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煤炭的使用为我们的生活带来便捷,为中国经济事业提供支持。但是由于煤炭资源的不合理开采使用,导致大量的煤炭资源浪费,煤炭开采过程中带来的副产品对环境造成污染以及开采过程中容易造成安全事故发生。绿色开采技术的推行将大大降低这些因传统落后的开采技术带来的这一系列问题的发生。
一、煤炭开采事业的特点
我们知道,煤炭资源是深藏在地下的,它和土地、植被水资源等生态环境紧密相关。当进行煤炭开采作业时很容易破坏地质结构和地表地下的水循环系统,使地面造成塌陷,水资源污染。从而引发山体滑坡、土地沙漠化、地表植被被破坏等生态环境恶化的严重不良后果。煤炭开采过程中产生的副产品,如煤矸石、伴生共生的矿石等这些固体垃圾堆积占用了大量的土地资源,同时对环境也造成污染。目前,雾霾肆虐入侵我国各大城市,城市污染十分严重,我国对环境污染治理问题也越来越重。矿工在开采煤矿时多是井下作业,如钻井施工、安装设备、设计布置煤矿采区路径、挖掘运输等等这些环节。开采周期长,投入资金大。新闻报道中矿井事故导致矿工死亡的事件屡屡发生。因为煤矿开采时往往伴有瓦斯,当瓦斯浓度过高时就会引发瓦斯爆炸、火灾或者瓦斯突出等安全事故。矿工施工时一旦发生事故必将是重大事故,必将造成不可挽回的生命损失和经济损失。除此之外,矿工由于长期生活在粉尘环境中,“尘肺病”成为他们的职业病。煤炭的形成经过千百万年不断进化而来,地球上储蓄的煤炭资源十分有限,不可再生。随着矿产不断开采,煤炭资源也在日益减少。终有一天煤炭资源将走向衰竭。
二、煤炭绿色开采技术
煤炭绿色开采技术将人类的经济发展事业、生态环境事业与煤炭生产事业有机结合。以经济发展为主要目的并且尊重自然原理和规律。
煤矿的绿色开采技术是指在煤矿开采过程中应用先进的煤炭开采技术,严格按照绿色工业保护生态环境原则的开采技术。力求达到“低开采、高效率、低排放”的目标。将煤炭资源的利用对环境造成的危害降到最低,是煤炭资源的生产开发与环境的自我净化系统相协调。最终达到把我国建设成可持续发展强国的终极目标。
三、煤炭绿色开采技术的应用
绿色开采在煤炭中的具体实施主要是应用绿色开采的理论和技术,依据相应立法和法规实行经济核控、总体开采规划的。开采方式主要为:保水开采、煤炭与瓦斯共采、减沉开采、矸石减排、地下气化等。
(一)保水开采技术
此技术是根据煤炭开采后的地下水漏斗的形成机理和上浮岩层破损断裂规律,针对这些规律对相对应的开采在传统的基础上进行改进、优化,使煤矿开采带来的水资源得到充分综合的利用和保护不至于流失浪费。
(二)煤炭与瓦斯共采技术
几乎大部分煤炭事故都与瓦斯有直接关联,瓦斯事故是煤炭事业中死亡率最高危害性最大的煤炭事故之一。但众所周知,瓦斯作为一种新型能源不仅能作用于人们日常生活的发电能源,还能作为化工原料,天然气以及工业燃料。它虽然是有害气体但是它也有它不可替代的价值。如果能在开采煤炭之前将瓦斯开采,不仅能减少瓦斯对巷道的危害性还能对我国天然气的开发使用创造价值。这是实现安全生产的有效途径。
(三)减沉开采技术
当矿工在建筑物下面作业采集矿产时,采用减沉开采技术在提高作业效率确保经济收益的同时减少开采所引起的地表塌陷,保护地面上的建筑不被开采破坏。
(四)矸石减排技术
顾名思义,矸石减排技术是采用合理有效的开采方式,力图将矸石的产生量控制在最小范围内,并且在矸石产生后及时回填进去。以防止矸石废弃物的堆积占用地面面积。目前我国对矸石开采的使用还没普及还只是使用阶段。
(五)地下气化技术
地下气化技术就是将地底下深藏的煤炭通过化学反应转化成煤气再通过相应的管道输送出去,可供工厂电厂等企业用户直接使用,即是将物理开采改变为化学开采,地下气化是一种新型的整体性的绿色开采技术。它较传统的开采技术而言减少了多道工序,很大程度上节省了经济资源。但是就目前而言,我国的地下气化还处于试用时期,因为技术的落后还存在很多缺陷有待完善。
四、结语
绿色是生命的象征是充满希望的颜色。开展煤炭绿色开采技术对于我国的煤矿事业乃至经济发展、社会发展、生态发展都有十分重要的意义。我们要富强也要健康环境,要发展也要保护家园。
(作者单位为济宁矿业集团花园煤矿)
[作者简介:蔡可杭(1961―),男,山东微山人,工程师,济宁矿业集团花园煤矿矿长,主要从事煤炭开采及管理工作。]
参考文献
[1] 张国桥,李钢.煤炭绿色开采技术及其应用[J].中国煤炭,2008(08).
