采礦工程中綠色開采的應(yīng)用探究

孫法東 張磊 王業(yè)亮

摘 要：現(xiàn)階段，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，人們對(duì)于各種能源的需求越來越高的同時(shí)，人們也加大了對(duì)環(huán)境保護(hù)問題的關(guān)注力度，從而使得人們對(duì)于采礦工程中所采用的技術(shù)也加大了其重視程度。不僅僅是煤炭的開采，同時(shí)各類金屬類的開采也同樣面臨著極大的困難和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。隨著采礦量的不斷增加，其中也暴露出了諸多問題急需解決，例如目前由于采礦工程所帶來的的環(huán)境破壞問題，更應(yīng)該引起相關(guān)部門的重視程度。合理的采用綠色開采模式是未來采礦工程得以順利發(fā)展的趨勢(shì)之一，其也值得我們更加深入的進(jìn)行探討和分析?；诖耍疚膶?duì)采礦工程中綠色開采的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：采礦工程；綠色開采；技術(shù)；應(yīng)用

1采礦工程應(yīng)用綠色開采的意義

礦產(chǎn)開采過程中，一系列因開采而造成的環(huán)境問題往往都是由采礦技術(shù)導(dǎo)致的，例如由于破壞原始覆巖層結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致水體污染，降低土壤質(zhì)量，造成地面沉降，破壞地表景觀等。綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，能夠保護(hù)地下水資源，實(shí)現(xiàn)保水開采；減少因開采而導(dǎo)致的地表沉陷，避免對(duì)地面建筑造成破壞，實(shí)現(xiàn)減沉開采；減少煤礦矸石的排放，避免矸石堆積，實(shí)現(xiàn)矸石減排。由此可見，綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，能夠提升采礦工程環(huán)境效益，促進(jìn)采礦工程實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的共贏。

2采礦工程中的綠色開采技術(shù)及其應(yīng)用

2.1煤礦采空區(qū)充填技術(shù)及其應(yīng)用

煤礦開采過程中，由于煤體和煤矸石被開采移出，使地下形成空洞或空腔，造成地面沉降或地表坍塌，導(dǎo)致環(huán)境的破壞。傳統(tǒng)的采空區(qū)充填技術(shù)主要有矸石帶狀充填、矸石自溜充填、水力充填、風(fēng)力充填以及灰煤粉充填等。矸石帶狀充填通過沿工作面砌筑矸石帶，達(dá)到充填支撐作用，但是其工作量大，充填效率較低；矸石自溜充填設(shè)備簡(jiǎn)單、材料要求低，但充填效果差；水力充填效果好，但對(duì)設(shè)備和材料的要求較高；風(fēng)力充填較水力充填系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但充填成本高，效果不及水力充填；粉煤灰充填強(qiáng)度較低，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。

融合綠色開采技術(shù)的新型采空區(qū)充填技術(shù)，從提高充填效果、注重資源回收循環(huán)利用以及環(huán)境保護(hù)等目標(biāo)出發(fā)，在傳統(tǒng)充填技術(shù)上做了較大的改進(jìn)。采空區(qū)冒落矸石空隙注漿膠結(jié)充填技術(shù)，利用冒落帶的特點(diǎn)，在冒落矸石間的空隙沒有被壓實(shí)之前，通過鉆孔向離層注入具有固化功能的細(xì)粒漿體，充填后的漿體與冒落矸石膠結(jié)，從而達(dá)到支撐上覆巖層的目的。交替膠結(jié)充填也被稱作膏體膠結(jié)充填，將矸石、粉煤灰、工業(yè)爐渣及河沙等材料混合，加工成膏狀漿體，通過充填泵輸送至地下的采空區(qū)，從而達(dá)到充填支撐的效果。

2.2保水開采技術(shù)及其應(yīng)用

保水開采技術(shù)的施工原則是在對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采前就詳細(xì)調(diào)查礦產(chǎn)周邊水資源的分布情況，然后科學(xué)、合理地對(duì)開采范圍進(jìn)行選擇。如果施工范圍內(nèi)含有隔水層或是含水層，并且無法避開，那么要先對(duì)地下水位的下降規(guī)律以及煤層采動(dòng)覆巖的破壞特點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真分析，并在開采過程中設(shè)置防水煤巖柱，將保水采煤的技術(shù)貫徹落實(shí)到開采過程中，比如底板加固保水，降低導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨?、煤層長(zhǎng)壁工作面淺埋保水等。以往在對(duì)地下礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采的過程中，由于技術(shù)手段落后，環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)，不僅地表環(huán)境遭到損毀，很多珍貴的地下水資源也遭到破壞和污染。為了使水資源得到有效保護(hù)，在采礦工程中，我們應(yīng)當(dāng)充分認(rèn)識(shí)到保護(hù)水資源的重要性，加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，對(duì)涉及地下水資源的開采工程要積極采用綠色開采技術(shù)來降低對(duì)水資源的破壞程度。對(duì)開采技術(shù)和工藝進(jìn)行完善和優(yōu)化，將保水技術(shù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用是對(duì)水資源進(jìn)行保護(hù)的一種有效措施，除此之外，我們還應(yīng)當(dāng)對(duì)水資源的直接保護(hù)措施也予以足夠的重視。地面灌漿技術(shù)可以形成一層地下水的保護(hù)結(jié)構(gòu)，有效避免水資源遭受采礦工程的施工影響，進(jìn)而起到保護(hù)水資源免受污染的作用，同時(shí)也能防止地下水結(jié)構(gòu)被破壞。

