采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用探討

蔡曉紅

華晉焦煤沙曲礦

采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用探討

蔡曉紅

華晉焦煤沙曲礦

礦產(chǎn)資源是支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要能源，隨著城市化進(jìn)程的加快，各行各業(yè)對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求量越來(lái)越大。但是受到我國(guó)傳統(tǒng)采礦工藝技術(shù)的影響，采礦生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)地表、水以及大氣等環(huán)境造成的污染較為嚴(yán)重，不利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)。因此，積極分析采礦過(guò)程中對(duì)環(huán)境不友好的方面，探討綠色開(kāi)采技術(shù)，構(gòu)建二者自然和諧共處的局面非常重要。本文首先分析采礦過(guò)程中存在的環(huán)境問(wèn)題，隨后探討相應(yīng)的綠色開(kāi)采技術(shù)。

采礦工程；綠色開(kāi)采；技術(shù)應(yīng)用

作為最重要的能源，煤炭的需求量日趨增大，對(duì)煤炭開(kāi)采和生產(chǎn)的技術(shù)要求也越來(lái)越高。礦業(yè)開(kāi)采工程對(duì)地表﹑地貌進(jìn)行的破壞必然會(huì)導(dǎo)致一系列的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。

1 采礦工程中存在的環(huán)境問(wèn)題

1.1 水資源危害

傳統(tǒng)的煤礦開(kāi)采方式主要改變了地下含水層原本的徑流，從而使得地下水大量滲出。同時(shí)地下水的滲出也降低了區(qū)域含水層的水位，從而導(dǎo)致形成了嚴(yán)重的地下水降落漏斗，直接改變并影響了所處區(qū)域內(nèi)的水文地質(zhì)條件。同時(shí)傳統(tǒng)無(wú)保護(hù)的開(kāi)發(fā)方式也改變了地表的水體，使得部分溝渠泉水等減少或者干枯，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦挠盟h(huán)境，甚至導(dǎo)致土地沙漠化。數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年因采煤對(duì)地下水資源的破壞高達(dá)22 億m3。

1.2 土地資源的破壞

采礦工程可能通過(guò)多種形式造成土地資源破壞，例如地讓沙漠化﹑固體廢棄物壓占地表﹑水土流失等。有統(tǒng)計(jì)學(xué)資料提示，我國(guó)采礦工程中，由于地表沉陷而遭受破壞的土地面積已經(jīng)超過(guò)40 萬(wàn)公頃，這意味著每開(kāi)采一萬(wàn)噸原煤就會(huì)產(chǎn)生約0.3 公頃的土地塌陷，這樣的破壞現(xiàn)象隨著生產(chǎn)速度的提高正在加劇。除此之外，煤炭在開(kāi)采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生固體廢棄物，這些固體廢棄物需要占據(jù)大量的地表進(jìn)行安置，平均每年占地面積超過(guò)20 萬(wàn)平方米。

1.3 大氣污染

在礦山開(kāi)采過(guò)程中，大量有害氣體被釋放出來(lái)，比如SO2﹑CO2等，其不僅會(huì)對(duì)空氣造成一定程度的污染，還會(huì)加重溫室效應(yīng)。而煤炭作為重要的能源之一，在較短時(shí)間內(nèi)無(wú)法徹底解決這些問(wèn)題，因此在相關(guān)部門(mén)的要求和規(guī)范下，煤礦企業(yè)應(yīng)不斷更新開(kāi)采理念，創(chuàng)新開(kāi)采模式，大力應(yīng)用綠色開(kāi)采技術(shù)，盡可能降低采礦工程對(duì)環(huán)境及資源造成的巨大破壞。

2 綠色開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用的重要性

在此情況下，探索經(jīng)濟(jì)﹑社會(huì)﹑自然和諧共處，追求可持續(xù)發(fā)展的采礦工程技術(shù)成為必然趨勢(shì)。綠色開(kāi)采技術(shù)正是引導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新朝著有利于資源﹑環(huán)境保護(hù)及其與經(jīng)濟(jì)﹑社會(huì)﹑環(huán)境系統(tǒng)之間的良性循環(huán)的方向協(xié)調(diào)發(fā)展。綠色開(kāi)采技術(shù)是以經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)為中心，追求自然生態(tài)平衡﹑社會(huì)生態(tài)和諧有序和人的全面發(fā)展為基本目標(biāo)，要求在技術(shù)創(chuàng)新中全面引入生態(tài)學(xué)思想，考慮技術(shù)對(duì)環(huán)境﹑生態(tài)的影響和作用，既要保證技術(shù)的創(chuàng)新性和實(shí)用性，又要確保環(huán)境清潔和生態(tài)平衡，在實(shí)現(xiàn)商業(yè)價(jià)值的同時(shí)又創(chuàng)造生態(tài)價(jià)值。為了保證我國(guó)煤炭能源的需求，同時(shí)又減少對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的破壞，安全﹑環(huán)保﹑高效的煤炭開(kāi)采技術(shù)是我國(guó)未來(lái)煤礦開(kāi)采的必然路徑。