【关键词】绿色开采 保水开采 煤与瓦斯共采 充填开采
【中图分类号】TD821 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)04-0290-01
煤炭开采会造成岩层移动破坏,引起岩层中水与瓦斯的流动,导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故。由于岩层移动,会造成地表沉陷,导致农田、建筑设施的损坏。另外,煤炭开采形成的大量堆积在地面的矸石,既占用良田,又造成环境污染。上述问题若得不到有效解决,在未来几十年内,随着能源总需求和煤炭产量的不断增长,煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态环境问题将更为严重,人类的生存和社会发展环境将受到严重威胁。
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。如今,单纯地通过提高煤炭的产量,已经很难缓解煤炭供应的压力。如何综合考虑发展煤炭循环经济,减少煤炭开采对环境的破坏,把“发展煤炭循环经济,实现煤炭绿色开采”作为煤炭企业的发展理念,大力发展绿色的采煤技术,是解决上述问题的关键。
1、煤炭绿色开采的提出和内容
早在2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系,随后明确了实现煤炭资源开采和环境保护协调发展的绿色开采研究目标,为我国绿色开采技术的研究指明了方向。煤矿绿色开采的主要理论依据是关键层理论、开采对岩层移动的影响及移动规律、水在裂岩体中的渗流规律、开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。
煤矿的绿色开采以及相应的绿色开采技术的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。煤矿的绿色开采目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,绿色开采主要包括以下内容:水资源保护―“保水开采”;瓦斯抽放―“煤与瓦斯共采”;土地与建筑物保护―“充填开采”;排放矸石占用土地污染环境―“煤炭地下气化”等。
2、煤与瓦斯共采技术
瓦斯既是矿井有害气体也是洁净能源,因此应该使其资源化,这和煤炭的绿色开采理念不谋而合。煤与瓦斯共采的技术主要有留巷钻孔法、卸压法。开采瓦斯最好的方法是在煤矿开采前对瓦斯进行抽采,若能在开采前将煤层内瓦斯抽出,则是利用瓦斯改善煤矿安全的最好办法,但由于我国大部分煤体透气性低,在本层内抽采瓦斯有难度,在技术上和效益上很难保证。因此,就需要利用煤与瓦斯共采技术,卖炭开采后围岩压力降低,大量瓦斯在采空区释放,有利于瓦斯抽采,因此形成煤与瓦斯共采体系。另外,对于废弃矿井的瓦斯,可以采用直接抽采,鉴于废弃矿井煤层经过采动而充满瓦斯,因而可以利用采动后岩体内裂隙场的分布及钻孔,将瓦斯抽排管装在井下、封闭井口后,抽出瓦斯。
3、保水开采技术
保水采煤在不同的矿区有不同的技术内涵,缺水矿区要以水资源保护和利用为主,大水矿区,要以减少水资源破坏和防治水灾害为主。因此,保水开采包含水资源保护、水资源利用(煤水共采)和水灾害防治等多项重要内容。煤矿开采过程中破坏了地下含水层的原始径流,大量排出地下水,采空区上方导水裂隙带与地下水体贯通,形成大规模地下水降落漏斗,造成区域含水层水位下降,直接影响到区域水文地质条件。采动影响稳定后产生的地表沉陷往往影响到地表水体(河流、湖泊、井泉等)的原来形态,造成部分沟泉水量减少甚至干涸,影响当地居民正常的生产生活,进而影响区域植被生长,甚至土地沙漠化。
