綠色開(kāi)采技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用研究

于 濤

（山西省能源發(fā)展中心，山西 太原 030006）

綠色環(huán)保作為在現(xiàn)階段采礦工程中重點(diǎn)考慮的關(guān)鍵因素，要求采礦工程的建設(shè)更為協(xié)調(diào)有序，對(duì)以往常見(jiàn)的各類(lèi)資源浪費(fèi)以及環(huán)境污染問(wèn)題進(jìn)行有效防控，以促使其契合綠色開(kāi)采訴求。當(dāng)前采礦工程中可用的技術(shù)手段越來(lái)越先進(jìn)，綠色開(kāi)采技術(shù)成為了不容忽視的重要發(fā)展方向，相對(duì)于傳統(tǒng)滯后的采礦模式，確實(shí)表現(xiàn)出了多方面優(yōu)勢(shì)，這也就需要在不斷加大各類(lèi)綠色開(kāi)采技術(shù)推廣力度的同時(shí)，進(jìn)一步加大研究力度，以便更好提升綠色開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用成效，因此對(duì)該技術(shù)進(jìn)行相關(guān)研究也極為必要。

1 綠色開(kāi)采技術(shù)在采礦工程中的應(yīng)用價(jià)值

1）綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)采礦工程水文地質(zhì)構(gòu)造的保護(hù)，從而更好確保采礦工程的執(zhí)行安全，降低采礦工程中的安全事故發(fā)生率。如果在采礦工程中采取傳統(tǒng)粗放開(kāi)采技術(shù)，則很容易對(duì)當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)狀況產(chǎn)生破壞，造成相應(yīng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不足，由此可能引發(fā)坍塌風(fēng)險(xiǎn)。但是應(yīng)用綠色開(kāi)采技術(shù)后，往往可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于水文地質(zhì)構(gòu)造的有效保護(hù)，力求在創(chuàng)設(shè)安全環(huán)境的條件下優(yōu)化采礦效果，這將更有助于采礦工程的可持續(xù)發(fā)展。

2）綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用還可以有效實(shí)現(xiàn)各類(lèi)廢棄物的充分利用，由此可體現(xiàn)出資源浪費(fèi)問(wèn)題的防治效果，有助于提高采礦工程經(jīng)濟(jì)效益。在采礦工程中往往會(huì)出現(xiàn)大量廢棄物，這些廢棄物其實(shí)并非是真正的毫無(wú)作用，很多廢棄物都存在著較高的利用價(jià)值，因此需對(duì)其引起高度關(guān)注，以便更好地將這些廢棄物得到充分利用。比如針對(duì)采礦工程中出現(xiàn)的瓦斯氣體，以往開(kāi)采模式中往往都是將其直接排除，避免影響井下開(kāi)采安全，實(shí)際上卻形成了嚴(yán)重浪費(fèi)；而綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用則可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)瓦斯氣體的開(kāi)采，促使瓦斯氣體得到更為合理的利用。

3）綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用還能夠?qū)崿F(xiàn)周?chē)h(huán)境的有效保護(hù)，這也是當(dāng)前采礦工程中的核心任務(wù)。在采礦工程中運(yùn)用綠色開(kāi)采技術(shù)時(shí)，需先全面考慮原有采礦工程中存在的各方面環(huán)境污染問(wèn)題，從水污染、大氣污染以及土壤污染等多個(gè)角度進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而采取相匹配的策略予以?xún)?yōu)化應(yīng)對(duì)，以促使這些污染物可以得到及時(shí)處理，從而推動(dòng)采礦工程及其周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。比如針對(duì)采礦工程周?chē)嬖诘拇罅烤G色植被，就應(yīng)該在采礦過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行全面保護(hù)，力求為其提供理想生長(zhǎng)環(huán)境；對(duì)于遭受破壞的區(qū)域也應(yīng)該及時(shí)予以恢復(fù)，避免出現(xiàn)環(huán)境嚴(yán)重惡化問(wèn)題。

