采礦工程中綠色開采技術的應用

高礦斌

（陜西陜煤澄合礦業(yè)有限公司，陜西 渭南 715200）

近些年我國非常重視資源利用和環(huán)境綠色環(huán)保工作，經(jīng)濟發(fā)展過程中礦產(chǎn)資源發(fā)揮著重要的作用，但是不斷增加礦產(chǎn)資源的需求，已經(jīng)無法繼續(xù)利用傳統(tǒng)的開采工藝。此外在采礦工程中因為開采工藝和設備等方面的問題，將會引發(fā)礦產(chǎn)開采問題。因此本文分析了采礦工程中綠色開采技術的應用，創(chuàng)新采礦工程粗放式發(fā)展模式，通過引入綠色開采技術保護礦區(qū)周圍環(huán)境，推動礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 采礦工程的負面影響

1.1 環(huán)境問題

1.1.1 土地資源問題

開采大量的礦產(chǎn)資源將會在礦區(qū)產(chǎn)生采空區(qū)，如果沒有采取針對性的補救措施，并且沒有及時填充采空區(qū)，將會引發(fā)塌陷事故，地面建筑物因此受到影響，最終不得不遷徙村莊，無法維持居民的日常生產(chǎn)生活。此外在采礦工程中將會產(chǎn)生大量的矸石和尾礦以及廢石等，隨意遺棄和堆積這類物質，將會引發(fā)次生地質災害，因為惡劣天氣的影響，將會引發(fā)滑坡和泥石流等災害。如果礦產(chǎn)資源開采行為不合理，將會破壞礦區(qū)的自然景觀和農(nóng)田以及山林等[1]。

1.1.2 水資源問題

在開采礦產(chǎn)資源的過程中將會破壞地表，不斷加深開采深度，將會引發(fā)地表變形等問題，因此采礦工作不僅會影響到地表河流，而且會影響到地下徑流，導致地表水和地下水流動因此受到干擾，引發(fā)河流斷流或者干涸，最終破壞生態(tài)平衡，降低水資源質量。此外采礦人員在日常生活和工作中將會產(chǎn)生較多的廢棄物，如果沒有合理處理這些廢棄物，將會污染水資源。利用傳統(tǒng)的采礦技術會引發(fā)環(huán)境污染問題，例如會污染水資源，在采礦工作中因為采礦行為不合理，將會破壞地下含水層，因此增加地下水量。降低區(qū)域內(nèi)環(huán)水層水位，明顯改變當各地水文條件。針對傳統(tǒng)的礦山采礦工作，工作人員主要是利用各種機械設備完成工作任務，而利用的設備將會影響到原始徑流，最終引發(fā)水資源枯竭，改變地下水位。此外在開采礦石的過程中會產(chǎn)生很多廢棄物，延長施工時間將會加劇污染礦山開采過程，最終嚴重損害地下水資源。

1.1.3 大氣污染問題

開采礦產(chǎn)資源的過程中會產(chǎn)生較多的氣體，而這些氣體會影響到大氣質量，同時會威脅到工作人員的生命健康。例如在開采部分礦山的過程中可能會產(chǎn)生易燃氣體，易燃氣體還會威脅到礦井安全性，不利于順利開展采礦工作。而且大量排放這些有害氣體，將會影響到周圍植物正常生長，還會影響到人體呼吸系統(tǒng)。如果在采礦工作中沒有加強保護生態(tài)環(huán)境，那么將會嚴重威脅到周圍植物和人類生命，甚至會引發(fā)交通隱患，例如排放氣體降低能見度之后將會引發(fā)交通事故[2]。

1.2 土地資源問題

采礦工作中不可避免的會破壞周圍土壤，同時會產(chǎn)生較多的廢棄物。如果沒有合理處理這些廢棄物，并且忽視土壤保護工作，將會嚴重破壞土壤資源，最終引發(fā)土壤沙漠化和水土流失等問題，發(fā)生這些問題之后將會降低土壤肥力，而且會嚴重影響地表環(huán)境。為了合理處理這些廢棄物，在開采礦產(chǎn)資源的過程中需要占用較多的土地資源，不僅會浪費土地資源，而且會導致廢棄物占據(jù)較多的地表面積。

2 概述綠色開采技術

2.1 內(nèi)涵

針對礦山綠色開采工作，充分利用礦石和瓦斯以及地下水等資源，通過共同開發(fā)利用，避免浪費和破壞資源。利用綠色開發(fā)技術，可以在礦山開采過程中減少對于環(huán)境和資源的負面影響，保障采礦工程的綜合效益[3]。