3 完善采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用

3.1 通過(guò)保水開(kāi)采技術(shù)減少環(huán)境破壞

保水開(kāi)采技術(shù)作為新型的煤礦綠色開(kāi)采技術(shù)，在生產(chǎn)過(guò)程中，既保證了煤炭資源的高效開(kāi)采，又減少了開(kāi)采過(guò)程對(duì)地表環(huán)境和地下水等的破壞，減少了煤礦開(kāi)采過(guò)程對(duì)環(huán)境的破壞。保水開(kāi)采技術(shù)通過(guò)特定的采煤工藝和地面灌漿技術(shù)保證了地下水資源不受破壞。傳統(tǒng)的采礦技術(shù)中，煤層開(kāi)采后，上覆巖層逐漸斷裂，導(dǎo)致地下水位形成漏斗，從而影響了地下水。在我國(guó)遼寧阜新礦區(qū)中，由于煤層開(kāi)采導(dǎo)致硬巖層的頂板裂縫在采空區(qū)貫穿于地表，使地下含水層中的地下水在裂縫中漏失，從而導(dǎo)致地下水被嚴(yán)重破壞。使用保水開(kāi)采技術(shù)避免了地下水層在開(kāi)采過(guò)程中的破壞，對(duì)環(huán)境影響相對(duì)較小，是有效的綠色開(kāi)采技術(shù)。

3.2 煤矸石填充支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

該技術(shù)主要減少了煤矸石排放量，實(shí)現(xiàn)主要過(guò)程是通過(guò)奇數(shù)點(diǎn)的順槽的填充橋墩，并利用注漿填充填充橋墩之間的空間，從而實(shí)現(xiàn)煤矸石的利用問(wèn)題。具體的應(yīng)用方法為：首先使用機(jī)車(chē)將煤矸石傳送到罐籠硐室內(nèi)，隨后將煤矸石傳送到順槽填充的運(yùn)輸帶上，在混凝土澆筑的同時(shí)加入煤矸石，從而完成煤矸石混凝土帶。需要注意是該技術(shù)中還需要一定的煤矸石篩選技術(shù)，并對(duì)篩選出來(lái)的煤矸石進(jìn)行粉碎。具體的應(yīng)用效果是有效的減少了煤矸石的排放問(wèn)題，并有效的增加了煤礦的服務(wù)年限，減少了煤礦安全事故的發(fā)生率，且大量的煤矸石填充和使用也有效的減少了地面下沉的問(wèn)題。

3.3 煤炭和瓦斯共采技術(shù)的應(yīng)用

盡管瓦斯屬于一類(lèi)溫室氣體，同時(shí)也是一類(lèi)清潔能源，在很多情況下也是造成礦井重大事故的根源。針對(duì)瓦斯氣體進(jìn)行綠色處理對(duì)于環(huán)境﹑生產(chǎn)安全均具有重要意義。首先在煤礦開(kāi)采之前，采用合理的技術(shù)將其從礦層中抽出；第二種就是煤炭與瓦斯共采技術(shù)，煤炭開(kāi)采工作完成之后圍巖的壓力下降，此時(shí)采空區(qū)會(huì)釋放出大量的瓦斯氣體，在這一階段進(jìn)行抽取就能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭與瓦斯共采。

3.4 對(duì)采礦中的礦產(chǎn)資源進(jìn)行綜合高效開(kāi)采

許多礦產(chǎn)資源中同時(shí)存在多種有價(jià)值的礦產(chǎn)資源，通常情況下，由于技術(shù)和效益等因素的限制，人們只利用其中一種資源，而浪費(fèi)了其他的有效能源。典型的實(shí)例是煤炭開(kāi)采過(guò)程中，礦井中通常產(chǎn)生了大量的瓦斯氣體，瓦斯氣體又名甲烷，是一種高效的清潔能源。而傳統(tǒng)的開(kāi)采中基本都對(duì)礦井中的瓦斯氣體進(jìn)行了排放處理，只挖取煤炭資源，造成了大量的能源浪費(fèi)的同時(shí)還對(duì)大氣﹑臭氧層造成了破壞。

綜上所述，綠色開(kāi)采技術(shù)不僅僅是一種開(kāi)采的技術(shù)和方法，更加是一種環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的思想和理念。為此必須充分的認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)開(kāi)采方法中的弊端，并充分地重視煤礦開(kāi)采中廢料利用﹑保水節(jié)水﹑綜合開(kāi)發(fā)等問(wèn)題，以綠色開(kāi)采為中心的協(xié)同創(chuàng)新原則，全面的實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤礦開(kāi)采事業(yè)的轉(zhuǎn)型和升級(jí)。

[1] 李治學(xué).淺談采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2013，20：32-33.

[2] 鄒迪.采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016，08：127.

[3] 宋峰軍.采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用探討[J].能源與節(jié)能，2016，09：175-176.