采礦工程中綠色開采的應(yīng)用研究

魏愛國

（內(nèi)蒙古額濟(jì)納旗基層國土資源管理所，內(nèi)蒙古 阿拉善盟 735400）

我國長久以來的資源分布不均問題，加上生態(tài)環(huán)境日趨惡化，為了能夠良好處理因?yàn)椴傻V工程而衍生出的各種地質(zhì)破壞問題與環(huán)境污染問題，就一定要將綠色開采作為采礦工程的重要發(fā)展指標(biāo)。綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，能夠在采礦工程施工期間盡可能的減少對周圍環(huán)境的影響，主要是為了在合理利用資源的前提下對開采技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而提升采礦生產(chǎn)的質(zhì)量與效率水平。

1 對環(huán)境的影響

（1）水資源。在傳統(tǒng)采礦工程施工過程當(dāng)中，受到地下探測水平的限制，無法有效提前避開地下水的流經(jīng)地區(qū)，所以在開采過程中時(shí)常出現(xiàn)地下排出地表層的情況，這就容易導(dǎo)致礦井的地下水出現(xiàn)水位下降的問題，采礦地區(qū)周邊環(huán)境的水文地質(zhì)條件就會因此被破壞。當(dāng)一個(gè)地區(qū)的水文地質(zhì)條件遭受到破壞，發(fā)展到一定程度甚至?xí)霈F(xiàn)漏斗現(xiàn)象。這就容易在采礦過程中出現(xiàn)大量的有害物質(zhì)，從而對地下水造成嚴(yán)重的污染[1]。要知道，淡水資源是有限且重要的生態(tài)資源，而地下水就是其中的重要組成部分，倘若大量的地下水資源因此而無法被有效利用，時(shí)間一久就容易造成土地沙漠化的情況，對我國的生態(tài)環(huán)境有相當(dāng)不利的影響[2]。

（2）大氣環(huán)境。傳統(tǒng)采礦工程需要應(yīng)用大量的煤矸石來進(jìn)行開采，在施工過程中就會產(chǎn)生污染問題，因?yàn)闀尫糯罅康亩趸己投趸?、一氧化碳等氣體，其中一氧化碳和二氧化硫是屬于會危害人體的有毒氣體，而二氧化碳又是造成溫室效應(yīng)的主要排放氣體，那么這樣的開采過程就容易對周邊的大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

2 綠色采礦工程意義

2.1 實(shí)施意義

礦產(chǎn)企業(yè)是現(xiàn)今亟需轉(zhuǎn)型的企業(yè)類型，其所依靠的是礦產(chǎn)資源和低技術(shù)含量、高危的開采工作來保證自身的運(yùn)營發(fā)展，但是這始終都不是長久之計(jì)，要想真正的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展就需要針對綠色開采技術(shù)進(jìn)行具體研究[3]。為了幫助美麗而富饒的新中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展添磚加瓦，開拓出全新的礦業(yè)開發(fā)模式，為我國各行業(yè)生產(chǎn)建設(shè)提供充足的能源，礦產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)致力于開發(fā)智能化無人采礦工程，從而更為深入的進(jìn)入到地底深處開拓深部煤礦資源，同時(shí)也在一定程度上防止在采礦工程施工過程中出現(xiàn)人員傷亡的現(xiàn)象，與此同時(shí)，更要針對污染問題進(jìn)行有效防控。

在實(shí)施綠色采礦技術(shù)的過程中，需要始終堅(jiān)持將周邊的生態(tài)環(huán)境與采礦工作的之間的統(tǒng)一性，并將其作為重要的考量要素，不能夠只是看重眼前的利益而不顧一切地開采礦產(chǎn)資源，而是要針對周邊地區(qū)的地下水、河流、土地資源以及植被資源等做好具體研究，掌握好采礦工作與生態(tài)環(huán)境之間的必然聯(lián)系，小心駛得萬年船，切不可急功近利地將環(huán)境問題拋之腦后。