2 采礦工程中常用綠色開(kāi)采技術(shù)

2.1 充填開(kāi)采技術(shù)

在采礦工程中應(yīng)用綠色開(kāi)采技術(shù)時(shí)，需要確保相應(yīng)采礦空間內(nèi)的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性，尤其是對(duì)于采空區(qū)，更是需要引起高度重視，以求更好解決由采礦而帶來(lái)的嚴(yán)重隱患和問(wèn)題。該類(lèi)問(wèn)題的處理可以借助于充填開(kāi)采技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用能夠在恰當(dāng)運(yùn)用充填材料的基礎(chǔ)上，促使采空區(qū)及其他工作面得到有效填充，以提升該部位的支撐效果，解決可能出現(xiàn)的沉降和坍塌問(wèn)題。結(jié)合當(dāng)前采礦工程中比較常用的充填開(kāi)采技術(shù)來(lái)看，根據(jù)不同充填材料以及處理方法的使用情況，空隙注漿膠結(jié)充填技術(shù)的應(yīng)用效果較為理想，有助于實(shí)現(xiàn)各個(gè)危險(xiǎn)區(qū)域的針對(duì)性加固，促使采礦工程可以在較為理想的安全條件下開(kāi)采，由此規(guī)避可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，尤其是在解決冒落帶問(wèn)題上，該技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為突出，能夠發(fā)揮理想的充填效果。此外，在采礦工程中運(yùn)用充填開(kāi)采技術(shù)時(shí)，還可以根據(jù)實(shí)際狀況選擇一些較為適宜合理的充填材料，比如矸石、水砂以及膏體等，都可以作為充填開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用的主要材料，并且需要確保其充填得充分且全面，以便更好維系整個(gè)采礦工程的優(yōu)化安全執(zhí)行。在太原煤氣化龍泉煤礦項(xiàng)目建設(shè)中，就充分使用了充填開(kāi)采技術(shù)，利用煤矸石、膏體、高水材料以及漿液進(jìn)行采空區(qū)、垮落區(qū)以及離層區(qū)的合理填充，最終在保障施工安全的基礎(chǔ)上，也實(shí)現(xiàn)了更高的開(kāi)采效率。

2.2 保水開(kāi)采技術(shù)

在采礦工程中應(yīng)用綠色開(kāi)采技術(shù)時(shí)，水資源方面的問(wèn)題也需引起關(guān)注，為了在采礦工程中獲得較為理想的水資源保護(hù)效果，保水開(kāi)采技術(shù)成為重要技術(shù)手段，該技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)明顯。在采礦工程中，如果不注重對(duì)地下水的保護(hù)和有效防控，則很可能釀成嚴(yán)重后果，在造成地下水流失的同時(shí)，還極有可能導(dǎo)致相應(yīng)區(qū)域不穩(wěn)定，隨之出現(xiàn)較為嚴(yán)重的礦山開(kāi)采災(zāi)害，因此，要求采取適宜合理的技術(shù)手段予以積極應(yīng)對(duì)。相對(duì)于原有采礦工程中采取的防止?jié)⑺夹g(shù)，保水開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用更為先進(jìn)、可靠，該技術(shù)能夠在最大程度上保障采礦工程的安全性以及地下水的穩(wěn)定性?；诒Ｋ_(kāi)采技術(shù)應(yīng)用，應(yīng)高度關(guān)注采礦工程中存在的所有相關(guān)地下水以及地表水分布狀況，尤其是對(duì)含水層以及隔水層的情況更要清晰掌握，進(jìn)而才能夠促使后續(xù)采礦工作順利開(kāi)展，并在不影響這些水資源的基礎(chǔ)上優(yōu)化開(kāi)采效果。在地下水的保護(hù)方面，如果相應(yīng)隔水巖層的穩(wěn)定性不強(qiáng)，則應(yīng)該借助于適宜合理的灌漿技術(shù)手段，以保證相應(yīng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定密實(shí)，切實(shí)解決可能出現(xiàn)的下降漏斗以及地下水流失問(wèn)題。對(duì)于地表水資源的保護(hù)則需要重點(diǎn)做好隔離，避免所有地表水資源受到采礦工程中各類(lèi)污染物的危害，以此增強(qiáng)其保護(hù)效果。

