煤礦環(huán)保技術在綠色礦山建設中的應用研究

劉尊杰

山東省能源安全調度中心 山東 濟南 250014

引言

在煤礦開采過程中，勢必會對環(huán)境造成污染，隨著現代化綠色礦山建設的提出，如何促進煤礦開采的科技進步和生態(tài)文明，降低環(huán)境污染，實現綠色礦山技術已成為當前煤礦行業(yè)的發(fā)展方向，也是與當前環(huán)境保護相協調的發(fā)展策略。綠色礦山可以更加科學地對礦山開采技術進行規(guī)范化管理，采用多樣化的選煤技術，通過潔凈的生產方式，從而實現采煤、選煤過程中保護自然環(huán)境，實現人與環(huán)境的協調。我國是資源大國，也是人口大國，我國的煤礦開采數量始終在世界前列，然而，資源消耗也始終位于世界前列，如何從傳統采煤技術逐漸過渡到綠色采煤技術，減少對環(huán)境的破壞，保護地質環(huán)境，促進煤礦開采與生態(tài)的和諧發(fā)展，已經成為當前煤礦工作人員必須面對的問題。本文認為，只有通過綠色礦山技術，才能夠真正地將環(huán)保技術應用到采煤挖礦的行動中來，真正促進煤礦行業(yè)的綠色發(fā)展。

1 煤礦環(huán)保技術應用的必要性

1.1 緩解煤礦開采的

煤礦開采不可避免地影響著周圍居民的生存環(huán)境，比如地質結構的破壞，影響了周圍居民的土壤環(huán)境水資源。大氣質量污染則影響了人們的空氣環(huán)境，礦山開采不可避免地遇到各種難以評估的問題，傳統的礦山開采重視經濟效益，然而環(huán)境效益根本無法保障煤礦開采會對地質結構造成很大影響。嚴重時甚至會引起山體滑坡地表塌陷水土流失等。因此。只有發(fā)展綠色環(huán)境，才能避免給人們的生產生活帶來威脅。保護好人們的居住環(huán)境，實現煤礦開采與人們的和諧發(fā)展。

1.2 符合綠色環(huán)保的需要

綠色礦山建設可以很好地協調好生態(tài)環(huán)境與礦山資源開發(fā)的關系，促進煤礦行業(yè)的健康發(fā)展。煤礦環(huán)保技術是推進綠色礦山建設的有效手段，所謂的煤礦環(huán)保技術有別于傳統的煤礦開采，綠色礦山技術主要立足于環(huán)境保護的角度，采用多種方式來保護煤礦開采過程中造成的環(huán)境污染。比如在煤礦開采過程中采用綠色開采技術，在瓦斯治理過程中，采用綠色技術，促使瓦斯能夠得到利用，在煤礦廢渣處理過程中，采用礦渣處理技術，可以將礦渣制成混凝土，有效運用于建筑道路等工程中，也可以合理利用高科技手段，采用虛擬仿真技術和先進的監(jiān)控技術，促進生態(tài)環(huán)境保護，契合綠色發(fā)展理念[1]。

2 煤礦行業(yè)對自然環(huán)境的影響

煤礦行業(yè)作為我國國民經濟發(fā)展的支柱，在發(fā)展的同時，對社會和環(huán)境也帶來了不良影響，比如我國山西地區(qū)作為煤礦大省，無論是耕地環(huán)境還是地下水資源環(huán)境都被嚴重破壞，大氣空氣質量也都遭受到了不同程度的破壞。煤礦開采對自然環(huán)境的破壞主要體現在以下幾個方面：

2.1 破壞了土地結構

煤礦本身是由歷史多年積累而成的，因此，煤礦活動必然要進行地下開采，根據統計發(fā)現，有90%的煤礦開采工作都是在地下空間完成的，以當前的技術條件來看，在今后的很長時間里，煤礦依然會采用地下開采的方法，然而，采用地下開采就不可避免的破壞地下地質構造，最常見的就是地表塌陷和煤礦采空區(qū)，一旦發(fā)生地質災害，就很容易導致地下開采難度變大，煤礦開采隱患增多。隨著現代生態(tài)文明建設的推進，人們越來越重視了綠色礦山的建設，如何在開采煤礦的同時，減少對地下結構的破壞，往往需要煤礦工作者創(chuàng)新技術手段，優(yōu)化開采方式，降低對自然環(huán)境的影響。

2.2 對環(huán)境和水體的影響

人類的生產生活活動離不開水資源，水資源是人類生產生活的重要角色，然而煤礦開采過程中往往會污染地下水環(huán)境，嚴重時會造成地下水突水事故，煤礦開采在地下進行，在煤礦開采過程中，勢必會污染地下水資源，造成地下水壓力的失衡，出現地下水流的紊亂，有時候出現水體滲漏，嚴重浪費和污染的地下水資源，如果沒有進行科學的處理，往往會對地下土體造成污染，污染土壤。

2.3 對空氣的污染

煤礦開采后，需要對煤進行運輸，在運輸過程中，從地下到地上，再加上汽車的存儲和轉運，往往會產生大量的煤塵，這些粉塵一旦進入空氣，就會污染人和動物的身體，造成一些塵肺疾病。不僅如此，煤礦在燃燒過程中也會產生大量的二氧化碳，間接地造成溫室效應，污染空氣[2]。

