淺談采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

陳國雄

(福建省環(huán)閩能源有限公司，福建 龍巖 364000)

隨著工業(yè)化程度的擴(kuò)大，中國的城市化發(fā)展越來越快，對各項能源資源的需求也在逐步增加。在全球工業(yè)化的形勢下，我國的煤炭部門將持續(xù)加大對煤炭資源的開采力度。但是，傳統(tǒng)的煤炭開采方式以及采掘的流程經(jīng)常會導(dǎo)致煤礦地區(qū)出現(xiàn)一些生態(tài)環(huán)境問題，比如，地表出現(xiàn)不同程度的坍塌、周邊的水土流失以及破壞地表含水層等等，這也無法實(shí)現(xiàn)礦區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。因此，我國倡導(dǎo)相關(guān)部門必須貫徹落實(shí)綠色環(huán)保的理念，為了實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)的環(huán)境效益以及更高的社會認(rèn)可，運(yùn)用綠色開采的技術(shù)，保證采礦工程能夠順利進(jìn)行。

1 采礦工程中綠色開采技術(shù)的概念

綠色開采技術(shù)是在傳統(tǒng)開采技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展的一種新型環(huán)保的開采技術(shù)。傳統(tǒng)開采技術(shù)受到技術(shù)的限制，在開采礦產(chǎn)資源的過程中通常存在嚴(yán)重的環(huán)境污染物體。為了響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的號召，要求采礦施工必須要注重對環(huán)境的保護(hù)，不能因為追求經(jīng)濟(jì)效益而盲目開采。綠色開采技術(shù)是在傳統(tǒng)采礦技術(shù)的前提下進(jìn)行升級改進(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)[1]。

2 在采礦過程中應(yīng)用綠色開采技術(shù)的重要性

伴隨著工業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程，我國對能源的需求也在逐年增加。當(dāng)前，煤礦企業(yè)對有限的煤礦資源進(jìn)行開采的力度不斷增大，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。在這種形勢下，通過應(yīng)用綠色開采技術(shù)對礦區(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題，將綠色環(huán)保的理念落到實(shí)處。通過對綠色開采技術(shù)的應(yīng)用能最大限度地保護(hù)周邊的環(huán)境，確保了資源開采和環(huán)境保護(hù)之間的和諧共存，為煤礦企業(yè)長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略奠定了基礎(chǔ)。

3 傳統(tǒng)的采礦工程對環(huán)境的不良影響

3.1 對周邊水資源的污染

我國絕大部分的煤炭資源都深藏在地底深處，如果需要開采煤礦資源，就必須在地表開井延伸到要開采的位置。在這個過程中很容易對地下含水層造成破壞，從而導(dǎo)致含水層出現(xiàn)排泄混亂，有時可能會造成截留，從而導(dǎo)致煤礦區(qū)域的地下水位相應(yīng)降低。一部分受到污染的地下水通過煤炭開采的區(qū)域流出地表層，對地表的環(huán)境和植物造成一定污染。另外，煤炭的開采需要在地下挖空一部分，地表層隨著煤炭的開采出現(xiàn)不同層次的坍塌，從而會導(dǎo)致地表層的扭曲變形，嚴(yán)重的可能會影響地表水的滯留。

3.2 對土地資源造成破壞

煤礦的開采很容易對周邊地區(qū)的植被造成破壞，一旦植被被破壞，周邊的環(huán)境就會發(fā)生變化，加上污染物的影響，對周邊環(huán)境造成的影響可想而知。此外，我國的煤炭資源大部分集中在較干旱的地區(qū)，因此，地表一旦出現(xiàn)破壞狀況就會直接導(dǎo)致該區(qū)域出現(xiàn)不同程度的荒漠化情況。而且，一些煤礦的開發(fā)商在采掘后，并沒有按照相關(guān)規(guī)定對開采的礦區(qū)實(shí)施回填的操作，容易導(dǎo)致礦區(qū)出現(xiàn)地面坍塌、沉陷的危險。

3.3 對大氣造成污染

煤礦資源的開采過程中，通常伴隨著煤層氣等可燃?xì)怏w資源。由于對瓦斯氣體收集的技術(shù)還比較落后，在實(shí)際開采過程中會導(dǎo)致大量的可燃?xì)怏w溢出逃竄。此外，開采過程中還會伴隨煤矸石自燃的現(xiàn)象出現(xiàn)，因此會釋放出大量的二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫等氣體，這些氣體伴隨著瓦斯中釋放的甲烷混合會產(chǎn)生溫室效應(yīng)。根據(jù)相關(guān)的資料顯示，我國每年由于煤炭的開采而排放出來的瓦斯氣體高達(dá)150×108 m3，嚴(yán)重污染到周邊的空氣。

4 綠色開采技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用

假如煤礦企業(yè)繼續(xù)利用傳統(tǒng)的方式進(jìn)行煤礦開采，會嚴(yán)重破壞和影響人類賴以生存的環(huán)境，因此在開采工程中應(yīng)用綠色開采技術(shù)對人類甚至是地球的可持續(xù)發(fā)展起到重大的作用，并且?guī)椭髽I(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)價值，確保生態(tài)效益。

4.1 運(yùn)用保水開采技術(shù)

第一，保水開采技術(shù)是一項新型的綠色開采技術(shù)，在煤礦開采中可以有效地促進(jìn)煤礦的開采效率，以及礦石開采的質(zhì)量，并且規(guī)避作業(yè)可以有效避免因為開采造成的地表以及地下水資源的污染，有效保障我國的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。這一技術(shù)是運(yùn)用科學(xué)的采煤工藝以及在實(shí)施工程中運(yùn)用地面灌漿技術(shù)來實(shí)現(xiàn)保護(hù)地下水資源的目的。相較于傳統(tǒng)的粗糙的煤炭開采施工過程，利用保水的開采技術(shù)可以有效緩解施工對地下水資源的影響。