2.2 綠色開采技術的應用價值

因為綠色開采技術具有較多的優(yōu)勢，因此在各種礦產(chǎn)資源開采過程中廣泛應用。例如在開采某些金屬礦井的過程中，通過利用綠色開采技術有利于提高采礦工程的開采效率和開采質量，同時可以減少破壞自然環(huán)境和地表，加強落實環(huán)境保護工作。此外通過利用綠色開采技術可以延長開采時間和周期，保障采礦工程的經(jīng)濟效益。

2.3 綠色開采技術的應用條件

為了在采礦工程中推廣利用綠色開采技術，采礦人員需要優(yōu)化開采技術條件。為了有效利用綠色開采技術，相關工作人員需要加強利用先進的技術理念和設備，強化監(jiān)督和管控礦產(chǎn)開采地點和附近自然情況，避免因為開采工作影響和破壞區(qū)域地表和自然生態(tài)環(huán)境。采礦企業(yè)的管理人員需要系統(tǒng)性的培訓企業(yè)員工，顯著提高采礦人員的專業(yè)素質和技術能力，進一步提高礦產(chǎn)資源開采效率和質量。

3 采礦工程中綠色開采技術的應用

3.1 保水開采技術

當前在采礦工程中廣泛利用保水開采技術，這是一種重要的綠色開采技術，可以有效處理采場的突水問題。同時可以保護礦區(qū)的水資源，避免因為采礦行為擾動礦區(qū)水文環(huán)境，同時可以控制水資源污染問題。采礦企業(yè)在開采過程中利用保水開采技術，同時開展礦產(chǎn)開采和水資源保護工作，有利于優(yōu)化整體水環(huán)境。此外在利用保水開采技術之前，采礦人員需要深入調(diào)查采礦工程周圍環(huán)境和地質結構等，結合調(diào)查結果合理確定開采范圍。開展調(diào)查工作的過程中有利于合理預測水資源，同時可以幫助采礦人員控制地下巖石結構，有效控制水質破壞問題。在完成區(qū)域采集工作之后如果產(chǎn)生地下漏洞情況，增加降雨之后將會逐漸消失，這說明巖層具有良好的隔水性能。如果完成開采工作之后形成水洼，可以利用保水開采技術保護地下水資源，避免因為開采活動影響到周邊水文地質。

3.2 矸石處理技術

在開采礦產(chǎn)資源的過程中會產(chǎn)生較多的矸石，而矸石具有自燃特征，燃燒后產(chǎn)生的氣體將會危害外界自然環(huán)境。相關工作人員需要加強利用綠色開采技術，可以覆蓋矸石等廢棄物，避免因為風吹等因素引發(fā)環(huán)境污染。也可以利用針對性的措施提取矸石內(nèi)部的金屬元素，方便采礦人員處理矸石。采礦人員還可以利用相應的溶劑處理矸石。也可以在建筑工程中利用矸石材料，有利于建筑工程的施工成本，同時可以緩解我國施工資源緊張狀態(tài)。

3.3 礦山與瓦斯共采技術

很多礦產(chǎn)資源具有較高的應用價值，但是因為技術限制，采礦企業(yè)只能開采集中礦產(chǎn)資源，因此浪費了礦產(chǎn)資源。在傳統(tǒng)礦產(chǎn)開采過程中將會產(chǎn)生較多的瓦斯氣體，但是采礦企業(yè)并沒有及時收集處理易燃氣體，不利于充分發(fā)揮出資源價值。因此可以利用礦山與易燃共采技術，可以綜合利用礦產(chǎn)資源，保障采礦工程的經(jīng)濟效益。

3.4 鉆井技術

利用鉆井技術，指的是在開采范圍內(nèi)的輸送巷下部預留填充帶，可以為后續(xù)材料巷開采工作提供便利，在后續(xù)開采工作中無需預留礦產(chǎn)。為了優(yōu)化鉆井技術應用效果，采礦企業(yè)需要完善注漿填充系統(tǒng)，設計專業(yè)的開采場地，在回風巷上設計注漿泵，從而形成循環(huán)作業(yè)體系。此外采礦人員需要結合開采過程中充填帶凝固時間和工作面輸送巷的長度等，合理控制填充袋規(guī)格。

3.5 固體廢棄物綜合利用技術

在開采礦產(chǎn)資源的過程中會產(chǎn)生較多的礦渣和矸石等，這些廢棄物會占用較多的土地資源，而且在堆放這些廢棄物的過程中將會釋放二氧化硫等氣體，嚴重污染環(huán)境。通過利用綠色開采技術可以有效處置廢棄物，主要是利用再次提煉和利用技術，可以合理提煉矸石，獲得有價值的資源，并且在其它工程中利用礦渣，而且可以順利恢復礦場為耕地或者草地等，有利于充分開發(fā)和利用土地資源。

