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文檔簡介
DB14/T2535—2022
煤炭綠色開采技術(shù)指南
1范圍
本文件給出了煤炭綠色開采的總體原則和技術(shù)路線的指導(dǎo)意見。
本文件適用于全省井工煤礦綠色開采的技術(shù)選擇。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,
僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本
文件。
GB21522煤層氣(煤礦瓦斯)排放標(biāo)準(zhǔn)(暫行)
GB/T29119煤層氣資源勘查技術(shù)規(guī)范
GB/T39336沿空留巷高水材料巷旁袋式充填技術(shù)要求
GB/T39337綜合機(jī)械化超高水材料袋式充填采煤技術(shù)要求
GB/T39338綜合機(jī)械化固體充填采煤技術(shù)要求
GB/T39834綜合機(jī)械化膏體袋式充填采煤技術(shù)要求
GB/T40546煤層氣井排采工程設(shè)計(jì)規(guī)范
GB/T41044煤礦區(qū)煤層氣抽采指南
GB50215煤炭工業(yè)礦井設(shè)計(jì)規(guī)范
GB50471煤礦瓦斯抽采工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
AQ1026煤礦瓦斯抽采基本指標(biāo)
AQ1027煤礦瓦斯抽放規(guī)范
DZ/T0215礦產(chǎn)地質(zhì)勘查規(guī)范煤
NB/T51007無煤柱煤與瓦斯共采技術(shù)規(guī)范
NB/T51019固體充填材料壓實(shí)特性測試方法
DB14/T2445煤礦區(qū)四區(qū)氣煤聯(lián)動抽采技術(shù)規(guī)范
3術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
3.1
煤炭綠色開采
指從源頭使煤炭開采對礦區(qū)環(huán)境的擾動量小于區(qū)域環(huán)境容量,實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)利用最優(yōu)化和生態(tài)環(huán)境
影響最小化,形成一種與環(huán)境協(xié)調(diào)一致的“高利用、低排放、近零破壞”的開采模式。
3.2
煤炭綠色開采技術(shù)
實(shí)現(xiàn)煤炭綠色開采過程中所采用的關(guān)鍵性、支撐性的開采工藝或方法。
1
DB14/T2535—2022
3.3
煤矸石返井
煤礦在井下開采和煤炭洗選加工等生產(chǎn)過程中排出的矸石,通過提升系統(tǒng)、地面垂直投料系統(tǒng)或管
路輸送系統(tǒng)、井下輸送系統(tǒng)等,返送至井下矸石處置地點(diǎn)的技術(shù)。
3.4
充填開采
通過充填系統(tǒng)對開采形成的地下空間充填矸石、粉煤灰、水砂、膏體、高水和超高水等充填物的開
采技術(shù)。
3.5
保水開采
在采煤過程中通過控制巖層移動、封堵導(dǎo)水通道或加固巖層等方式,實(shí)現(xiàn)對礦區(qū)含水層和含水單元
保護(hù)的開采技術(shù)。
3.6
煤與瓦斯共采
在煤炭開采前、中、后等各時(shí)段采取地面鉆井或井下抽采技術(shù),將煤層氣(瓦斯)作為資源與煤炭
共同采出,并進(jìn)行資源化利用的開采技術(shù)。
3.7
無煤柱開采
煤炭開采過程中不留設(shè)順槽或區(qū)段保護(hù)煤柱的開采技術(shù)。
3.8
小煤柱開采
相鄰工作面順槽之間,留設(shè)3~10m的煤柱掘進(jìn)相鄰工作面順槽,改善沿空巷道圍巖應(yīng)力環(huán)境、提高
采區(qū)采出率的開采技術(shù)。
3.9
煤炭地下氣化
將煤炭資源在地下通過熱解及化學(xué)作用產(chǎn)生可利用氣體的開采技術(shù)。
3.10
采出率
煤炭采出量占工業(yè)儲量的百分比。
3.11
充填率
充填區(qū)域內(nèi)充填的物料體積與所充填空間體積的百分比。
4總體原則
4.1堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先與效益優(yōu)先相結(jié)合,將提升水資源保護(hù)能力、加強(qiáng)瓦斯綜合利用、加大固廢綜合利