4、充填开采技术
我国多数煤矿存在建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题,充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采法是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况,有效减少地表下沉和变形,提高煤矿采出率,保护地面建筑物、构筑物、生态环境和水体。按照充填材料的不同,充填采矿法分矸石充填、水砂充填和膏体充填。
4.1 矸石充填
利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。抛矸机抛矸充填。将岩巷和半煤岩巷掘进矸石用矿车运至井下矸石车场,经翻车机卸载后,矸石经破碎机破碎,而后进入矸石仓;刮板输送机卸矸充填。充填装备由后端带悬梁的自移式液压支架和充填刮板输送机组成。在自移式液压支架后端增加后悬臂等配件,采用可调高但挂链悬挂充填刮板输送机溜槽,悬挂是为了增加充填垂直高度;风力抛矸充填。风力充填材料粒度的直径不宜大于充填管道的1/2~1/3。并且要求充填材料沉缩率低、不自然、腐蚀性小。矸石经充填机、充填管路充填采空区。一般采煤机割两刀煤充填一次,充填步距1.2~1.6 m,每次充填长度6~9 m,工作面每向前推进50~100 m,充填机前移一次。
4.2 水砂充填
水砂充填采煤法是利用水力通过管道把充填材料沙粒送人采空区的充填采煤法。我国早在20世纪初就开始应用水砂充填采煤法,目前水砂充填技术已经十分成熟。在地面用矿车将采出、破碎及筛分后的成品砂运到贮砂仓贮存。在贮砂室,砂与水混合成砂浆,经充填管路送至工作面采空区,并在采空区脱水,砂子形成充填体,废水经采区流水上山和流水道流入采区沉淀池,经沉淀后,澄清的水流入水仓,用水泵经排水管将水排至地面贮水池,以供循环利用。水砂充填采煤法充填致密,可减少煤尘危害,能有效地控制地表下沉和变形,但井上下充填系统复杂,设备及设施投资大,充填材料昂贵,提高了吨煤成本。
4.3 膏体充填
膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点,这项技术试验成功以后在金属矿山得到较快的发展。膏体充填采煤技术主要由三部分组成,即充填材料、充填设备与工艺、采动岩层充填控制理论。膏体是由煤矸石、粉煤灰、水砂、水泥等组成,由地面设备加工而成的类似牙膏的流体,具有十分良好的流动性和可泵性。充填时,膏体通过巷道中的管路,由充填泵提供动力,输送到液压支架后的采空区。膏体充填技术的核心是膏体充填材料,膏体充填材料的强度对膏体充填的效果起决定作用。膏体充填后,地表下沉减小。膏体充填开采是绿色开采技术的重要组成部分,是解决煤矿开采环境问题的理想途径,是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。
关键词:采煤工艺 膏体充填 绿色开采
现阶段开采技术,开发煤矿高效集约化生产技术、建设生产高度集中、高可靠性的高产高效矿井开采技术以提高工作面单产和生产集中化为核心,以提高效率和经济效益为目标,研究开发各种条件下的高效能、高可靠性的采煤装备和工艺,简单、高效、可靠的生产系统和开采布置,生产过程监控与科学管理等相互配套的成套开采技术,发展各种矿井煤层条件下的采煤机械化,进步改进工艺和装备,提高应用水平和扩大应用范围,提高采煤机械化的程度和水平。