3.6 填充開采技術

利用填充開采技術的過程中，主要是通過交替膠結填充技術在矸石中添加河沙和爐渣等材料，通過加水攪拌之后形成漿液，隨后在施工中填充。利用填充開采技術有利于提高采礦工程開采過程的安全性，同時可以控制污染問題。利用填充開采技術需要分析矸石位置，進一步提高采空區(qū)的穩(wěn)定性。在實際操作過程中可以全面粉碎矸石，同時有效控制矸石粒徑，提高整體材料的粘結性，有效控制地面下沉問題。

采礦企業(yè)可以選用毛石填充和支護技術，因此減少毛石排放量，在實際工作中根據(jù)順槽方式充分利用毛石。在實際工作中，需要利用機車向罐籠硐室中傳送毛石，并且利用順槽填充方式傳送毛石，同步開展毛石加入和混凝土澆筑工作，從而形成毛石和混凝土帶。利用毛石填充技術，采礦人員需要提前優(yōu)化篩選和粉碎處理毛石，因此減少毛石的數(shù)量，同時可以延長采礦工程服務時間，降低安全事故發(fā)生率，同時可以有效控制地面沉降問題。

3.7 勘探開采技術

在傳統(tǒng)開采工作中，工作人員缺乏保護意識，因此在開采礦產(chǎn)資源的過程中，將會不斷降低采礦區(qū)地下水的水位，同時會干擾地下水流動。為了解決上述問題，需要積極利用勘探開采技術。利用勘探開采技術可以結合灌漿技術和采礦技術，在開采礦產(chǎn)資源的過程中可以保護巖層和地下水等，同時可以在最大程度上保護采礦區(qū)周圍的水資源和地表環(huán)境。

4 影響綠色開采技術應用的因素

4.1 地質條件

雖然利用各種綠色開采技術可以降低采礦工程的負面影響，但是在實際工作中仍舊存在較多的限制因素，地質條件是主要影響因素。礦產(chǎn)資源礦床和周圍巖石性質等直接關系到綠色采礦技術的選擇，如果在地下水層周圍分布礦產(chǎn)資源的礦床，那么在開采礦產(chǎn)資源的過程中不利于保護地下水資源。

4.2 技術條件

采礦企業(yè)利用綠色開采技術的過程中將會面臨技術條件的影響，例如在采礦工作中落實瓦斯采集工作，將會增加技術條件的復雜性，不利于合理選擇采礦方式。此外在深層開采過程中，一些采礦企業(yè)并不具備同時開采瓦斯和礦物質的條件。

4.3 經(jīng)濟條件

采礦企業(yè)利用綠色開采技術需要考慮經(jīng)濟條件，例如在矸石處理和瓦斯采集以及水資源保護等階段需要支付額外的經(jīng)濟成本，但是一些小型采礦企業(yè)資金不夠充足，因此不愿意支付綠色開采技術的成本，在實際開采過程中不選擇利用綠色開采技術。

5 綠色采礦工程的發(fā)展建議

5.1 加強采礦工程中綠色開采技術管理

采礦人員在植被保護過程中，需要加大力度巡查開采地區(qū)的安全性，同時需要詳細劃分開采區(qū)的管理制度，如果在開采區(qū)產(chǎn)生裂縫，開采人員需要分析現(xiàn)場沉降量，檢查裂縫的尺寸和走向等，從而控制危害發(fā)展程度。此外需要嚴格開采環(huán)境的安全性，保障開采區(qū)域運行的安全性。如果在開采過程中發(fā)生滑坡問題，相關工作人員需要分析滑坡發(fā)生的問題，并且利用針對性的處理措施，優(yōu)化安全檢查工作。在排土場作業(yè)中需要落實污染防治工作，采礦企業(yè)需要統(tǒng)一控制排土工作。結合實際情況合理治理開采區(qū)域的污染問題。此外需要利用生物治理方法，避免在開采區(qū)發(fā)生水土流失問題。例如可以在采礦區(qū)種植植物，還可以安排專業(yè)人員開展維護保植工作，此外需要修建攔擋設施，有效控制水土流失問題，避免向農(nóng)田中流入廢水，保護周邊生態(tài)環(huán)境。

5.2 優(yōu)化巷道布置工作

在新時期改變了采礦工程的開采要求，為了保障開采效益，采礦企業(yè)需要結合礦區(qū)地質條件優(yōu)化布置巷道，同時需要完善工藝技術評價體系，確定選用的采礦方法適應開采布置情況。加大力度發(fā)展高產(chǎn)高效礦井，同時需要優(yōu)化巷道布置系統(tǒng)，合理簡化巷道，提高采礦工作參數(shù)的精確性，集中化生產(chǎn)礦山資源，保障采礦工程中綠色開采的綜合效益。