2.3煤炭和瓦斯的共采技術(shù)及其應(yīng)用

瓦斯是一種有毒氣體，當(dāng)氣體達(dá)到一定濃度時(shí)，可以使人窒息；它還具有可燃性，容易燃燒甚至爆炸；同時(shí)它也是導(dǎo)致溫室效應(yīng)的主要因素。但瓦斯也并非一無是處，如果可以將其資源化，同樣可以為我所用。因此，在煤礦開采工程中，我們可以采取以下技術(shù)來有效降低瓦斯所產(chǎn)生的危害。如果我們可以在煤炭開采之前就利用抽采技術(shù)，將瓦斯氣體從煤層中抽離出來，那么就可以大大提高采煤工程的安全性，降低安全事故的發(fā)生率。但由于我國(guó)煤礦資源具有煤層滲透率低且變化程度高的特點(diǎn)，因此要想在開采前對(duì)瓦斯進(jìn)行預(yù)抽還存在較大的技術(shù)困難。煤炭和瓦斯共采技術(shù)是目前一種可行性比較高的開采技術(shù)，它是利用圍巖壓力會(huì)因煤炭的開采而大大降低的契機(jī)來進(jìn)行瓦斯抽取的。當(dāng)煤炭開采后，圍巖壓力降低，巖層的移動(dòng)會(huì)使?jié)B漏率增加，采空區(qū)便會(huì)有大量的瓦斯氣體被釋放，這時(shí)再對(duì)其進(jìn)行抽取便會(huì)容易得多。廢棄礦井的煤層中也含有很多瓦斯氣體，我們可以根據(jù)巖體內(nèi)裂隙場(chǎng)的分布情況將廢棄礦井中的瓦斯氣體抽出。

2.4煤矸石填充支護(hù)技術(shù)及其應(yīng)用

煤礦開采過程中所產(chǎn)生的煤矸石過量堆積會(huì)造成土地資源無法合理利用。采用煤矸石填充支護(hù)技術(shù)可以有效的降低煤矸石的排量。該技術(shù)的主要實(shí)現(xiàn)原理是，通過奇數(shù)點(diǎn)分順槽低橋墩進(jìn)行填充，并且橋墩之間的空隙用注漿進(jìn)行相應(yīng)的填充，從而可以將煤矸石充分運(yùn)用起來。但是，在采用該方法對(duì)煤矸石進(jìn)行利用的過程中，首先要做的是對(duì)煤矸石進(jìn)行相應(yīng)的篩選，并且將篩選出來的煤矸石進(jìn)行一定的粉碎再利用。通過該技術(shù)可以有效解決煤矸石的排放問題，有效降低安全事故發(fā)生概率的同時(shí)也降低了地面下沉問題的發(fā)生。

2.5煤炭地下氣化技術(shù)及其應(yīng)用

相對(duì)于傳統(tǒng)的采煤工藝來說，煤炭地下氣化技術(shù)是具有革命性的創(chuàng)新技術(shù)。這一技術(shù)主要是通過熱化學(xué)反應(yīng)將煤炭直接在地下轉(zhuǎn)換成可燃性氣體，同時(shí)還要設(shè)置有效的污染控制措施來減少對(duì)環(huán)境的危害。對(duì)于這一技術(shù)來說，可以極大地改善煤礦開采的環(huán)境以及所要用到的機(jī)械化程度，這是對(duì)于未來煤礦開采技術(shù)要重點(diǎn)研究的方向。

2.6無煤柱開采技術(shù)及其應(yīng)用

無煤柱開采技術(shù)，是在前一個(gè)開發(fā)區(qū)域的輸送巷下面，預(yù)留一條充填帶，在開采下一個(gè)階段材料巷時(shí)，可以沿著預(yù)留的充填帶，而不需要再預(yù)留煤柱，從而實(shí)現(xiàn)無煤柱開采。無煤柱開采的關(guān)鍵在于構(gòu)建注漿填充系統(tǒng)，主要設(shè)備，如車場(chǎng)和攪拌站應(yīng)置于井下，注漿泵硐室置于回風(fēng)巷的上面，保證攪拌、泵送和填充的不間斷作業(yè)。此外，預(yù)留充填帶的設(shè)計(jì)要根據(jù)充填帶的凝固時(shí)間、礦壓及工作面輸送巷長(zhǎng)度等，嚴(yán)格控制充填帶的規(guī)格。

結(jié)語

綜上所述，我們通過以上對(duì)采礦工程中綠色開采技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用分析，知道了我國(guó)要想走可持續(xù)發(fā)展的道路，就必須在進(jìn)行資源開采的同時(shí)保護(hù)好我們的環(huán)境，切不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)盲目的追求經(jīng)濟(jì)利益。而本文也對(duì)上述問題做出了很好的分析說明，這是我們每一個(gè)礦區(qū)都應(yīng)該密切關(guān)注的，每個(gè)礦區(qū)都應(yīng)該結(jié)合自己的實(shí)際情況去積極的研究、探討適合自己的綠色開采技術(shù)，因?yàn)檫@不僅僅是資源開采的問題，這也是為我們的子孫留住綠水青山的有效途徑。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

第一作者：姓名：孫法東 身份證號(hào)碼：370481197209232319

第二作者：姓名：張磊 身份證號(hào)碼：370406199201050018

第三作者：姓名：王業(yè)亮 身份證號(hào)碼：370404198209135019

（作者單位：漢諾聯(lián)合集團(tuán)有限公司）