深矿井开采的关键技术是;煤层开采的矿压控制、冲击地压防止、瓦斯和热害治理及深井通风、井巷布置等;需要攻关研究的是:深井围岩状态和应力场及分布状态的特征;深井作业场所工作环境的变化;深井巷道(特别是软岩巷道)快速掘进与支护技术与装备;深井冲击地压防治技术与监测监控技术;深矿井高产高效开采有关配套技术;深矿井开采热害治理技术与装备。“三下”采煤技术,提高数值模拟计算和相似材料模拟等,深入研究开采上覆岩层运动和地表深陷规律,研究满足地表、建筑物、地下水资源保护需要的合理开采系统和优化参数,发展沉降控制理论和关键技术,包括用地表废料向垮落法工作面采空区充填的系统;研究与应用各种充填技术和组合充填技术,村庄房屋加固改造重建技术,适合于村庄保护的开采技术;研究近水体开采的开采设计、工艺参数优化和装备,提出煤炭开采与煤矿城市和谐统一的开采深陷控制、开采村庄下压煤、土地复垦和矿井水资源优化等关键技术。
采场围岩控制技术,进一步完善采场围岩控制理论;以科学合理、优化高效的岩层控制技术来保证开采掘活动的安全、高效、低成本为目标,深入总结我国几十年的矿山压力研究成果,以理论分析、现代数学力学和实测法相结合运用先进的计算机技术,深入研究各种煤层地质及开采条件。研究坚硬顶板与破碎顶板条件下应用高技术地成本岩层控制技术,目前,由于应用高压注水、深孔预裂爆理坚硬顶板和应用化学加固技术存在工艺复杂、成本高的问题,因而需进一步研究开发新技术、新工艺、新材料来解决这些问题。放顶煤开采岩层和支护一围岩相互作用机理,研究放顶煤开采力学模型、围岩应力、顶煤破碎机理、支架一顶煤一直接顶一基本顶相互作用关系;运用离散元等方法研究顶煤放落规律,提出放顶煤优化准则和提高顶煤回收率的途径。支护质量与顶板动态监测技术,在总结缓倾斜中厚长壁工作面开展支护质量与顶板动态监测方面,应进一步在坚硬顶板、破碎顶板、急倾斜、放顶煤工作面开展开展支护质量与顶板动态监测,同时应不断完善现有的监测技术,发展智能化监测系统,改进监测仪表,使监测仪表向直观、轻便、小型方向发展。冲击低压的预测和防,通过计算机模拟研究冲击性矿压显现发生的机理;进一步完善冲击性矿压显现监测系统,发展遥控测量和预报技术,完善冲击性矿压综合防治措施的优化选择专家系统。研究开发新型的支护设备,研究硬煤层、硬顶板放顶煤液压支架,完善液压支架性能和快速移架系统,开发耐炮崩、轻型化单体液压支柱和厚煤层巷道锚索和可伸缩锚杆。
优化巷道布置,减少矸石排放的开采技术,改进、完善现有采煤方法和开采布置,以实现开采效益最大化为目标,研究开发煤矿地质条件开采巷道布置及工艺技术评价体系专家系统,实现开采方法、开采布置与煤层地质条件的最优匹配。
针对坏境的影响所畅导的绿色开采技术,绿色开采是煤矿开采的发展方向,对提高煤炭采出率、保护生态坏境和实现煤矿可持续发展都具有十分重要的意义。本文分析了绿色开采技术,总结了我国煤矿绿色开采方法的发展现状,对科学采矿具有一定的指导意义。煤炭开采造成岩层移动破坏,引起岩层中水与瓦斯的流动,导致煤矿瓦斯事故与井下突水事故;煤炭开采引起岩层移动,进而造成地表沉陷,导致农田、建筑设施的损坏;煤矿开采形成的大量堆积在地面的矸石,即占有良田,又造成坏境污染;随着我过矿井开采深度的不断增加,矿山压力显现及冲击地压等动力灾害发生的濒次增加,强度增大,危及矿井的安全生产。上述问题若得不到有效解决,在未来几十年内,随着能源总需求和煤炭产量的不断增长,煤炭资源开采所带来的矿区安全和生态坏境问题更为严重,人类的生存和社会发展坏境降受到严重威胁。