2.2 工藝技術(shù)

在采選過程中，為了減少固體廢棄物的產(chǎn)出與排放，需要利用無廢與少廢工藝來達(dá)到目的，只有切實(shí)做好對廢棄物的有效控制，才能夠最大化的避免在采礦過程中出現(xiàn)對生態(tài)環(huán)境的破壞與影響。在進(jìn)行綠色開采技術(shù)的過程中，必須重視起在實(shí)踐中的技術(shù)發(fā)展，確保設(shè)備與技術(shù)都能夠滿足當(dāng)前需要，并且同時(shí)要思考技術(shù)改進(jìn)的措施與內(nèi)容。

為了能夠進(jìn)一步地提升資源利用效率，應(yīng)當(dāng)對各地區(qū)的煤炭回采率進(jìn)行密切關(guān)注，在此基礎(chǔ)上針對煤炭開采區(qū)做好有效的生態(tài)綜合治理。生態(tài)綜合治理可以從多方面多角度來進(jìn)行，例如可以在進(jìn)行開采的過程中針對礦山周邊的土地做好復(fù)墾與綠化工程，在確保礦區(qū)開采體系的基礎(chǔ)前提下對生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)最大化的保護(hù)，將開礦工作與當(dāng)前的生態(tài)有機(jī)環(huán)境融為一體。

3 技術(shù)內(nèi)容

3.1 采空區(qū)填充

采礦過程中所出現(xiàn)的采空區(qū)，需要對此進(jìn)行填充處理，一般來說，傳統(tǒng)的采礦工程會對采空區(qū)進(jìn)行風(fēng)力填充、水利填充、帶狀填充以及矸石自流填充等，在實(shí)踐過程中，不難發(fā)現(xiàn)，這些填充技術(shù)的效率質(zhì)量水平已經(jīng)逐漸不能夠滿足現(xiàn)今的開采需要，而且在填充過程中，稍有不慎就有可能對周邊環(huán)境造成二次污染，又或者在使用這一類填充技術(shù)的同時(shí)，礦產(chǎn)企業(yè)也需要投入大量的資金，大大提升了采礦的成本，不利于礦產(chǎn)資源市場的發(fā)展以及自身的企業(yè)競爭力提升[4]。

所以，這就需要采用綠色填充技術(shù)來彌補(bǔ)傳統(tǒng)采礦施工過程中存在的漏洞，綠色填充技術(shù)主要包含交替膠結(jié)填充和采空區(qū)冒落矸石孔隙注漿膠結(jié)填充技術(shù)這兩種。

首先，交替膠結(jié)填充所指的是運(yùn)用工業(yè)爐渣、粉煤灰、河沙等材料，外加特制的膏質(zhì)漿體來提升填充物的支撐作用，使用過程中發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)Φ孛娴某两灯鸬接行У目刂谱饔?，甚至還有防火功能，能夠在高溫地區(qū)實(shí)現(xiàn)對井下溫度的控制以及進(jìn)一步的降低礦區(qū)現(xiàn)場發(fā)生火災(zāi)的概率，對采礦工程的安全性具有相當(dāng)?shù)奶嵘饔谩?/p>

其次，采空區(qū)冒落矸石孔隙注漿膠結(jié)填充技術(shù)在施工過程中主要利用的是冒落帶的具體特征，其在已經(jīng)被壓實(shí)過的礦產(chǎn)孔隙上進(jìn)行注漿，能夠讓原本就已經(jīng)是膠結(jié)冒落狀態(tài)的矸石與填充物之間實(shí)現(xiàn)完整有效的填充，對于填充物的支撐力和穩(wěn)定性都有著非常好的提升作用，能夠有效防止采空區(qū)地面出現(xiàn)變形的情況。

