摘要:为了满足国家经济发展对能源的要求，实现资源开发与环境的协调，绿色开采技术必然将受到充分的重视，绿色开采中的部分技术可以成为产业。通过矸究资源与环境协调绿色)开采的内涵，包括煤矸石的利用和土地恢复，瓦斯的开采利用，保水开采，减沉技术等方面，提出了绿色开采技术涉及到的上覆岩层关键层理论，采动裂隙“O”，形圈理论，软弱层对上覆岩体水的影响等基础理论，以及技术应用和经济原则。绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分。建议政府针对赞源经济”的特点，从煤炭开采到利用的整个系统来综合考虑加以宏观调控，在政策与税收等方面给予支持，使煤炭企业健康发展。
关键词:资源;环境;绿色开采
1资源与环境协调绿色开采的提出
    由于经济高速发展特显出发展对环境的影响，新型工业化道路以及循环经济的提出迫使人们考虑“绿色矿业”问题。近期国务院《关于促进煤炭工业健康发展的若干意见》中更对煤炭工业提出了具体要
求。如:在指导思想中提出“走资源利用率高、安全有保障、经济效益好、环境污染少和可持续的煤炭工业发展道路”。同时提出“统筹煤炭工业与相关产业协调发展，统筹煤炭开发与生态环境协调发展，统筹矿山经济与区域经济协调发展”的要求。
    三个统筹就是要把矿区资源优势变成经济优势，就是要把矿区变成矿工的绿色家园。煤炭是否能成为主体能源，关键是要解决煤炭开发与利用中对环境的影响问题。而煤炭工业能否健康发展，则需要综合矸究资源经济特点，解决政策、机制、规划、价格、技术等诸多问题，并相应地提出举措，才能成功。
    在煤炭开发与生态环境协调发展方面应该如何应对?以生产煤炭为主的煤炭企业已作了不少很有成效的探索，如:
     ①利用劣质煤和煤矸石发电、制砖。很多矿山原来堆积的矸石山已不复存在。
     ②煤矿坑下排水净化后利用。
     ③利用瓦斯发电。
     ④开采塌陷区的复垦和景观化等。
    徐州、充州、潞安、新汉、神华、淮南等矿业集团都有自身特色的生态恢复生产系统。
1. 1开发资源需思考的几个问题
    有的专家认为，事实上资源开采存在两种情况:
    其一:人类的索取超过了自然的生产力，生态资本出现赤字，人类将自食其果。
    其二:在向自然索取的同时，尊重自然意志，遵循自然规律，时刻不忘回馈自然和养护自然，从而在人类和自然之间建立起复合的生态平衡机制。
1. 2煤炭开采与环境
    众所周知，矿区在开发建设之前与周围环境已形成了一定的协调方式，而一旦开发建设，强烈的人为活动便使环境发生巨大的变化，由此形成了独特的矿区生态环境问题。
    煤炭开采形成的环境问题有:
    ①对土地资源的破坏和占用。煤炭开采对土地资源的破坏损害，井工开采以地表塌陷和矸石山压占为主，而露天开采则以直接挖损和外排土场压占为主。
    ②对水资源的破坏和污染。煤炭开采破坏地下水资源表现在对其进行人为疏干排水和采动形成的导水裂隙对煤系含水层的自然疏干;同时开采还可能污染地下水资源。
    ③对大气环境的污染。主要来自矿井排出的煤层瓦斯和煤矿矸石山的自燃所形成的废气。
2资源与环境协调绿色矸采的内涵
2. 1对原有矿井废弃或有害物观念的转变
    从广义资源的角度论，在矿区范围内的煤炭、地下水、煤层内所含瓦斯、土地以至于煤矸石以及在煤层附近的其他矿床都应该是经营这个矿区的开发对象而加以利用。
    而原来的定义，矿井瓦斯(gas content in coal seam)是:矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体。事实上瓦斯是清洁能源，1 m³瓦斯可发电3 3.5 kWh。