煤炭绿色开采体系,煤矿绿色开采以及相应的绿色开采技术,在基本概念上是要从广义资源的角度上来认识和对待煤、瓦斯、水等一切可以利用的各种资源。基本出发点是防止或尽可能减轻开采煤炭对坏境和其他资源的不良影响。目标是取得最佳的经济效益和社会效益。根据煤矿中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等,绿色开采主要是包括以下内容:水资源保护一“保水开采”;瓦斯抽放一“煤与瓦斯共采”;土地与建筑物保护一“充填开采”;排放矸石占用土地污染坏境一“煤炭地下气化”等。2003年,中国矿业大学钱鸣高院士首次提出了煤矿绿色开采的概念和技术体系,随后明确了实现煤炭资源开采和坏境保护协调发展的绿色开采研究目标,为我国绿色开采技术的研究指明了方向。钱院士提出的绿色开采技术体系,绿色开采理论依据:
(1)关键层理论
(2)开采对岩层移动的影响及移动规律
(3)水在裂岩体中的渗流规律
(4)开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等
我国多数煤矿都存在着建筑物下、水体下、铁路下压煤的问题,充填采矿法对解决这类问题具有重要的意义。充填开采发是用充填材料充填采煤工作面采空区的岩层控制方法。该法可以缓和工作面支承压力产生的矿压显现,改善采场和巷道维护状况,有效减少地表下沉和变形、提高煤矿采出率、保护地面建筑物、构筑物、生态坏境和水体。按照充填材料的不同,充填采矿法分矸石充填、水沙充填、和膏体充填。矸石充填利用井下采空区处置煤矸石的充填采煤方法,既可以减少煤矿固体废弃物排放,又可以减轻开采沉陷灾害、提高矿井资源回收率,是实现煤矿绿色开采的关键技术途径之一。
(1)抛矸几抛矸填充
(2)刮板输送机卸矸充填
(3)风力抛矸充填
水沙充填采煤法是利用水力通过管道吧充填材料沙粒送入采空区得充填采煤法。
膏体充填技术是1979年在德国的格伦德铅锌矿首先发展起来的,由于膏体充填具有料浆质量分数高、充填效率高、成本较低等优点是绿色开采中技术中的重要组成部分,是解决煤矿开采坏境问题的理想途径,是解决村庄等建筑物下大量压煤开采问题的迫切需要。
关键词:综采工作面;液压支架;运输机;状态
引言
煤矿以及其它矿物在开采的过程中,伴随着煤炭被不断的被开采、被运输到地面上,其开采截面也在不断推进。所以综采工作面的液压支架以及煤矿运输机的位置与工作状态也在不断的变化,通过工作面液压支架、运输机工作状态的分析,可以了解他们工作运转中出现的问题,针对这些问题施工人员可以及时的对液压支架、运输机进行科学、合理的调整。这样可以始终将煤矿开采工作保持最佳的状态,从而最终实现煤矿生产利益的最大化。
一、综采工作面液压支架、运输机的概念
1.液压支架的概念
液压支架主要由控制元件、操纵元件、执行元件、承载元件、传动介质以及其它辅助装置构成。具体如图(1)显示
液压支架是由液压缸、液压阀件等数个数个液压元件按照科学的动力学原理而组成用于矿业开采的工具。液压支架主要通过高压液压泵站产生的动力实现支撑顶板的升架、支撑顶板的降架、运输机的移动以及综采工作面其它部分的运转工作。当支撑顶梁被液压之间升起时,可以形成一个相对可靠、安全的开采空间,将开采上层下落的石块、泥沙与开采区域有效的隔离起来,能够满足开采工作对空间环境的需求。加之运输机与采煤机的使用实现了开采煤矿综合机械化。综合机械化使人们从繁重的煤矿开采工作中解放出来,节省了开采成本,提高了煤矿开采的效率。
2.综采工作面运输机的概念
在煤矿开采的过程中,由于运送煤炭的输送机以刮板链作为牵引,因此也称为刮板运输机。刮板运输机的具体图像如图(2)所示
刮板运输机是综采工作面中必不可少的组成部分,因为刮板输送机不只是输送煤炭、开采的日常物资,它还承担着采煤机开采轨道的任务。除此之外,液压支架的移动点也是建立在刮板运输机的基础上,可以说刮板运输机始终贯穿着综采工作面的全工程,对煤矿开采有着举足轻重的作用。