用和生態(tài)修復(fù)治理等內(nèi)容貫穿煤炭開發(fā)全過程。
4.2堅(jiān)持區(qū)域布局和因地制宜相結(jié)合,堅(jiān)持安全生產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)紅線思維,秉持技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理
原則,因礦施策,協(xié)調(diào)推進(jìn)綠色開采。
4.3堅(jiān)持先行先試與逐步推廣相結(jié)合,根據(jù)煤礦實(shí)際,合理確定綠色開采試驗(yàn)區(qū)域與技術(shù)路線進(jìn)行試
驗(yàn)和示范,成功后逐步推廣。
5煤炭綠色開采技術(shù)
2
DB14/T2535—2022
5.1煤矸石返井
5.1.1煤礦在掘進(jìn)、采煤和煤炭洗選加工等生產(chǎn)過程中排出的不可利用煤矸石,通過提升系統(tǒng)、地面
垂直投料系統(tǒng)或管路輸送系統(tǒng)、井下輸送系統(tǒng)等,返送至井下矸石處置地點(diǎn)。
5.1.2新建(改擴(kuò)建)煤礦不應(yīng)建設(shè)永久性煤矸石堆放場(庫),臨時(shí)性堆放場(庫)的規(guī)模不應(yīng)超
過3年的儲矸量,且應(yīng)有后續(xù)綜合利用方案,優(yōu)先資源化利用,不可利用的煤矸石用于井下充填。
5.1.3矸石量較大、產(chǎn)量較大,且選擇煤矸石返井充填的礦井,宜在井下優(yōu)先選擇毛煤預(yù)排矸,建設(shè)
井下矸石智能分選系統(tǒng)。
5.1.4采用矸石膏體充填開采的礦井,宜經(jīng)選煤廠集中選矸,地面集中制漿后,經(jīng)管路系統(tǒng)輸送至井
下充填地點(diǎn)。
5.2充填開采
5.2.1基礎(chǔ)情況
5.2.1.1對建筑物下、水體下、鐵路下等壓煤和邊角煤等區(qū)域,宜優(yōu)先選用充填開采。
5.2.1.2因地制宜選擇充填工藝,根據(jù)充填區(qū)域合理選擇地面充填站位置,通過選型計(jì)算配備相適應(yīng)
的充填設(shè)備、布置相匹配的輸送系統(tǒng),依據(jù)充填材料的不同可分為:
——固體充填開采,將固體充填材料經(jīng)破碎或直接充填到采空區(qū)、巷道內(nèi)的充填方法;
——膏體充填開采,將膏體材料充填到采空區(qū)、離層帶或巷道內(nèi)的充填方法;
——高水、超高水充填開采,將高水、超高水材料充填到采空區(qū)、離層帶或巷道內(nèi)的充填方法。
5.2.1.3充填開采區(qū)域,中厚煤層采區(qū)采出率宜達(dá)到85%以上、薄煤層采區(qū)采出率宜達(dá)到90%以上。
5.2.2固體充填開采
5.2.2.1固體充填材料優(yōu)先選用煤矸石,也可采用黃土、建筑垃圾、粉煤灰、爐渣等。
5.2.2.2對以控制地面移動變形或保護(hù)上覆含水層結(jié)構(gòu)為目的的,固體充填材料應(yīng)滿足充填開采設(shè)計(jì)
要求,其壓實(shí)特性應(yīng)執(zhí)行NB/T51019。
5.2.2.3充填系統(tǒng)布置、設(shè)備選擇、充填率、巖層移動控制、圍巖破壞和地表移動預(yù)計(jì)、巖層與地表
移動觀測及工藝應(yīng)執(zhí)行GB/T39338。
5.2.2.4在薄煤層、中厚煤層實(shí)施以控制地面移動變形或保護(hù)上覆含水層結(jié)構(gòu)為目的的固體充填開采
時(shí),固體材料充填率應(yīng)達(dá)到80%以上。
5.2.3膏體充填開采
5.2.3.1膏體充填材料是由煤矸石、建筑材料等無害化固體材料破碎加工成具有一定級配料的骨料,
與水泥、粉煤灰、添加劑等加水按比例混合攪拌制成的無臨界流速、不需脫水的膏狀漿體。
5.2.3.2通過直接輸送或管路導(dǎo)引膏體充填材料至目標(biāo)區(qū)域,使其形成固結(jié)體,并能及時(shí)支撐目標(biāo)區(qū)
域的上覆巖層。
5.2.3.3采用膏體充填采煤時(shí),應(yīng)對煤層上覆巖層結(jié)構(gòu)和礦壓狀態(tài)進(jìn)行分析,對充填體承載壓力進(jìn)行
測定,確定合理的充填體強(qiáng)度。
