采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用探討

劉守道

摘 要：采礦過(guò)程中使用綠色采礦技術(shù)，能夠盡可能減少采礦活動(dòng)對(duì)環(huán)境所產(chǎn)生的影響，在合理利用資源基礎(chǔ)上優(yōu)化采礦技術(shù)，形成有效而連續(xù)的采礦作業(yè)模式，同時(shí)還能夠兼顧社會(huì)以及環(huán)境因素，確保采礦作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，提升其社會(huì)價(jià)值?；诖?，本文將對(duì)采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：采礦工程;綠色開(kāi)采技術(shù);應(yīng)用

1 采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的概念及重要性

綠色開(kāi)采技術(shù)是在傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展的一種新型環(huán)保的開(kāi)采技術(shù)。傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)受到技術(shù)的限制，在開(kāi)采礦產(chǎn)資源的過(guò)程中通常存在嚴(yán)重的環(huán)境污染物體。為了響應(yīng)國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，要求采礦施工必須要注重對(duì)環(huán)境的保護(hù)，不能因?yàn)樽非蠼?jīng)濟(jì)效益而盲目開(kāi)采。綠色開(kāi)采技術(shù)是在傳統(tǒng)采礦技術(shù)的前提下進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，不僅有效提升了采礦施工工程的效率，還有效促進(jìn)了礦產(chǎn)資源的合理利用，避免了不必要的浪費(fèi)。

伴隨著工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程，我國(guó)對(duì)能源的需求也在逐年增加。當(dāng)前，煤礦企業(yè)對(duì)有限的煤礦資源進(jìn)行開(kāi)采的力度不斷增大，一些技術(shù)較為落后的礦區(qū)在大肆挖掘的時(shí)候容易造成礦區(qū)的嚴(yán)重塌陷、破壞周邊的水資源以及造成水土流失等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了礦區(qū)有序穩(wěn)定的發(fā)展。在這種形勢(shì)下，通過(guò)應(yīng)用綠色開(kāi)采技術(shù)對(duì)礦區(qū)進(jìn)行工程施工，能夠有效解決地表塌陷以及水土流失等問(wèn)題，將綠色環(huán)保的理念落到實(shí)處。通過(guò)對(duì)綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用能最大限度地保護(hù)周邊的環(huán)境，確保了資源開(kāi)采和環(huán)境保護(hù)之間的和諧共存，為煤礦企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略奠定了基礎(chǔ)。

2 傳統(tǒng)采礦技術(shù)可能會(huì)造成的環(huán)境影響

2.1 破壞土壤資源

由于礦產(chǎn)資源開(kāi)采的天然特性，因此在施工過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢棄物，這些固體廢棄物如果不經(jīng)過(guò)及時(shí)的處理，可能會(huì)對(duì)土壤結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的威脅，最典型的就是固體廢棄物的堆積造成土壤負(fù)荷能力達(dá)到極限，引起土壤沙化問(wèn)題。一旦到了雨季，這些被沙化的土壤就有可能隨著雨水被沖走引發(fā)水土流失，嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)土地荒漠化問(wèn)題。同時(shí)，固體廢棄物和其他廢棄物不及時(shí)處理還會(huì)影響其他的自然要素，例如周邊河流的質(zhì)量等。

2.2 破壞水流

采礦工程中使用了不恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)有可能會(huì)造成水資源的破壞。在我國(guó)傳統(tǒng)的礦產(chǎn)采掘工作中，工作人員通常采用直接打穿地基的方式對(duì)礦產(chǎn)資源進(jìn)行開(kāi)采。這種傳統(tǒng)的采礦方式可能會(huì)導(dǎo)致采礦區(qū)域的含水層遭到破壞，進(jìn)而引發(fā)地層中水體泄漏，使得礦山原有的水位下降，水平線下降之后，地基的承載能力相應(yīng)減弱，這一系列的問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致當(dāng)?shù)鼐植繀^(qū)域的水文環(huán)境失衡，一方面破壞了自然環(huán)境，另外一方面對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響。除此之外，采礦工程中經(jīng)常使用笨重、落后的設(shè)備進(jìn)行開(kāi)采作業(yè)，導(dǎo)致地表水體徑流被改變，水文條件被打破，同時(shí)，由于上文提到的固體廢棄物的影響，水文環(huán)境會(huì)遭到來(lái)自多個(gè)方面因素的破壞力。