第二，對礦井內(nèi)的水資源進(jìn)行有效的規(guī)范。礦井的用水主要包含生活用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、井下消防用水以及場地綠化用水等等，在這些用水中，生活用水和工業(yè)生產(chǎn)用水需要達(dá)到日常生活用水的標(biāo)準(zhǔn)，其他的用水標(biāo)準(zhǔn)均需比生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)低，因此水質(zhì)量相對較低。施工隊需要根據(jù)水源，礦區(qū)生活的基本情況，對礦井內(nèi)的用水進(jìn)行有效的統(tǒng)一的安排，以節(jié)約用水為原則，進(jìn)行一水多用、清污分流、用污排清的用水安排[2]。并有效處理污水、廢水，做到重復(fù)利用。礦井內(nèi)的用水原則按照水源井取的水用作工業(yè)生產(chǎn)和生活用水，礦井內(nèi)的排水經(jīng)過處理以后用作消防及灑水系統(tǒng)的用水、地面的生產(chǎn)系統(tǒng)及澆灌補(bǔ)充用水，生活用水經(jīng)過污水處理站后用作綠化用水和道路澆灑。

第三，為降低水資源消耗，有效提高水資源的利用率。煤炭開采的時候需選擇節(jié)水型生產(chǎn)的設(shè)備及生產(chǎn)工藝技術(shù)，采礦企業(yè)應(yīng)采購高效的節(jié)水型的設(shè)備，利用新的材料和技術(shù)的節(jié)水產(chǎn)品代替落后的用水設(shè)備，同時還需要做好防漏防滲措施，極大地保障水資源，降低消耗，以此提高水資源使用率。

第四，為了有效提高煤礦開采區(qū)域的水資源重復(fù)使用率，全面完善地面的生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)置，形成可靠的煤泥水處理系統(tǒng)，確保形成一級的洗水閉路循環(huán)模式，從而保證煤泥水不會向外排，生產(chǎn)用水的復(fù)用率可以達(dá)到90%以上。將生產(chǎn)中產(chǎn)生的設(shè)施故障放水以及煤泥水、滴漏水全部放進(jìn)煤泥水的處理系統(tǒng)，這樣可以將煤泥從煤泥水中分離出來，并作為產(chǎn)品。

第五，在礦井作業(yè)的日常生活中可以采用節(jié)水型的衛(wèi)生設(shè)備，比如，衛(wèi)生器具等。

第六，礦井施工現(xiàn)場配置用水的計量設(shè)施，對所有用水進(jìn)行分類考核，按照生產(chǎn)以及用途的差別，分區(qū)域、分隊或者分建筑物安裝計量水表，確定相應(yīng)的考核規(guī)則，以達(dá)到煤礦地區(qū)節(jié)約用水的目的。

4.2 采用固體廢棄物的綜合利用技術(shù)

我國煤礦的開采過程中通常都會有很多的礦產(chǎn)衍生物，這些礦產(chǎn)衍生物包含礦渣、煤矸石等等。這些固體廢棄物通常都可以自燃，并釋放出有害、有毒的氣體，一定程度上對周邊的環(huán)境和空氣產(chǎn)生污染。此外，這些廢棄固體還會占據(jù)大面積的土地資源。如何才能有效規(guī)避這類問題的出現(xiàn)？這就需要煤礦企業(yè)挖掘這些固體廢棄物的價值，并運(yùn)用固體廢棄物的綜合利用技術(shù)提取里面的資源[3]。

根據(jù)煤礦矸石山的物質(zhì)組成以及地理特征，應(yīng)該遵循因地制宜、整體規(guī)劃進(jìn)行綜合治理，按步驟進(jìn)行實(shí)施并合理布局。以發(fā)展的需求和周邊區(qū)域的環(huán)境條件需要對煤矸石山進(jìn)行改造，合理地對矸石山劃的綠化景觀進(jìn)行規(guī)，借此創(chuàng)造景觀的生產(chǎn)力以及價值，不僅可以穩(wěn)定矸石山生態(tài)系統(tǒng)，同時還可以滿足周邊居民的生活休閑需求，為致力于發(fā)展礦業(yè)旅游提供良好的景觀環(huán)境基礎(chǔ)以及生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)[4]。

4.3 發(fā)展煤炭和瓦斯共同開采的技術(shù)

一般情況下，煤炭資源經(jīng)過開采之后，礦區(qū)周邊的圍巖壓力會慢慢地降低，這種形勢為瓦斯氣體創(chuàng)造了有利的釋放條件?；谶@種情況，開采技術(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)的時候，工作人員需要觀察并利用巖體的內(nèi)裂隙場分布情況，對瓦斯氣體進(jìn)行抽取工作。對瓦斯氣體抽采的過程也是資源化的過程，在合理開發(fā)利用煤礦開采中瓦斯資源的同時，也降低了煤礦生產(chǎn)事故的發(fā)生幾率。

5 結(jié)論

為了有效促進(jìn)我國的煤礦事業(yè)的長期發(fā)展，促進(jìn)各煤礦企業(yè)及單位實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益，煤礦企業(yè)和單位需要加強(qiáng)綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，提高實(shí)際開采過程中的有效價值保障。通過對傳統(tǒng)開采技術(shù)的問題分析以及對綠色開采技術(shù)的應(yīng)用分析，并隨著各相關(guān)部門的落地實(shí)施，可以有效地促進(jìn)我國煤礦開采作業(yè)獲得長足的發(fā)展。