5.2.3.4膏體充填材料制備、輸送、充填工藝流程、液壓支架及充填袋、地表變形及井下礦壓監(jiān)測應(yīng)
執(zhí)行GB/T39834。
5.2.3.5選擇膏體材料實(shí)施充填開采時(shí),對以控制地面移動變形或保護(hù)上覆含水層結(jié)構(gòu)為目的的,充
填率應(yīng)達(dá)到85%以上。
5.2.4高水、超高水充填開采
3
DB14/T2535—2022
5.2.4.1高水、超高水充填材料是由兩種或多種組分構(gòu)成,按比例加水制成漿體,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)凝
結(jié)、硬化的水硬性材料。
5.2.4.2通過直接輸送或管路導(dǎo)引高水、超高水充填材料至目標(biāo)區(qū)域,使其形成固結(jié)體,并能及時(shí)支
撐目標(biāo)區(qū)域的上覆巖層。采用高水、超高水材料充填采煤時(shí),應(yīng)對煤層上覆巖層結(jié)構(gòu)和采場礦壓狀態(tài)進(jìn)
行分析,對充填體承載壓力進(jìn)行測定,確定合理的充填體強(qiáng)度。
5.2.4.3高水充填材料、強(qiáng)度、制漿輸送系統(tǒng)及工藝應(yīng)執(zhí)行GB/T39336。超高水充填材料、強(qiáng)度、充
填系統(tǒng)、充填工藝、地表變形及井下礦壓監(jiān)測應(yīng)執(zhí)行GB/T39337。
5.2.4.4選擇高水、超高水充填材料實(shí)施充填開采時(shí),對以控制地面移動變形或保護(hù)上覆含水層結(jié)構(gòu)
為目的的,充填率應(yīng)達(dá)到90%以上。
5.3保水開采
5.3.1基礎(chǔ)情況
5.3.1.1保護(hù)具有供水意義的含水層宜采用保水開采。
5.3.1.2保水開采根據(jù)工藝不同,可分為:
——充填保水開采;
——注漿加固保水開采;
——限厚保水開采;
——條帶保水開采。
5.3.1.3保水開采應(yīng)執(zhí)行《建筑物、水體、鐵路及主要井巷煤柱留設(shè)與壓煤開采規(guī)范》《煤礦防治水
細(xì)則》、GB50215。
5.3.2充填保水開采
在開采過程中,為保護(hù)開采煤層上覆含水層和下伏含水層,宜采用充填保水開采,通過充填方式減
少含水層結(jié)構(gòu)損害或水量流失,主要包括采空區(qū)充填、上覆巖層離層帶注漿充填、下伏巖層注漿充填加
固等。
5.3.3注漿加固保水開采
采用離層注漿、底板注漿等注漿方法,控制導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度或加固隔水層、地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域,保
護(hù)目標(biāo)含水層。
5.3.4限厚保水開采
采用限制每次采高或總采厚的方式,控制導(dǎo)水裂隙帶發(fā)育高度,保護(hù)目標(biāo)含水層。限厚開采滿足保
水開采要求的,可采用限厚保水開采。
5.3.5條帶保水開采
將開采區(qū)域劃分成規(guī)則條帶,采一條、留一條,以保留煤柱支撐上覆巖層的一種開采方式,控制導(dǎo)
水裂隙帶發(fā)育高度。條帶開采滿足保水開采要求的,可采用條帶保水開采。
5.4煤與瓦斯共采
5.4.1基礎(chǔ)情況
高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井宜采用煤與瓦斯共采技術(shù),主要包括地面鉆井煤層氣抽采和煤礦井下瓦
斯抽采。
4
DB14/T2535—2022
5.4.2地面煤層氣抽采
通過地面鉆井工程開發(fā)煤層氣資源。主要采取地面鉆井抽采工藝,從地面向瓦斯集聚區(qū)施工鉆井,
抽采煤層氣。先采氣,后采煤,分為采氣和采煤兩個階段實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采。資源勘查、井排采工程、
抽采方法及安全與環(huán)境管理等應(yīng)執(zhí)行GB/T29119、GB/T40546、GB/T41044、DZ/T0215、DB14/T2445。
5.4.3煤礦井下瓦斯抽采
主要以瓦斯治理和提高瓦斯利用率為目的,以井下巷道和鉆孔抽采為主,配合地面鉆井抽采,獲取
本煤層、鄰近層及采礦空間的瓦斯。瓦斯抽采應(yīng)執(zhí)行GB21522、GB50471、AQ1026、AQ1027。