2.3 污染大氣資源

傳統(tǒng)的礦產(chǎn)資源開(kāi)采方式不僅僅會(huì)對(duì)地質(zhì)和水文造成影響，還會(huì)影響大氣資源的質(zhì)量。粗放式的采礦方式會(huì)破壞底層污染空氣，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)局部溫室效應(yīng)。以往的采礦方式，耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)，周期運(yùn)轉(zhuǎn)緩慢，在這一過(guò)程中一旦地表以下的有毒氣體泄漏，就猶如打開(kāi)了潘多拉的盒子，造成瓦斯氣體、二氧化硫等毒氣在一定范圍空間內(nèi)彌漫，一旦吸入，會(huì)威脅到工作人員和周邊居民的生命安全，同時(shí)也對(duì)大氣造成了嚴(yán)重的污染。除此之外，采礦工程中的粉塵廢棄物也有可能在季風(fēng)的作用下進(jìn)入到空氣循環(huán)中，給人體造成吸入式風(fēng)險(xiǎn)。

3 采礦工程中綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用

3.1 矸石處理

開(kāi)展采礦工作時(shí)，矸石排出量很高。矸石排出一方面會(huì)影響地表環(huán)境，另一方面由于其內(nèi)部含有一定量的可燃物，在特定條件下還會(huì)燃燒，進(jìn)而產(chǎn)生有毒有害氣體污染空氣，由此可以看出，如果不對(duì)矸石進(jìn)行妥善處理，會(huì)同時(shí)產(chǎn)生固體廢料以及有毒有害氣體，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。傳統(tǒng)采礦模式中，矸石處理技術(shù)較為粗放，導(dǎo)致該問(wèn)題長(zhǎng)期得不到有效解決。運(yùn)用綠色采礦技術(shù)之后，針對(duì)矸石問(wèn)題主要有三種解決措施：第一種是覆蓋法，使用開(kāi)礦現(xiàn)場(chǎng)其他物品對(duì)矸石進(jìn)行覆蓋，通過(guò)這種方式減少矸石影響范圍，這種方式的優(yōu)勢(shì)在于技術(shù)簡(jiǎn)單、成本低。第二種是化學(xué)分解法，工作人員根據(jù)矸石化學(xué)性質(zhì)，選擇相應(yīng)的化學(xué)制劑對(duì)矸石進(jìn)行分解處理，這種處理方法的優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)化學(xué)反應(yīng)能夠在分解矸石的過(guò)程中提煉出一些有用的金屬物質(zhì)，減少矸石對(duì)于環(huán)境所產(chǎn)生的污染的同時(shí)，提升矸石使用價(jià)值。第三種是綜合利用發(fā)，矸石進(jìn)行處理之后其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變，使其物理結(jié)構(gòu)以及化學(xué)性質(zhì)符合建筑施工用料標(biāo)準(zhǔn)，使矸石成為一種新的建筑資源，隨著建材成本逐步提升，利用矸石作為建筑施工材料，一方面能夠提升矸石使用效率，變廢為寶，另一方面還可以減少傳統(tǒng)建筑材料使用量，緩解資源壓力。

3.2 采空區(qū)填補(bǔ)技術(shù)

