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煤矿全生命周期绿色开采研究展望
引言
煤矿全生命周期绿色开采技术框架
绿色开采是考虑环境保护与恢复、广义资源利用的煤炭开采技术，旨在通过控制或利用采动岩层运动，从源头减轻采煤对环境的不良影响，实现对煤层及共伴生资源的共采或保护，在取得经济效益的同时，实现最佳的环境效益和社会效益。
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岩层移动时空动态规律
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“ 一注五减” 绿色开采方案
采动损害与沉陷的根源是，煤层开采后覆岩关键层失去了下部支撑，在地层压力作用下断裂沉降导致的。 充填是阻止关键层破断、减少采动损害的源头技术。 绿色开采提出后20 a来，我国煤矿采空区充填 开采得到了大力的发展，形成了以固体、膏体和高水材料等为代表性的多种采空区充填采煤技术，充填工艺与装备水平也得到了大幅提高，并在一些矿井进行了成功应用。 国家也很重视煤矿充填开采，出台了一些鼓励的政策，比如充填采煤的资源税减征 50%政策，在 2023 年 8 月到期后又延长到 2027 年底。
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在煤矿生产实践中发现，充填开采都面临充填材料不足的问题，也是覆岩隔离注浆充填技术中制约单产与效率持续提升的关键问题。 尤其对于西部千万吨矿井而言，充填材料不足问题更为突出。 如果要进一步推广覆岩隔离注浆充填技术，必须解决充填材料不足的难题。
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4.1 现状
4.2 思路
采动破坏含水层修复的技术思路为:以沟通含水层的导水裂隙为修复靶区，采取注浆等工程技术手段，封堵地下水流失通道，实现含水层水位等生态功能表征的恢复(图 6) 。 因此，该技术对策需解决2方面的理论与技术问题。 其一，地下水流失通道( 修复靶区) 辨识;其二，裂隙通道的高效封堵或修复方法。
图 1 煤矿全生命周期绿色开采技术框架
图 2 上覆岩层移动的“横三区”与“竖三带”
图 3 岩层移动时空动态规律研究框架
图 4 部分充填采煤技术框架
图 5 “一注五减”绿色开采技术构想
图 6 顶、底板采动含水层导水通道注浆封堵的修复示意
图 7 采动覆岩导水裂隙分区及其主通道分布剖面模型