刮板运输机主要是由:机头部、机尾部、刮板链以及溜槽附件组成。其中机头部主要由电动机、减速器、联轴器以及链轮构成,机头部的电动机承担着刮板运输机动力来源以及固定牵引链的作用;机尾部主要用于调节刮板链的紧松以及刮板导轨的移动;刮板链是由接链环、刮板、圆环链以及若干螺栓组成,主要起到牵引与承载的作用;溜槽附件则承担着清扫机道以及承载轨道的作用,有利运送机推向采煤层。
二、综采工作面液压支架与运输机的状态分析
1.液压支架与运输机状态的分析
当综采工作面处于多进刀的状态时,容易导致运输机机头由外向内发生偏移,具体如图(3)所示
如图(3)所示C点到C’点就是运输机机头偏移的轨迹。一旦运输机机头由外侧向内侧发生偏移,会引出以下连锁反应:第一,综采工作面液压支架也向内侧偏移,A点到A’点就是其移动轨迹;第二,液压支架推移杆向内侧发生偏移,B点到B’就是其移动轨迹;第三,由于综采工作面机器的整体移动,加之外侧液压支架移动距离大于内侧液压支架移动距离,导致综采工作面变长,内、外两侧液压支架间隙逐渐扩大。
在上述背景下,可以通过以下几种方法来辨别液压支架与运输机的运行状态:第一,观察液压支架,综采工作面两端的支架与液压支架推移杆越是向两端靠近,液压支架的运转状态也就越明显。第二,观察运输机,但运输机逐渐由内向外收缩,机头和机尾也相应的向中部偏移。
2.调整支架的状态
在第一节的基础上,为阻止运输机继续向内侧移动,应及时调整支架与运输机的状态。具体如图(4)所示
为了能够保持液压支架产生出一个阻碍运输机的作用力,可以使液压支架与运输机之间的夹角小于90°,从而产生一个沿车向外侧的分力F,此分力将阻碍运输机继续向内侧移动,进而将运输机稳住。随着运输机向前推进,支架逐渐从A’点移动至A 点。
3.液压支架与运输机的最佳状态
当运输机保持不动(即工作面运输机不上窜下滑),支架与运输机的最终理想(最佳)状态应该是支架与运输机始终保持垂直对正 ,此时 F”=0,这种最佳状态应有两种情形 如(5)所示。
工作面机头A、机尾 B在同一水平面上(高差HAB =0),机头、机尾保持平推,超前量为零。(2)工作面机头 A、机尾 B在一个斜面上 (高差HAB ≠O),机头、机尾保持一定的超前量,即工作面保持调斜回采。针对第二种情形进行受力分析如图(6)所示
假设工作面机尾高、机头低,由于工作面有高差(AB
4.支架与运输机的状态分类
在生产过程中,支架与车的状态总是处于变动中的,具体如图(7)所示
由此会产生以下三种情形具体参见图(7),其中前两种最易出现的典型情形:(1)两头超前,中间滞后 ;(2)中间超前,两头滞后 ;(3)情形就是运输机不直,弯曲成 S型,即有的地方超前,有的地方滞后,极不规则。
产生上述三种情形的原因:第一种情形是中间抵运输机步距不够,两头多进,可能因为工作面中部有构造,不容易抵运输机;后一种情形除了存在上述原因外,还有可能是由于两端头进刀时间较长,由此想在工作面中部多进硐子多出煤;第三种情形则是极不规则的综合现象。
在综采工作面中,应该避免以上三种情况的出现,同时也应该控制运输机移动距离,因为当运输机移动距离过大时,容易导致液压支架与运输机不正,在承载的作用下,使液压支架与运输车不能均匀受力,增加事故的发生率,不仅影响煤矿的正常开采,也给人们的人身、财政造成严重的损害。
【关键词】煤炭地质;遥感技术;创新分析;探测识别
由于煤炭地质的复杂性、多样性,我们往往会在开发煤炭的过程中出现不合理开采、不高效利用的现象,这样就会造成煤炭资源的浪费,甚至会导致不必要的人身伤亡和财产损失。所以在合理开采煤炭资源时,还要利用现代先进的科学技术来辅助煤炭的勘探、开采及灾害防御。其中,对于煤炭地质的遥感技术就是重要的应用手段之一。
一、遥感技术的概念特点
