大型露天煤矿绿色开采理论与应用

The surface coal mining havoc the solid entironment,water entironment,atmosphere entironment and ecosystem.It's hard and expensive if the entironment is dealed with after mined.Study on the surface coal mining theory and method base on Green mining technology, to open out the dynamic correspond relations between the surface mining technology and solid entironment,water entironment,atmosphere entironment and ecosystem.Put forward a new ‘materiel prepare,loading,transportation,dumping,entironment rebuilt’ unit operations thoery with system planning theory.Study on the meaning of entironment rebuilt unit and the matching relation between each units. Bring forward the conception of initial occupation land quantity and the mechanism of land dynamic compensating. Study on the steep slope technology,the detonating technology one by one hole,the backfill open-pit technology. Study on groundwater aquiclude crevice forming and developing with solid-liquid coupling thoery,set up groundwater dynamics model, research on insulating groundwater parocheth technology. Research on the floating dust and smoke dust mechanism and run-law. Research on the controlling blast smoke dust technology,electrical and oil double energy technology, and the controlling dust with parocheth in surface mine. Research on the correspond relations between the entironment and mining yield,mining speed,mining technology,mining method. And set up economic and technology evaluating system for surface mining and environment rebuilt.

露天煤矿开采对固体环境、水体环境、大气环境和生态环境造成严重影响，后期治理技术难度大、投入高。研究基于绿色开采技术的集露天开采和生态重建于一体的露天开采理论与方法，揭示露天开采与固体环境、水体环境、大气环境和生态环境之间的动态协调关系，提出“矿岩准备、采装、运输、生态重建”开采工艺环节理论，运用系统规划理论研究“生态重建”环节的内涵和各工艺环节的合理匹配关系。提出土地占用的初始占用数量概念和土地动态补偿机制；研究陡边坡技术、逐孔起爆控制爆破技术、矿坑回填技术；利用固液耦合理论研究地下含水岩层的裂隙形成与发育过程，建立地下水动力学模型，研究地下水力关系及地下水隔水帷幕技术；利用气固理论研究露天矿飞尘、烟尘产生机理与运行规律；研究爆破烟尘控制技术、电-油双能源汽车应用技术、露天矿场帷幕控尘技术；生态环境与露天开采规模、推进速度、开采工艺、方法等协调关系；建立露天开采与生态重建经济技术评价体系。

为解决大型露天煤矿生态环境保护与治理问题，国家自然基金委与神华集团联合设立国家自然基金（煤炭联合基金）重点项目“大型露天煤矿绿色开采理论与应用”，由煤炭科学研究总院沈阳研究院与辽宁工程技术大学、神华北电胜利能源有限公司共同承担其研究任务。.主要研究内容：我国现有大型露天煤矿开采现状及环境影响调查统计；研究以“矿岩准备、采装、运输、排卸、生态重建”工艺环节为标志的露天煤矿绿色开采理论；建立以“绿色因子”为强制因素的露天开采设计优化理论。以达到露天开采在设计与生产直至开采终止全过程强制实现生态环境保护的目标；研究露天开采与固体环境、水体环境、气体环境、生态环境的综合协调关系，提出露天开采与生态重建一体化技术，并在现场应用；研究露天煤矿绿色开采综合评价指标体系。.研究成果包括露天煤矿绿色开采工艺新理论、露天煤矿绿色开采设计理论与方法、露天煤矿绿色开采应遵循的原则、建立数学模型、露天煤矿绿色开采技术支撑体系及应用成果。具体包括：.提出并定义了露天煤矿绿色开采工艺系统概念。提出露天煤矿绿色开采工艺系统的工艺环节构成为“矿岩准备、采装、运输、排卸、生态重建”；界定了生态重建工艺环节的内涵；对绿色开采工艺系统进行了分类；建立了 “矿岩准备、采装、运输、排卸、生态重建”工艺环节的合理匹配关系的开采工艺理论与确定方法；建立了“绿色因子”构架体系；提出露天煤矿陡边坡技术、陡帮开采技术；合理的外排土场位置、外排土量、外排土场高度技术；逐孔起爆技术；废弃露天矿坑回填治理技术；筹水开采技术及电化学止水帷幕及弱层加固技术；露天矿采用土地使用动态管理、土地恢复补偿机制，并建立了数学模型；建立了露天煤矿飞尘数值模拟模型；提出了露天矿区生态环境修复方法。建立了露天煤矿“绿色度”评价指标体系及三级“绿色因子”指标的量化数学模型；建立了大型露天煤矿绿色开采评价数学模型，并在2个大型露天煤矿应用研究。