3.2 采礦共采

我國大多數(shù)區(qū)域的礦場資源都伴有特殊地質(zhì)，地質(zhì)自身的低滲透率、易變化等特點(diǎn)，讓采礦施工在開始之前并不能夠?qū)ΦV物實(shí)現(xiàn)有效抽取。為了解決該項(xiàng)問題，可以在采礦工程施工過程中針對巖層進(jìn)行移動，從而有效提升礦層的滲透率，保證能夠在開采之前就完成對礦物抽放的工作，而這就是在綠色采礦技術(shù)當(dāng)中所提倡的礦物結(jié)合采礦共采技術(shù)。

3.3 礦山采集

礦山采集所指的主要就是在傳統(tǒng)開采技術(shù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用鉆井勘探技術(shù)在地下將礦物直接轉(zhuǎn)化成可供開發(fā)的礦產(chǎn)資源，進(jìn)一步的做好相關(guān)的環(huán)境污染控制工作，從而降低采礦工程對于周邊環(huán)境所造成的污染和破壞影響。在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，礦山地下采集工作能夠?qū)δ壳皺C(jī)械開采的采礦現(xiàn)狀進(jìn)行有效改善，所以這也成為了綠色采礦技術(shù)發(fā)展過程中被研究者極為重視的研究方向之一。

3.4 勘探

采礦工程施工過程中極易對周遭的地下水與河流造成污染與破壞，那么勘探技術(shù)就主要是為了將礦場開采范圍內(nèi)的水資源進(jìn)行有效保護(hù)而采用的綠色技術(shù)。在勘探技術(shù)指導(dǎo)下，相關(guān)人員要在礦產(chǎn)開采前就針對周圍的水資源情況進(jìn)行密切的排查，綜合周邊地區(qū)的地質(zhì)與水源情況來針對開采范圍進(jìn)行預(yù)判。此外，還需要將不同的含水層與隔水層來進(jìn)行分別處理，以此作為合理選擇開采技術(shù)的根據(jù)，保證能夠提前了解到其對于礦層開采破壞程度的具體情況與特點(diǎn)，也可以使用礦層長壁工作面淺埋的方式來進(jìn)行勘探，這也是保護(hù)水資源不受污染的一種方式。

4 具體應(yīng)用

首先，對采空區(qū)的填充處理應(yīng)當(dāng)通過機(jī)車向罐籠硐室中運(yùn)送礦產(chǎn)，再通過順槽來填充橋墩，做好孔隙灌漿填充來固定礦產(chǎn)，過程中要做好礦產(chǎn)篩選。其次，鉆井時(shí)，要在結(jié)束開采的區(qū)域輸送巷下部預(yù)留填充帶，構(gòu)建起注漿填充系統(tǒng)，設(shè)計(jì)好注漿泵、硐室以及回風(fēng)巷的整體構(gòu)造，在開采過程中，根據(jù)充填帶的凝固時(shí)間、工作面輸送巷以及礦壓等信息來對充填帶的規(guī)格進(jìn)行設(shè)定。然后，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)高效開采工作，需要在勘探過程中應(yīng)用特殊的地面灌漿技術(shù)來保護(hù)水資源，使其避免受到開采過程的影響。最后，由于開采技術(shù)的限制，往往在開采過程中礦物所產(chǎn)生的大量排放成為了一個(gè)重要的生態(tài)安全隱患，所以為了能夠進(jìn)一步的充分利用礦物，可以利用低濃度礦物發(fā)電技術(shù)來針對礦層中的礦物進(jìn)行提濃，從而進(jìn)一步有效提升礦場資源的利用率，并且有效降低礦物對于周邊環(huán)境的污染程度。

5 結(jié)語

對綠色采礦技術(shù)的優(yōu)化，有助于提升重工業(yè)生產(chǎn)的環(huán)境效益、社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益，為了能夠確保國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的有序發(fā)展，進(jìn)一步緩解目前礦產(chǎn)資源緊張的問題，需要在提高開采量的同時(shí)，保護(hù)采礦地區(qū)周邊環(huán)境的地質(zhì)以及盡可能的緩解當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境污染問題，對于相關(guān)部門來說這將是今后用以解決開采問題的重要方向。