    矿井水文地质类型(hydrogeological type of mine)是:根据矿井水文地质条件、涌水量、水害情况和防治水难易程度区分的类型。事实是水是资源，采矿应该将其调控。
    其他，如矸石作为塌陷地的复垦材料以及制砖利用等。
2. 2绿色开采技术涉及方面
    (1)采矿方法的改变。如:为保护地面建筑物而发展条带开采和条带充填技术、采空区以及离层区充填技术;煤与瓦斯共采技术;保护地下水资源开采技术—保水开采技术;地下气化技术;开采与土地保护。
    (2)加强煤巷的维护，从而不出或少出矸石。从经济原则出发，矸石在井下处理，或考虑地面处理以保护环境或进行制砖、填方。
2. 3绿色开采技术的基础理论问题
    开采的环境问题都由于采动所引起，因此与开采后造成的岩层运动有关(岩体不破坏上述问题都不会发生)。岩层运动不仅对矿山压力有影响，对环境而言也是开采后岩层节理“裂隙场”形成的原因，由此影响离层的发育状态及位置、地表沉陷、瓦斯与地下水在裂隙岩体内的渗流规律等。为此提出了厚硬岩层在岩层控制的关键层理论。
    关键层的判别可以用覆岩中坚硬岩层的刚度条件和强度条件加以判别。两层邻近坚硬岩层在一起，可能形成同时破断复合效应，其结果:
(1)当相邻两硬岩层复合破断时，两硬岩层间将不会出现离层。
    (2)当形成复合效应时，增大了关键层的破断距，在位置靠近采场时，将引起工作面来压步距的增大和变化。
    在仅有两层（h1和h2）坚硬岩层条件下，Σh2为h1到h2的距离，而Σh3则是h2到地表的距离。只要满足下述关系，硬岩层h1与h2将同时垮落:
(Σh3＋h2)= (Σh2＋h1)  (h2/h1)²
    例如h2=2h1厚度，则(Σh3+h2)只要等于或大于(Σh2+h1)的4陪，h2和h1将同时垮落。此时，虽然h2远大于h1，但h2将不会产生离层。
    采动后岩体内的“裂隙场”，主要有以下特点:
    (1)中心离层区的形成。关键层运动对离层产生、发展的时空分布起控制作用。覆岩中心最大离层区主要出现在关键层下采空区的中部。
    (2)采动裂隙“O”，形圈的形成。关键层初次垮落后，关键层在采空区中部离层趋于压实，而在采空区两侧仍各自保持一个离层区。此时，从平面看，在采空区四周存在一沿层面横向连通的离层发育区，
称之为采动裂隙“O”形圈。
3煤炭资源绿色开采技术体系
由此可构建如图1所示的煤炭绿色开采技术体系。鉴于各种绿色开采技术都具有各自的适用条件，各个矿区应针对矿区的具体条件采用合适的技术，从而形成具有各自矿区特色的绿色开采模式。
3. 1煤与瓦斯共采技术原理
显然，卸压瓦斯的运移同岩层移动及采动裂隙的动态分布特征有着紧密的关系。由关键层理论建立的关键层破断后形成“O”形通道理论，在一些矿区的卸压瓦斯抽放中对钻孔布置起到指导作用。
    (1)揭示了阳泉15煤综放面岩层移动对邻近层瓦斯涌出的影响规律，提出并实施了阳泉矿区巧煤综放面上邻近层卸压瓦斯高抽巷布置优化方案及初采期瓦斯超限治理方案。
    (2)在淮北桃园煤矿开展了地面钻井抽放上覆远距离煤层卸压瓦斯的工业性试验。结果表明，上覆远距离煤层卸压瓦斯可通过“O”形圈大面积抽放出来。
    (3)淮南矿区在潘一和潘三顶板岩层进行“O”形圈抽放，瓦斯纯量达19-20m³/nin，抽放率达48%以上。
    因此，若在开采时形成采煤和采瓦斯两个完整的系统，则不仅有益于矿井的安全，而且采出的还是洁净能源。政府应从政策上给以支持。鉴于我国大部分煤层透气性低，因此在开采高瓦斯煤层的同时，利用岩层运动的特点将煤层气开发出来将是我国煤层气开发的一个重要途径。