綠色開采技術的主要內容包括:保水開采，建筑物下采煤與離層注漿減沉，條帶與充填開采，煤與瓦斯共采，煤巷支護與部分研石的井下處理，煤炭地下氣化等。
另外，巖層控制的關鍵層理論為綠色開采研究提供了一個理論平臺。
　　黨的十六大報告明確提出“走出一條科技含量高，經濟效益好，資源消耗低，環(huán)境污染少，人力資源優(yōu)勢得到充分發(fā)揮的新型工業(yè)化路子”。因此，必須充分考慮我國資源相對短缺，環(huán)境比較脆弱的基本特點，建立起適合我國國情的資源節(jié)約、環(huán)境友好的新型工業(yè)化發(fā)展道路。
　　近期提出的循環(huán)經濟是指遵循自然生態(tài)系統(tǒng)的物質循環(huán)和能量流動規(guī)律重構經濟系統(tǒng)。將經濟活動高效有序地組織成一個“資源利用－綠色工業(yè)－資源再生”的封閉型物質能量循環(huán)的反饋式流程，保持經濟生產的低消耗、高質量、低廢棄，從而將經濟活動對自然環(huán)境的影響和破壞減少到最低限度。它不同于傳統(tǒng)經濟的高開采、低利用、高排放”，而是要達到“低開采、高利用、低排放”的可持續(xù)發(fā)展目標。對礦業(yè)來說就是要實現(xiàn)綠色礦業(yè)”，其核心內容之一就是要實現(xiàn)綠色開采”。
　　“綠色開采”的內涵是努力遵循循環(huán)經濟中綠色工業(yè)的原則，形成一種與環(huán)境協(xié)調一致的，努力去實現(xiàn)低開采、高利用、低排放”的開采技術。
　　礦區(qū)在開發(fā)建設之前與周圍環(huán)境是協(xié)調一致的，開發(fā)建設后，人為活動便使環(huán)境發(fā)生巨大的變化，由此形成了礦區(qū)獨特的生態(tài)環(huán)境問題，如造成農田及建筑物破壞、村莊遷徙、矸石堆積，河川徑流量減少、地下水供水水源干枯，在地面導致的土地沙漠化，礦物內的有害物質流入地下水中等。
　　我國目前的煤礦生產是在以下兩種情況下進行的:一是生產成本不完全，如投入不足;技術裝備落后;安全設施欠賬;工人工資太低。二是相關費用支付不全，如礦產資源費及植被恢復，地面塌陷與水損失，污染治理等。
　　提出并形成綠色開采技術是為了正視開采對環(huán)境造成的影響和破壞，以便提出必要的對策并對政府提出必要的政策建議。
　　煤炭開采形成的環(huán)境問題主要有:
　　①煤炭開采對土地資源的破壞損害，以地表塌陷和矸石山壓占為主，而露天開采則以直接挖損和外排土場壓占為主。
　�、诿禾块_采過程中進行的人為疏干排水形成的導水裂隙對煤系含水層的自然疏干，破壞了地下水資源。同時開采還可能污染地下水資源。
　�、蹃碜缘V井排出的煤層瓦斯抽放和煤礦矸石山的自燃。
　　以山西為例，1949至1998年共生產原煤56億多噸，地面塌陷面積達66600ha，其中40%是耕地，矸石山占地2000ha。至1998年煤炭地下采空面積達1300km2，占全省面積的1%。采煤破壞地下水4.2億m3/a，地表水徑流減少，導致井水位下降或斷流共計3218個，影響水利工程433處，水庫40座，輸水管道793.89km;造成1678個村莊，8127口人，108241頭牲畜飲水困難。采礦使本來缺水的山西環(huán)境受到進一步破壞。平均每采萬噸原煤造成塌陷土地0.2ha，每年新增塌陷地約2萬ha。
　　礦井瓦斯即煤層氣，它是比CO2還嚴重的溫室氣體，也是導致煤礦重大安全事故的根源。
　　據初步估計，我國2km淺范圍內具有30-35萬億m3煤層氣資源，居世界前列。但我國煤層透氣性小，難以在開采前抽出。
　　建國以來，我國煤礦發(fā)生煤與瓦斯突出事故1500余次，僅2001年瓦斯事故的死亡人數(shù)即達2356人，占煤礦總死亡人數(shù)的40%。煤礦每年排放瓦斯70億一190億m3。瓦斯是最好的清潔能源，因此必須加以利用，變害為寶。
　　由此可見，提出并盡快形成煤礦的“綠色開采技術”已迫在眉睫
　　綠色開采的內涵與技術體系
　　從廣義資源的角度論，在礦區(qū)范圍內的煤炭、地下水、煤層氣瓦斯、土地以至于煤矸石以及在煤層附近的其他礦床，都應作為經營這個礦區(qū)的開發(fā)對象而加以利用。原來對礦井瓦斯的定義是:“礦井中主要由煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體。”而在礦井水文地質類型劃分中認為:根據礦井水文地質條件、涌水量、水害情況和防治水難易程度，劃為……類型。”
