、充填與條帶開采技術;
????③瓦斯抽放--形成“煤與瓦斯共采”技術;
????④煤層巷道支護技術與減少矸石排放技術;
????⑤地下氣化技術。這些內(nèi)容構(gòu)成的綠色開采技術體系如圖1所示。
????綠色開采的基礎理論為
????①采礦后巖層內(nèi)的“節(jié)理裂隙場”分布及離層規(guī)律;
????②開采對巖層與地表移動的影響規(guī)律;
????③水與瓦斯在裂隙巖體中的滲流規(guī)律;
????④巖體應力場的分布規(guī)律及巖層控制技術。
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??????關鍵層理論對綠色開采研究的指導作用
??????采場老頂巖層“砌體梁”結(jié)構(gòu)模型是針對開采過程中的礦山壓力控制而提出來的。近年來，為了解決巖層控制中更為廣泛的問題，提出了巖層控制的關鍵層理論。
??????提出關鍵層理論的目的是為了研究覆巖中厚硬巖層對層狀礦體開采中節(jié)理裂隙的分布及其對瓦斯抽放與突水防治以及對開采沉陷控制等的影響，為綠色開采的研究提供理論平臺。開采后，隨著關鍵層的破斷，在該區(qū)域內(nèi)地下水將形成下降漏斗。地下水位能否恢復，則決定于隨著工作面的推進，上覆巖層中是否有軟弱巖層（事實上它是研究地下水滲漏的“關鍵層”)經(jīng)重新壓實導致裂隙閉合而形成隔水帶。
????把地下水視為資源，必須形成保水開采技術，即開采后地表水暫時形成下降漏斗仍能恢復到原來狀態(tài)的開采技術。
????基于巖層控制的關鍵層理論提出，將保證覆巖主關鍵層不破斷失穩(wěn)作為建筑物下采煤設計的基本原則。
為了保證建筑物下采煤既具有較好的經(jīng)濟效益，同時又確保地面建筑物不受到損害，關鍵在于根據(jù)具體條件下覆巖結(jié)構(gòu)與關鍵層特征來研究確定合理的減沉開采技術及參數(shù)。確定覆巖中的關鍵層位置，掌握其離層與破斷特征參數(shù)，是注漿減沉技術應用可行性分析、鉆孔布置與注漿工藝設計及減沉效果評價的基礎。
??????從理論上來說，充填采礦是解決煤礦開采環(huán)境問題的理想途徑。為了降低充填成本，基于巖層控制的關鍵層理論，提出了部分充填（條帶充填)控制開采沉陷的思路:僅充填部分采空區(qū)，只要保證未充填采空區(qū)的寬度小于覆巖主關鍵層的初次破斷跨距，且充填條帶能保持長期穩(wěn)定，就可有效控制地表沉陷。
??????我國70%以上煤層的滲透率小于1×10-3μm2，這對我國開展煤層瓦斯采前預抽是極為不利的。若在開采時形成采煤和采瓦斯兩個完整的系統(tǒng)，利用巖層運動的特點將煤層氣高效開采出來，即形成“煤與瓦斯共采”技術。
??????關鍵層理論所得出的節(jié)理裂隙場分布規(guī)律將對瓦斯抽出技術有重要參考作用。
??????矸石不上井涉及到煤巷維護問題，而且隨著采深的增加，巖石巷的開掘?qū)⒉豢杀苊?。因此矸石不上井就存在一個矸石井下處理系統(tǒng)。
??????應該說，在經(jīng)濟原則下矸石的井下處理是綠色采礦問題。但矸石的井上處理就像地面復墾一樣是環(huán)境治理問題，不屬于綠色開采技術。
????煤炭地下氣化是一種整體綠色開采技術。應解決如何使地下煤炭氣化產(chǎn)生的致癌物質(zhì)苯和酚不擴散，不污染、毒化地下水資源及如何處理燃燒形成的大量二氧化碳污染空氣的問題。否則煤炭地下氣化就失去了綠色開采的意義。
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????綠色開采若干待研究的問題
????下列問題將是綠色開采有待于進一步研究的主要問題:
????①采動破裂煤巖體中水與瓦斯流動規(guī)律的研究;
????②基于巖層移動與關鍵層理論的開采沉陷預測與建筑物下采煤的定量設計方法;
????③適合煤礦特點的充填采礦材料與工藝系統(tǒng);
????④煤礦綠色開采技術的經(jīng)濟評價方法與法規(guī)。
????參考文獻:
????[1]錢鳴高，許家林，繆協(xié)興.煤礦綠色開采技術壓[J].中國礦業(yè)大學學報，2003,32(4):343-348
????[2]錢鳴高，繆協(xié)興，許家林，等.巖層控制的關鍵層理論配[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2000.1-300