绿色开采技术在采矿工程中的应用

绿色开采技术在采矿工程中的应用

■ 张冲

冀中能源股份公司沽源金牛能源有限责任公司 河北张家口 076576

摘 要：近年来，随着国民经济的快速发展，人们对于能源的需求量呈几何增长，采矿业随之迎来较大发展机遇。但在资源开采过程中，受采矿工艺和采矿技术落后的影响，其作业行为对生态环境造成污染并破坏地质条件，甚至会打破采矿区原有的生态平衡，给社会和行业可持续发展带来隐患。通过使用绿色开采技术，将能有效维护生态平衡，缓解甚至杜绝对作业周边环境的破坏，在确保资源开采作业安全和效率的同时，减少环境污染、保护生态资源，因此对于采矿行业的未来发展具有重要意义。

关键词：绿色开采技术；采矿工程；问题；研究 引言

众所周知，在我国经济发展过程中，合理的资源开采是重要的组成部分，但传统的开采技术和水平相对落后，开采过程中会对资源周边的大气，土壤及水资源等造成严重的破坏，其周边生态环境会受到严重的挑战，这都将对人类的生产生活及身体健康带来重大不利影响，甚至威胁到人类的生存安全。因此在对矿产资源的开发和利用过程中，必须积极探索更先进的开采技术，实现绿色开采的目标，在实现资源合理利用的同时，实现人与自然的和谐共生。

1.绿色开采的概念

所谓绿色开采，就是指在对矿产资源开采过程中最大限度的降低对自然环境及其他资源的不利影响，最大限度的减少破坏，保护周边环境；同时还有减少资源开采时废弃物的排放，以及对废弃物实现二次利用。从而最大化提高社会经济效益，达到经济发展与环境保护相辅相成的目标。

2.采矿过程存在的问题分析 2.1土地资源受到严重破坏

根据对相关资料数据统计，在我国采矿工程中，因地表沉陷而导致了受到破坏的土地面积超过了40万公顷，每开采一万吨原煤，就会产生大概0.3公顷的土地塌陷面积，并且每年的破坏速度还是在递增的。而一般情况下，在采矿工程中，通常都会矸石，其含量约为煤炭总量的20%左右，所以我国目前矸石所要占用的土地面积也超过了1万公顷。 　　

2.2对水资源的污染和破坏

在进行矿产开采时，对水资源造成的破坏以人为的疏干排水产生的裂隙使含水层疏干，导致含水层所处原始径流状态被破坏。此外，在矿井水当中含有大量无机盐类，使水体被严重高污染。如果水资源受到污染，则植被也会受到很大的影响，使土体贫化，对地下水的正常循环造成不可逆的破坏，最终使水位大幅下降。我国的水资源分布相对不均，而西北地区的矿区又较为集中，因采矿造成的水污染，也加剧了这些地区水资源短缺的问题。

2.3大气污染的问题

在采矿的过程中，会释放出大量的有害气体，如二氧化碳和二氧化硫等，不但会污染空气，还会导致温室效应等问题出现。可见，在采矿过程中，存在着严重的环境问题，而这又是矿区的环境容量所无法承受的。但煤炭作为现阶段我国最重要的能源，在短时间内根本无法彻底改变这一现状，所以在相关部门的要求和推进下，更新煤炭开采理念，大力发展绿色开采技术，最大化的降低开采煤炭活动对环境和资源带来的影响已是势在必行。

3.绿色开采技术在采矿工程中的应用研究 3.1煤与瓦斯共采技术

瓦斯又称煤层气，是植物在成煤过程中产生的大量气体，保存在煤层的缝隙和空隙中，在煤炭开采过程中，瓦斯会从缝隙中大量溢出，形成安全隐患。但瓦斯作为烷烃类气体，又是一种宝贵的清洁能源，在采煤过程中，同时开采瓦斯具有明显的经济意义。因此，煤与瓦斯共采技术不但能解决瓦斯隐患，同时将其变为资源加以利用，具有非常重要的意义和价值。煤与瓦斯的共采的理论依据是裂缝分布规律和瓦斯移动规律，关键技术是增强煤层透气性和优化瓦斯抽采工艺，特别是高瓦斯煤层，需要在实践中进行技术优化和升级，提高瓦斯的抽采率，使该项技术越来越成熟完善，并进行广泛的推广应用。