(1)基本概念。遥感技术是20世纪60年代兴起的一种探测技术,是根据电磁波的理论,应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波、红外线和可见光等信息,进行收集、处理,并且最后形成影像,从而对目标物体及其附近各种景物进行探测和识别的一种综合技术。(2)主要特点。一是直观性和整体性。通过遥感设备的拍摄处理,我们所获得的传输影像是非常清晰生动的,并且具有很明显的直观性和全面的整体性。二是收集手段多,信息量大。人们可以运用不同波段以及各不相同的遥感仪器设备,来探测识别目标物体,用以获得我们所需要的信息。技术人员不但能够探测地球表面的环境性质,而且可以探测到目标物内部一定的深度。所以说遥感技术的信息手段很多,信息容量非常大。三是受地面条件限制较小。相较于传统的探测技术,遥感技术所探测收集的信息可以不受冰川、高山、沙漠及恶劣环境的影响,能够顺利完美的完成既定任务。四是获取信息的效率高、周期短,而且探测范围较广。
二、遥感技术的实际应用
(1)煤炭地质的探测绘图。一是地形图的及时更新。现在我们生活的实际地形图已经发生了天翻地覆的变化,这就要求我们及时更新地形图,以满足实际的工作需求。我们发射到太空中的卫星可以通过遥感技术传输清晰的影像过来,其数据的时效性强,探测范围广。这一手段已经成为我国获取更新国家基本比例尺地形图的重要途径。此外遥感技术还可以探测识别国家的基础地理信息,及时更新各不相同种类、多种多样尺度的数据库。二是煤炭地质图的获取编制。在开采煤炭的过程中,开采团队需要较高精度的煤炭地质图。我们需要在煤炭地质填图时,做到有的放矢,突出重点。工程技术人员可以把遥感技术测得的影像作为依据,通过多元地学进行信息的综合分析和适当处理,以提取含煤地层、控煤构造、水文地质、工程地质和环境地质信息为重点,进行煤炭资源的地质填图;再依据野外填图获取的地质信息资料,运用相应的软件编制煤炭剖面图和柱状图。除此之外,遥感技术还应用在对煤炭资源、水文地质、煤层气调等的调查评价及对小煤窑的实际生产情况进行监控调查。(2)煤炭地质灾害的调查评估。依据煤层自燃的地质规律,把遥感技术作为必要手段,建立煤矿区的动态监测系统,从而为煤矿区的防火防灾、监测治理提供了重要依据。技术人员还应该通过地质灾害的易发程度,经过综合分析研究,编制地质灾害危险性分区评估图,提出相应的防治方法策略。还要分析遥感影像查明煤层突水的走向、性质和规模,进而确定突水的控制宽度和流量。(3)煤炭生态环境的污染监测。遥感技术在煤炭区生态环境的污染监测中主要应用在煤矿区的环境检查,开采高硫煤导致的酸沉降污染调查和生态环境的重建及土地复垦等方面。其中环境检查就是运用遥感技术获取固体废弃物、粉尘污染、水体污染和土地污染的信息,明晰污染的程度范围,从而为以后的综合治理提供理论依据。
三、遥感技术的发展前景
(1)“3S”技术一体化。遥感技术、地理信息系统、全球定位系统着三者之间的关系是相铺相成,密不可分的。遥感技术可以更新地理系统中的数据,地理系统支持遥感影像的分析表达,全球定位可以提供精确位置和高程模型。煤炭地质的遥感技术应该与时俱进,紧跟“3S”一体化的脚步,促进煤炭资源的产业化、现代化发展。(2)数字煤炭信息领域。随着全世界的信息化发展,煤炭地质的遥感技术也要逐步走向综合化、智能化和多功能信息化。煤炭行业要开拓数字煤炭的信息领域,以信息数据库基础,运用电子计算机进行现代分析、数据采矿、矿山规划和资源评估,从而为煤炭的开发利用提供技术支持和有利工具。(3)健全技术创新机制。在进行煤炭地质遥感技术创新的同时,还要健全遥感技术的创新保障机制。煤炭行业必须统筹规划,明确层次,用来完善煤炭地质的遥感技术创新体制。还要重视煤炭地质学科建设,健全多元化投资新机制,形成自主有效的创新机制。
参 考 文 献