5.4.4煤層氣(瓦斯)利用
地面抽采的煤層氣和井下抽采的瓦斯應(yīng)綜合利用。
5.5其它工藝和方法
5.5.1煤炭地下氣化
用坑道或鉆孔通到煤層,將煤炭在地下原位通過熱解及化學(xué)作用產(chǎn)生H2、CO、CH4等可利用的氣體,
作為氣體燃料或化工原料,通過管道供給各類用戶的一種高碳資源低碳化開發(fā)的清潔開發(fā)技術(shù)。適用于
煤層賦存條件較復(fù)雜,常規(guī)開采難度較大的區(qū)域。氣化過程中產(chǎn)生的廢棄物對地下環(huán)境的影響應(yīng)在可控
范圍。
5.5.2無煤柱開采
利用沿空留巷、沿空送巷等工藝,實(shí)現(xiàn)在不留順槽或區(qū)段保護(hù)煤柱的條件下,高效安全回收煤炭資
源。各類井工煤礦宜采用無煤柱開采,提高煤炭采出率。選擇合理的支護(hù)方式和強(qiáng)度,圍巖變形后的巷
道斷面不小于回采所需的最小斷面。高瓦斯、突出礦井的無煤柱開采應(yīng)執(zhí)行NB/T51007。
5.5.3小煤柱開采
通過減小護(hù)巷煤柱寬度改善巷道應(yīng)力狀態(tài),提高煤炭采出率。無煤柱開采過程中沿空留巷一側(cè)的安
全問題難以解決的區(qū)域宜采用小煤柱開采。護(hù)巷煤柱寬度宜選取3~10m,煤柱寬度由寬高比、煤體強(qiáng)度、
煤層結(jié)構(gòu)、煤層底板巖性等因素綜合確定。
5.5.4共伴生資源開采
將工業(yè)品位達(dá)到可利用要求的共伴生資源,宜利用煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行回收。對于受當(dāng)前開采技術(shù)、
經(jīng)濟(jì)條件或生態(tài)保護(hù)等因素影響,暫時(shí)不宜或不能開發(fā)的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源宜優(yōu)先保護(hù),并根據(jù)需要,經(jīng)
嚴(yán)格論證和批準(zhǔn)后,可轉(zhuǎn)化為開采礦區(qū),進(jìn)行有序開發(fā)。
6持續(xù)改進(jìn)
宜根據(jù)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展,對雖未經(jīng)本文件所記錄,但所使用新理念和新路徑同樣實(shí)現(xiàn)節(jié)約煤
炭資源、提升效益或保護(hù)環(huán)境的綠色開采技術(shù),經(jīng)綜合評估后,及時(shí)收錄入本文件。
5
ICS73.020
CCSD15
14
山西省地方標(biāo)準(zhǔn)
DB14/T2535—2022
煤炭綠色開采技術(shù)指南
2022-09-02發(fā)布2022-12-01實(shí)施
山西省市場監(jiān)督管理局??發(fā)布
DB14/T2535—2022
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下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,
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GB21522煤層氣(煤礦瓦斯)排放標(biāo)準(zhǔn)(暫行)
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GB/T39337綜合機(jī)械化超高水材料袋式充填采煤技術(shù)要求
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指從源頭使煤炭開采對礦區(qū)環(huán)境的擾動量小于區(qū)域環(huán)境容量,實(shí)現(xiàn)資源開發(fā)利用最優(yōu)化和生態(tài)環(huán)境
影響最小化,形成一種與環(huán)境協(xié)調(diào)一致的“高利用、低排放、近零破壞”的開采模式。
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DB14/T2535—20
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