3.2采空区的绿色开采

在开采矿产工作中，采空区的填充工作至关重要。如果不进行填充处理，会导致地表出现位移或者塌陷，进而诱发自然灾害、形

成环境污染。采空区填充技术，包含开采与充填系统的合理协调，对充填及事后处理充填材料的畅通运输事项等。但是如果在填充材料非常巨大的情况下，成本是非常高的，具体的操作方案很不容易被实行。以往的充填工艺包括岩石填充、煤研石填充、风力填充、粉煤填充以及水力填充，这种传统的填充方式不仅具有效率低、成本高等缺点，同时还可能对环境带来二次污染。为此，相关科研人员提出了“关键层理论”以及部分填充以控制开采沉陷的想法，目前已经得到了大范围的推广和实行。比如，在采空区上方，离层裂隙注浆充填法就起到了减缓下沉速度和下沉量的作用。但是最关键的还是要寻找一种低价格，储量大，来源广泛的填充材料，例如使用煤研石、粉煤灰、工业炉渣以及河沙等混合填充材料，在形成较为稳定的支护后，会对地表沉降进行有效控制，这样才能从根本上解决问题。

3.3保水开采

对于保水开采技术，它在不同的矿区往往具有不同特征与内涵，比如在缺水矿区中，应将水资源保护与充分利用作为核心；在大水矿区中，应将尽可能减少对水资源造成的破坏，并有效防治所有类型的水灾害作为核心。开采会对含水层所处原始径流造成破坏，使地下水开始大量排出；位于采空区上部的裂隙，会与地下水实现贯通，进而形成规模很大的降落漏斗，导致含水层中的水位明显降低，最终对范围内的水文地质条件造成严重影响。在采动影响达到稳定以后出现的地表沉降，通常会使地表水体所处原始状态发生变化，使沟泉水明显减少，严重时造成干涸，对附近居民日常生产与生活造成影响，导致土地沙漠化和水土流失。由此可以看出，在不同的矿区根据其实际情况，采取有效的保水措施是十分重要且必要的，必须引起相关人员的高度重视。

3.4矸石处理技术

在整个采矿过程中，矸石具有较高的排出量，其不仅会对地表环境带来影响，同时还容易出现自燃情况，进而对大气形成污染，不利于采矿作业绿色化发展。当前，我国在矿山开采中，很少对矸石进行合理化处理，导致矸石数量逐渐增加，堆积在地表形成污染源。针对这一问题，企业需要通过有效的处理技术对矸石进行科学处理。一是可以通过绿色覆盖技术，在矸石上覆盖一层保护膜，减少风吹作用，预防矸石自燃，防止其对环境带来的污染；二是利用矸石的物理化学性质，选择化学溶剂进行溶解处理；三是将产出的矸石集中处理，提炼其中蕴含的金属元素，对废弃物进行掩埋销毁；四是将矸石进行二次加工，使其成为施工材料，发挥矸石的材料价值，进而缓解建筑材料紧张的局面。

4.结束语

综上所述，在我国采矿工程项目中，传统的开采技术和水平，对矿产周围的环境，大气，土壤，以及水资源等造成了严重的破坏，生态环境受到了严重的挑战，这对人类生活生产的环境以及身体健康都带来了不利影响，威胁着人类的生存。所以，各矿区应在实践过程中，对自身开采的特点进行深入地分析，不断加大绿色开采技术开发及应用程度，进而采取必要的改善措施，实现绿色采矿的目标，实现采矿工程的可持续发展。

参考文献[1].邹迪.采矿工程中绿色开采技术的应用分析.山东工业技术，2016.08.127.

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2020年01期 · 217