5.3 研發(fā)新設備

采礦工程管理工作面臨較多的安全問題，需要利用針對性的措施處理問題，不僅需要關注安全問題，同時需要合理利用采礦設備等外界資源。針對采礦設備損壞和老化等問題，采礦企業(yè)需要加大設備投資，及時更換損壞的采礦設備和老化的設備，為實際工作奠定基礎。

為了快速發(fā)展采礦工程中綠色開采技術，需要加大力度研究新型設備，因為生產(chǎn)工具直接影響到生產(chǎn)率，如果無法保障生產(chǎn)工具的質量，將會降低生產(chǎn)效率，還會引發(fā)資源浪費問題。在采礦過程中需要做到以下幾個方面：①在深礦井開采過程中，需要利用合適的設備和技術治理熱害。②加大力度發(fā)展監(jiān)控技術和沖擊地壓防治技術。③完善礦井高產(chǎn)配套設備和技術。④配置針對性的維護措施和維護設備

5.4 建設生態(tài)工程

因為不斷開采礦區(qū)將會引發(fā)開采區(qū)發(fā)生塌陷，并且會產(chǎn)生較多的廢棄物，因此在礦區(qū)開采過程中，采礦人員需要做好污染治理工作，并且需要落實責任制度，利用科學的措施建設生態(tài)工程，充分利用礦區(qū)的土地資源，維護生態(tài)環(huán)境生態(tài)可持續(xù)運行。在礦區(qū)周圍可以發(fā)展農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，維持生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈可持續(xù)運行，可以快速恢復因為開采工作破壞的土地。

5.5 提高采礦工程管理水平

為了提高采礦工程的管理水平，需要提高工程管理水平和現(xiàn)代高新技術應用能力?？茖W技術不斷發(fā)展，在采礦管理工作中不能繼續(xù)利用傳統(tǒng)方法，可以利用機械化和智能化等手段，豐富綠色開采工作的管理機制。在綠色開采工程管理過程中利用現(xiàn)代技術，也因此提高了管理人員的技術要求。采礦企業(yè)需要完善人員培訓機制和管理培訓機制，提高采礦工作管理水平，有效處理采礦安全問題。為了提高采礦工程管理水平，采礦企業(yè)需要制定綠色管理類政策，有利于順利開展管理工作，制定的規(guī)章制度包括監(jiān)督管理法則和預防工作細則以及領導管理方法等，進一步提高采礦環(huán)境的安全性。

6 綠色采礦技術未來發(fā)展趨勢

6.1 資源利用集約化

綠色采礦技術不斷發(fā)展，將會實現(xiàn)資源利用的集約化，主要要求如下：①提高礦產(chǎn)開采作業(yè)的合理性，提高技術創(chuàng)新力度，進一步提高生產(chǎn)水平。②提高礦產(chǎn)資源利用率，顯著減少廢棄物的數(shù)量，同時要全部處置尾礦和礦渣，③選擇開采方式的過程中，通過合理規(guī)劃有效結合多種開采技術，例如可以利用臺階式開采和中深孔爆破技術等。④提高采礦作業(yè)的機械化水平，合理減少工作人員的工作量，維護工作人員的生命安全，在實際工作中做到以人為本。⑤減少土地占用面積，在礦產(chǎn)資源開采的同時要落實綠化工作，嚴格降低礦區(qū)裸露面積。⑥提高生產(chǎn)工藝的環(huán)保性，同時需要落實環(huán)境影響評價制度，積極開展污染防治工作，有效治理水土流失等問題，提高采礦生產(chǎn)模式的科學性。

6.2 礦山管理的規(guī)范性

實現(xiàn)礦山管理的規(guī)范性，需要做到以下幾點：①結合礦山特點完善生態(tài)保護機制，明確具體的分工和責任，同時需要完善工作方案，合理設計管理目標。②明確資源管理和環(huán)境保護以及安全生產(chǎn)等方面的規(guī)章制度，合理保存相關資料和報表等。③保障礦區(qū)外貌的整潔性，維持良好的工作秩序，針對可能會發(fā)生的地質災害需要制定應急預案，及時消除采礦區(qū)的安全隱患。④及時復墾和復綠閉坑礦區(qū)，滿足采礦標準要求，優(yōu)化整體生態(tài)效益。

7 結語

為了保障采礦工程的綜合效益，有效減少采礦工程的負面影響，本文分析了采礦工程中綠色采礦技術的應用，同時提出綠色采礦工程管理措施，可以對于采礦企業(yè)發(fā)揮出參考作用，提高采礦工程的工作效率和質量。