2.4 產生固體垃圾

煤礦開采過程中會產生較大的煤渣和固體垃圾，隨著我國煤礦開采量逐年上升，固體垃圾的數量堆積如山，嚴重危害了生態(tài)環(huán)境，煤礦燃燒之后的，礦渣也會造成環(huán)境污染，如果不進行綠色治理很有可能影響人們的生活環(huán)境，因此一定要加強綠色礦山建設避免污染環(huán)境。

3 綠色環(huán)保技術在綠色礦山中的應用

3.1 保水開采技術

保水開采技術是對煤礦周圍的水源進行保護，其優(yōu)勢是盡可能最小的影響當地的水文環(huán)境，在煤礦開采時保護水體，一般來說，要對開采之后的地下水漏斗進行分析，針對地下水漏斗附近的上覆巖層，全面分析其結構，從而采用可行的實施對策，結合煤礦含水層的情況，尤其是煤礦周邊掩體、斷裂帶的發(fā)育情況進行分析，采用合適的充填開采技術或分層開采技術，實現煤礦周圍土體的保護。

3.2 減沉開采技術

眾所周知，煤礦開采技術，一般會帶來地表塌陷的隱患，一旦地表出現塌陷，就很難恢復治理，因此，要想實現綠色環(huán)保，就必須采用復墾技術，實現生物的復墾以及農業(yè)的復墾，避免破壞的耕地遭到更大破壞。在具體的實施過程中，一般是挖深墊淺，通過人工或機械的方式，將沉陷區(qū)進行挖掘，然后灌入積水，從而進行養(yǎng)魚和灌溉，或者對煤礦開采區(qū)墊入泥土，從而將煤礦開采區(qū)的土地打造成水田，這種方法是處理煤礦塌陷區(qū)的主要思路，不僅實現了農業(yè)結構的優(yōu)化，也節(jié)約了成本，減少了投資，操作較為簡單，推廣性較強[3]。

3.3 先進的選煤技術

由于煤炭環(huán)境的污染很大程度上取決于選煤技術，傳統的選煤技術往往忽視了二氧化碳和煙塵的危害，導致有害氣體污染環(huán)境，國內的選煤脫硫技術不斷的優(yōu)化和更新，經過多年的發(fā)展，我國原煤入選率僅僅在50%以上，遠遠低于發(fā)達國家的選煤技術。因此，我國的選煤空間還很大，優(yōu)化空間還很大。從煤礦開采過程中，一般來說采用三種方法進行選煤，其中，浮選和重介質選煤，是我國常用的選煤方式，可以很好地降低煤炭中的氧化鎂和含硫物質，然而，我國的重介質選煤，大部分的選煤設備磨損較嚴重，雖然采用自動化，然而回收介質都有一定難度。浮選更多的是對煤炭小顆粒進行分選，這種技術的關鍵點是在于對浮選劑的選擇，如果可以很好地選擇浮選劑，就可以節(jié)約煤炭的成本，達到治理效果。

3.4 煤礦礦渣技術的治理

在采煤過程中，往往會產生較多的煤礦廢料，這些固體廢料如果不及時處理，很有可能造成自然環(huán)境的污染，然而如何對廢料進行處理，其技術也非常關鍵。比如可以將廢料轉化為其他能源的原料，經過處理，通過一些微量元素提取，從而將這些物質應用于農作物生長上，這些手段可以促進廢料直接排放到自然環(huán)境中，降低環(huán)境污染的成本。以瓦斯為例，瓦斯是煤炭生產中的最主要廢氣來源，尤其是煤礦開采過程中的瓦斯爆炸，給煤礦開采帶來了很大的安全隱患，瓦斯的治理同時也包含了瓦斯的使用，瓦斯作為一種新型能源，如果能夠有效利用的話，也可以產生一定的生態(tài)效益，實現煤礦開采的綠色健康發(fā)展。

3.5 礦區(qū)數字化建設

綠色礦山建設是未來的發(fā)展方向，然而這種建設應以科技創(chuàng)新為主，通過推動礦山數字化建設，加強模式創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和技術創(chuàng)新，打造一批高學歷、高素質具有環(huán)保意識的專業(yè)技術人員，有效運用煤礦環(huán)保技術，更好地服務綠色礦山。比如采用數字化開采系統實現煤礦開采的三維模擬，同時以人工智能為依托，實現地下礦井的仿真技術，模擬采礦工作環(huán)境，采用數字化瓦斯治理方法、數字化頂板控制技術等，這些都是未來綠色礦山開采的方向。只有煤礦開采工作者長期地進行實踐和探索，促進煤礦企業(yè)的綠色轉型，才能實現礦山數字化的建設目標[4]。

4 結束語

綠色礦山需要政府、社會和煤礦管理部門的配合，也需要社會公眾的監(jiān)督，煤礦企業(yè)更應該以身作則，在煤礦開采中強化綠色環(huán)保的理念，積極進行科技創(chuàng)新，推動煤礦環(huán)保技術的實現，從而實現煤礦資源的高效開采，生態(tài)環(huán)境保護部門也應該加強對煤礦的監(jiān)督，引導煤礦企業(yè)不斷采用新的科學技術，促進先進的環(huán)保技術來保護煤炭開采環(huán)境，如果發(fā)現煤礦有違背綠色礦山的行為，應立即進行制止，從而實現綠色礦山的建設和發(fā)展，實現社會經濟和效益的雙豐收。