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(tǒng)采礦工程對環(huán)境的不利影響，闡述了綠色開采在采礦作業(yè)過程中的重要意義，研究分析了礦產(chǎn)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(huán)保;采礦技術;工程技術

引言

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

1傳統(tǒng)采礦工程對環(huán)境的不利影響

1.1采礦工程對水資源的破壞

在采礦作業(yè)過程中，由于破壞了地層結(jié)構(gòu)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?nèi)粘Ｉ詈娃r(nóng)業(yè)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(jù)不完全統(tǒng)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(qū)，人們?nèi)粘Ｉ钣盟艿狡茐某潭缺容^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(jù)國土資源管理局的調(diào)查顯示，目前我國因采礦工程導致的地表塌陷面積已經(jīng)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(shù)據(jù)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(huán)保部門要督促相關礦產(chǎn)企業(yè)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(huán)境的變化，會產(chǎn)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(huán)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(chǎn)開采過程中所導致的大氣問題，且礦區(qū)環(huán)境容量不能承受如此巨大的污染量，而礦產(chǎn)又是國家發(fā)展必不可少的資源。因此，我國環(huán)保部門要積極敦促礦產(chǎn)企業(yè)，及時研發(fā)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(huán)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(chǎn)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(qū)資源主要包括煤層內(nèi)存在的瓦斯、矸石、地下水及周邊礦床等。對于礦區(qū)資源要做到物盡其用，在保證礦區(qū)周邊環(huán)境不被破壞的情況下，對礦區(qū)資源進行合理開采、利用[2]。以往礦產(chǎn)企業(yè)在開采過程中，只專注對瓦斯進行防治，保證在礦產(chǎn)開采過程中不出現(xiàn)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(jù)礦井的涌水量、地質(zhì)水文條件等相關參數(shù)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(chǎn)企業(yè)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(jié)約采礦成本，還可為公司帶來巨大的副產(chǎn)值。

2.2綠色開采技術的相關理論問題

礦產(chǎn)開采過程導致的一系列環(huán)境問題，是對地層破壞帶來的結(jié)果。如果地層被破壞導致巖層運動，不僅增加了礦產(chǎn)開采的難度，還會形成裂隙巖體。礦產(chǎn)綠色開采技術的主要理論基礎是：對開采過程中出現(xiàn)的各類巖層變化規(guī)律進行總結(jié)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(qū)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(chǎn)生的一系列環(huán)境問題。

3綠色開采技術的相關技術體系

3.1礦產(chǎn)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(huán)保的清潔能源。在礦區(qū)由于存在大量瓦斯氣體，采礦過程中稍不注意便會引發(fā)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(nèi)、煤層內(nèi)的瓦斯氣體抽出，這很大程度上降低了礦井安全事故的發(fā)生機率。但由于我國礦井內(nèi)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(chǎn)、瓦斯共采技術，在開采完礦產(chǎn)之后，采空區(qū)會產(chǎn)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(nèi)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(fā)生自燃，這不僅對大氣造成污染，還增加了火災等事故的發(fā)生概率。如果政府環(huán)保部門不督促礦產(chǎn)企業(yè)對矸石及時進行處理，就會增加事故的發(fā)生幾率，造成環(huán)境污染[3]。因此，各地政府環(huán)保部門要建立完善的監(jiān)督管理制度，以敦促相關礦產(chǎn)企業(yè)及時采取合理的措施，或是開發(fā)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(yōu)化巷道布置結(jié)構(gòu)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(chǎn)生，就要對現(xiàn)行采礦措施或技術及時進行更新，同時根據(jù)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?jié)⑺_采技術有很大的不同，防止?jié)⑺_采技術要求開采工作嚴格按照規(guī)章進行的預防措施；而保水開采技術是在進行礦產(chǎn)開采的同時，保證周邊地質(zhì)水文不受很大影響。在某些地區(qū)，在礦產(chǎn)開采完之后巖層還會發(fā)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(qū)，由于地質(zhì)或開采方式的區(qū)別，礦產(chǎn)開采完之后會形成水洼，這對當?shù)丨h(huán)境造成一定的影響。所以，礦產(chǎn)企業(yè)要嚴格按照政府環(huán)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?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，始終要堅持科學、可持續(xù)的發(fā)展觀念。

4結(jié)語

開采過程中出現(xiàn)的一系列環(huán)境問題，需要各級政府環(huán)保部門和相關礦產(chǎn)企業(yè)積極落實綠色發(fā)展觀，針對各地不同的地質(zhì)條件，制定科學的開采措施，同時需要礦產(chǎn)企業(yè)加大對先進開采設備的研發(fā)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(qū)周邊環(huán)境的影響。對已經(jīng)進行礦產(chǎn)開采的地區(qū)，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(xiàn)狀分析及環(huán)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(jiān)理有限公司