從礦產(chǎn)資源分布情況來(lái)看，露天礦產(chǎn)資源存儲(chǔ)量較少，大多數(shù)礦產(chǎn)資源都存在于地下，想要開(kāi)采這些地下礦產(chǎn)資源就要搭建采礦井，讓采礦設(shè)備能夠深入地下采集礦產(chǎn)資源，在開(kāi)采過(guò)程中，地下的礦產(chǎn)資源被掏空，進(jìn)而在該區(qū)域創(chuàng)造出一個(gè)巨大空洞，這種由于采礦作業(yè)而形成的地下空洞被稱為“采空區(qū)”，采空區(qū)的出現(xiàn)會(huì)造成該區(qū)域土體結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化，容易形成地面沉降問(wèn)題。傳統(tǒng)采礦技術(shù)框架下，針對(duì)采空區(qū)通常使用支撐或者填充的方式進(jìn)行處理，而這些處理方式存在很大問(wèn)題，例如會(huì)消耗大量資源、產(chǎn)生二次污染等。使用綠色采礦技術(shù)之后，針對(duì)開(kāi)采作業(yè)所形成的采空區(qū)，依舊采用填充原理對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)固，但區(qū)別在于綠色采礦技術(shù)中使用的是更為環(huán)保的填充原料，就目前綠色采礦技術(shù)發(fā)展情況而言，常用的填充技術(shù)包括兩大類。第一類是膠結(jié)填充，具體填充過(guò)程中工作人員對(duì)爐灰渣、河沙或者粉煤灰等固體廢料進(jìn)行充分混合，再加入一定量的水使其軟化，當(dāng)填充料呈現(xiàn)出膏狀形態(tài)之后，將其注入采空區(qū)，通過(guò)這種方式對(duì)采空區(qū)進(jìn)行有效支撐，除了能夠有效地控制地面沉降之外，這種填充技術(shù)還可以降低井底溫度，使得溫度過(guò)高的區(qū)域的溫度能夠得到有效控制，從而防止發(fā)生火災(zāi)。第二類是使用水泥填充空洞中四周裂隙，這種處理方式的優(yōu)勢(shì)在于靈活利用冒落帶，實(shí)際工作過(guò)程中，工作人員需要對(duì)灌注時(shí)機(jī)進(jìn)行精準(zhǔn)把握，需要在矸石空隙被周圍巖土結(jié)構(gòu)壓實(shí)之前對(duì)裂隙進(jìn)行注漿噴射作業(yè)，此方法可以在短時(shí)間內(nèi)將填充材料和出現(xiàn)裂隙的矸石膠結(jié)，從而形成覆蓋層，確保填充區(qū)域穩(wěn)定性的同時(shí)，還可以有效地減少表面沉降，通過(guò)這種方式減少固體廢料總量，并有效緩解地面沉降。

3.3 共同開(kāi)采的技術(shù)

一般情況下，煤炭資源經(jīng)過(guò)開(kāi)采之后，礦區(qū)周邊的圍巖壓力會(huì)慢慢地降低，這種形勢(shì)為瓦斯氣體創(chuàng)造了有利的釋放條件。基于這種情況，開(kāi)采技術(shù)人員必須根據(jù)煤礦的實(shí)際現(xiàn)狀進(jìn)行鉆孔布置作業(yè)，以便于瓦斯抽取。最后，廢棄的礦井還存留瓦斯氣體，因此作業(yè)人員還需要實(shí)施瓦斯氣體的抽取作業(yè)，在作業(yè)的時(shí)候，工作人員需要觀察并利用巖體的內(nèi)裂隙場(chǎng)分布情況，對(duì)瓦斯氣體進(jìn)行抽取工作。對(duì)瓦斯氣體抽采的過(guò)程也是資源化的過(guò)程，在合理開(kāi)發(fā)利用煤礦開(kāi)采中瓦斯資源的同時(shí)，也降低了煤礦生產(chǎn)事故的發(fā)生幾率。

4 結(jié)束語(yǔ)

在全球工業(yè)化的形勢(shì)下，我國(guó)的煤炭部門將持續(xù)加大對(duì)煤炭資源的開(kāi)采力度。采礦作業(yè)過(guò)程中，為了減少采礦工作對(duì)環(huán)境所造成的污染，要靈活使用共同開(kāi)采技術(shù)、采空區(qū)填補(bǔ)技術(shù)以及矸石處理技術(shù)，確保綠色采礦技術(shù)得到合理應(yīng)用。

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