    顯然，上述概念將原本為礦區(qū)資源的瓦斯和水單純作為有害物來對待是不合適的。煤礦綠色開采及相應的綠色開采技術在基本概念上是從廣義資源的角度上來認識和對待煤、瓦斯、水等一切可以利用的資源，基本出發(fā)點是防止或盡可能減輕開采煤炭對環(huán)境和其他資源的不良影響，目標是取得最佳的經濟效益和社會效益。
針對煤礦中土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等，“綠色開采技術”主要包括以下內容:
　�、偎�資源保護--形成“保水開采”技術;
　　②土地與建筑物保護--形成離層注漿、充填與條帶開采技術;
　　③瓦斯抽放--形成“煤與瓦斯共采”技術;
　�、苊簩酉锏乐ёo技術與減少矸石排放技術;
　�、莸叵職饣�技術。這些內容構成的綠色開采技術體系如圖1所示。
　　綠色開采的基礎理論為
　�、俨傻V后巖層內的“節(jié)理裂隙場”分布及離層規(guī)律;
　�、陂_采對巖層與地表移動的影響規(guī)律;
　�、鬯�與瓦斯在裂隙巖體中的滲流規(guī)律;
　�、軒r體應力場的分布規(guī)律及巖層控制技術。

　　關鍵層理論對綠色開采研究的指導作用
　　采場老頂巖層“砌體梁”結構模型是針對開采過程中的礦山壓力控制而提出來的。近年來，為了解決巖層控制中更為廣泛的問題，提出了巖層控制的關鍵層理論。
　　提出關鍵層理論的目的是為了研究覆巖中厚硬巖層對層狀礦體開采中節(jié)理裂隙的分布及其對瓦斯抽放與突水防治以及對開采沉陷控制等的影響，為綠色開采的研究提供理論平臺。開采后，隨著關鍵層的破斷，在該區(qū)域內地下水將形成下降漏斗。地下水位能否恢復，則決定于隨著工作面的推進，上覆巖層中是否有軟弱巖層（事實上它是研究地下水滲漏的“關鍵層”)經重新壓實導致裂隙閉合而形成隔水帶。
　　把地下水視為資源，必須形成保水開采技術，即開采后地表水暫時形成下降漏斗仍能恢復到原來狀態(tài)的開采技術。
　　基于巖層控制的關鍵層理論提出，將保證覆巖主關鍵層不破斷失穩(wěn)作為建筑物下采煤設計的基本原則。
　　為了保證建筑物下采煤既具有較好的經濟效益，同時又確保地面建筑物不受到損害，關鍵在于根據具體條件下覆巖結構與關鍵層特征來研究確定合理的減沉開采技術及參數(shù)。確定覆巖中的關鍵層位置，掌握其離層與破斷特征參數(shù)，是注漿減沉技術應用可行性分析、鉆孔布置與注漿工藝設計及減沉效果評價的基礎。
　　從理論上來說，充填采礦是解決煤礦開采環(huán)境問題的理想途徑。為了降低充填成本，基于巖層控制的關鍵層理論，提出了部分充填（條帶充填)控制開采沉陷的思路:僅充填部分采空區(qū)，只要保證未充填采空區(qū)的寬度小于覆巖主關鍵層的初次破斷跨距，且充填條帶能保持長期穩(wěn)定，就可有效控制地表沉陷。
　　我國70%以上煤層的滲透率小于1×10-3μm2，這對我國開展煤層瓦斯采前預抽是極為不利的。若在開采時形成采煤和采瓦斯兩個完整的系統(tǒng)，利用巖層運動的特點將煤層氣高效開采出來，即形成“煤與瓦斯共采”技術。
　　關鍵層理論所得出的節(jié)理裂隙場分布規(guī)律將對瓦斯抽出技術有重要參考作用。
　　矸石不上井涉及到煤巷維護問題，而且隨著采深的增加，巖石巷的開掘將不可避免。因此矸石不上井就存在一個矸石井下處理系統(tǒng)。
　　應該說，在經濟原則下矸石的井下處理是綠色采礦問題。但矸石的井上處理就像地面復墾一樣是環(huán)境治理問題，不屬于綠色開采技術。
　　煤炭地下氣化是一種整體綠色開采技術。應解決如何使地下煤炭氣化產生的致癌物質苯和酚不擴散，不污染、毒化地下水資源及如何處理燃燒形成的大量二氧化碳污染空氣的問題。否則煤炭地下氣化就失去了綠色開采的意義。
　　綠色開采若干待研究的問題
　　下列問題將是綠色開采有待于進一步研究的主要問題:
　　①采動破裂煤巖體中水與瓦斯流動規(guī)律的研究;
　�、诨�于巖層移動與關鍵層理論的開采沉陷預測與建筑物下采煤的定量設計方法;
　　③適合煤礦特點的充填采礦材料與工藝系統(tǒng);
　�、苊旱V綠色開采技術的經濟評價方法與法規(guī)。
　　參考文獻:
　　[1]錢鳴高，許家林，繆協(xié)興.煤礦綠色開采技術壓[J].中國礦業(yè)大學學報，2003,32(4):343-348
　　[2]錢鳴高，繆協(xié)興，許家林，等.巖層控制的關鍵層理論配[M].徐州:中國礦業(yè)大學出版社，2000.1-300
　　作者簡介:錢鳴高(1932－)，男，江蘇無錫人，中國工程院院士，中國礦業(yè)大學教授，博士生導師，從事采礦工程方面研究。