采礦工程中綠色開采技術的研究

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摘要：通過分析傳統采礦工程對環境的不利影響，闡述了綠色開采在采礦作業過程中的重要意義，研究分析了礦產與瓦斯共采技術、綠色處理矸石的技術、保水開采技術組成的綠色開采技術體系。

關鍵詞：綠色環保;采礦技術;工程技術

引言

由于礦產開采會對周邊環境造成一定程度的破壞，政府環保部門和礦產相關企業要及時對采礦施工方法進行改善，對已經開采的礦區制定后期修復方案。礦產開采過程中綠色開采技術的運用，減少對周邊環境的破壞，有助于人與自然和諧相處的可持續發展。

1傳統采礦工程對環境的不利影響

1.1采礦工程對水資源的破壞

在采礦作業過程中，由于破壞了地層結構造成大量地下水排至地表，導致地下水水位大幅下降。同時，由于開采造成的地表破壞，周邊地下河流或地上河流干涸，導致人們日常生活和農業種植嚴重缺水。周邊地表植被也因缺水而干枯，進而形成沙漠化。據不完全統計，我國每年由于采礦工程而受破壞的水資源有24億m3；而在西部地區，人們日常生活用水受到破壞程度比較嚴重[1]。

1.2采礦工程對土地資源的破壞

采礦工程對土地資源的破壞形式有多種，主要有：水土流失、土地沙漠化和地表塌陷等。據國土資源管理局的調查顯示，目前我國因采礦工程導致的地表塌陷面積已經超過40萬公頃，這相當于每開采1萬t的原煤，就有0.3公頃的土地塌陷，這一數據正在以每年0.05%的速度在增長。在煤礦的開采過程中，一般都會有矸石，其含量約為煤炭總量的20%，不進行及時的處理，矸石積累量會越來越多。目前我國存放矸石所占用的土地面積遠超1萬公頃，政府相關環保部門要督促相關礦產企業合理處理矸石閑置問題。

1.3采礦工程對大氣的破壞

在采礦過程中由于環境的變化，會產生大量有毒有害的氣體，如CO2、CH4、SO2等。這些氣體不但會增加開采的難度，也會污染大氣環境，其中CO2等氣體是導致全球性變暖的主要成分。由上述可見，我國礦產開采過程中所導致的大氣問題，且礦區環境容量不能承受如此巨大的污染量，而礦產又是國家發展必不可少的資源。因此，我國環保部門要積極敦促礦產企業，及時研發綠色開采機械設備，采取綠色采礦措施，最大限度的降低采礦工程對周邊環境的破壞。

2應用綠色開采技術的必要性和重要意義

2.1礦井中資源的再利用

在礦產開采過程中，要盡量避免對周邊土地資源的破壞。廣義上的礦區資源主要包括煤層內存在的瓦斯、矸石、地下水及周邊礦床等。對于礦區資源要做到物盡其用，在保證礦區周邊環境不被破壞的情況下，對礦區資源進行合理開采、利用[2]。以往礦產企業在開采過程中，只專注對瓦斯進行防治，保證在礦產開采過程中不出現安全事故。但在這過程中，卻忽略了瓦斯的益處。礦井水和地址類型，通常是根據礦井的涌水量、地質水文條件等相關參數來進行劃分。在開采過程中，礦井水通常被當做水害來處理，這是對水資源的浪費行為。因此，礦產企業在對地下水進行防治時，要對其他資源進行合理的利用，這不僅可以為公司節約采礦成本，還可為公司帶來巨大的副產值。

2.2綠色開采技術的相關理論問題

礦產開采過程導致的一系列環境問題，是對地層破壞帶來的結果。如果地層被破壞導致巖層運動，不僅增加了礦產開采的難度，還會形成裂隙巖體。礦產綠色開采技術的主要理論基礎是：對開采過程中出現的各類巖層變化規律進行總結分析，從防護的角度總體開展工作，進而利用先進設備或措施對礦區資源進行科學、合理的處理，使得物盡其用，以減少因采礦工程而產生的一系列環境問題。

3綠色開采技術的相關技術體系

3.1礦產與瓦斯共采技術

瓦斯是導致全球變暖的一種氣體，同時也是綠色環保的清潔能源。在礦區由于存在大量瓦斯氣體，采礦過程中稍不注意便會引發重大安全事故。因此，要盡量將瓦斯氣體合理進行資源化，建議采取以下措施、技術進行開采：一是開采前的瓦斯抽采技術，在全面開采工程開始之前，對礦井內、煤層內的瓦斯氣體抽出，這很大程度上降低了礦井安全事故的發生機率。但由于我國礦井內透氣性普遍不高，針對這種情況，瓦斯抽采技術需要更進一步的改進。二是礦產、瓦斯共采技術，在開采完礦產之后，采空區會產生壓力差釋放大量瓦斯氣體，此時再進行瓦斯的抽采。三是對開采完的廢棄礦井抽采瓦斯，廢棄的礦井煤層蘊含大量瓦斯氣體，針對這種情況，可以利用巖層內部的裂隙，科學地進行瓦斯抽采。

3.2綠色處理矸石技術

我國采礦過程中，每年都至少有5億t的矸石廢棄。大量的矸石閑置沒有及時進行處理，對地形地貌有嚴重的影響。同時由于矸石在40~50℃時會發生自燃，這不僅對大氣造成污染，還增加了火災等事故的發生概率。如果政府環保部門不督促礦產企業對矸石及時進行處理，就會增加事故的發生幾率，造成環境污染[3]。因此，各地政府環保部門要建立完善的監督管理制度，以敦促相關礦產企業及時采取合理的措施，或是開發減少采礦工程中矸石排出的綠色開采技術。減少矸石排出量還可以從優化巷道布置結構入手，但相關挖掘技術又涉及到對巷道的維護技術上，而隨著采礦的不斷深入開展，就不得挖掘巖石巷道。因此，要避免安全事故和污染的產生，就要對現行采礦措施或技術及時進行更新，同時根據不同礦層情況，采取不同的采礦措施，盡可能減少矸石的排出量。

3.3保水開采技術

保水開采技術和防止潰水開采技術有很大的不同，防止潰水開采技術要求開采工作嚴格按照規章進行的預防措施；而保水開采技術是在進行礦產開采的同時，保證周邊地質水文不受很大影響。在某些地區，在礦產開采完之后巖層還會發生間斷性運動形成地下漏斗，隨著降雨的增加會逐漸消失；但在一些地區，由于地質或開采方式的區別，礦產開采完之后會形成水洼，這對當地環境造成一定的影響。所以，礦產企業要嚴格按照政府環保部門的要求，采取合理的開采措施，不能為了利益就肆意破壞當地生態環境，始終要堅持科學、可持續的發展觀念。

4結語

開采過程中出現的一系列環境問題，需要各級政府環保部門和相關礦產企業積極落實綠色發展觀，針對各地不同的地質條件，制定科學的開采措施，同時需要礦產企業加大對先進開采設備的研發投入和加大對先進綠色開采技術的研究投入力度，盡最大可能降低采礦工程對礦區周邊環境的影響。對已經進行礦產開采的地區，要及時制定綜合性治理方案。

參考文獻

[1]張西鋒.采礦工程中綠色開采的應用分析[J].黑龍江科技信息，2014（15）：35.

[2]田張杰.采礦工程中綠色開采的應用淺述.山東煤炭科技[J]，2016（2）：185-187.

[3]丁雪民.采礦工程現狀分析及環境友好型開采技術應用[J].黑龍江科學，2015（4）:84-85.

作者：鄭媛 單位：山西省煤炭建設監理有限公司