2.3 煤和瓦斯共采技術(shù)

采礦工程綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用中，還需要重點(diǎn)關(guān)注各類(lèi)資源的充分利用，其中瓦斯氣體就是不容忽視的關(guān)鍵資源，需優(yōu)化改善以往的瓦斯氣體資源浪費(fèi)問(wèn)題。為了避免瓦斯氣體在地下礦井中的大量積聚帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)，以往都是直接采取通風(fēng)技術(shù)將其排出，雖然保障了地下開(kāi)采的安全性，但同時(shí)出現(xiàn)了嚴(yán)重的資源損耗問(wèn)題，也加重了溫室效應(yīng)，因此，應(yīng)該采取適宜合理的綠色開(kāi)采技術(shù)予以?xún)?yōu)化。煤和瓦斯共采技術(shù)的應(yīng)用就是比較有效的手段，該技術(shù)要求技術(shù)人員結(jié)合采礦工程中煤和瓦斯氣體的分布狀況，制定出較為適宜合理的共采方案，以達(dá)到最為理想的利用效果。比如在采煤前可以先進(jìn)行瓦斯氣體的抽采，借助于適宜合理的抽采設(shè)施，將相應(yīng)煤層中的瓦斯氣體充分采出，然后再進(jìn)行煤炭資源的開(kāi)采。在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，同樣也可以在瓦斯釋放區(qū)域進(jìn)行及時(shí)抽采處理，再結(jié)合不同瓦斯釋放狀況，合理布置一些抽采渠道，以便共同完成煤和瓦斯的開(kāi)采任務(wù)。當(dāng)然，該方面工作難度相對(duì)較大，不僅僅需要提前對(duì)抽采渠道等進(jìn)行合理布置，還應(yīng)該采用合適的機(jī)械設(shè)備，同時(shí)還有可能降低單純采煤的速度，因此對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用需進(jìn)行進(jìn)一步深入研究。此外，在回風(fēng)井中采取瓦斯回收手段同樣也能夠充分實(shí)現(xiàn)瓦斯氣體的充分利用，避免瓦斯隨意排放到空氣中帶來(lái)資源浪費(fèi)問(wèn)題。

2.4 矸石處理技術(shù)

在采礦工程項(xiàng)目中，矸石是比較常見(jiàn)的一類(lèi)廢棄物，該類(lèi)廢棄物也會(huì)形成較為嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象，應(yīng)借助于綠色開(kāi)采技術(shù)予以?xún)?yōu)化控制。矸石處理技術(shù)的應(yīng)用主要是為了降低矸石出現(xiàn)量，對(duì)巷道掘進(jìn)以及開(kāi)采過(guò)程進(jìn)行精細(xì)化調(diào)控，有效遏制原有的矸石形成路徑，從而有效實(shí)現(xiàn)矸石的控制。當(dāng)然，這也需要切實(shí)利用好煤巷維護(hù)技術(shù)，確保煤巷能夠穩(wěn)定可靠，以此規(guī)避可能出現(xiàn)的嚴(yán)重資源損耗或者是不安全隱患等問(wèn)題。針對(duì)采礦工程中出現(xiàn)的大量矸石，應(yīng)采取合理措施對(duì)其進(jìn)行充分利用，避免直接廢棄帶來(lái)的一系列問(wèn)題。比如對(duì)于一些含碳量相對(duì)比較高的矸石，可以將其應(yīng)用于一些發(fā)電或者供熱項(xiàng)目中，使其更好發(fā)揮應(yīng)用價(jià)值，從而解決以往隨意丟棄帶來(lái)的資源損耗問(wèn)題。此外，對(duì)于一些含碳量不高的矸石，可以將其利用在一些建筑類(lèi)項(xiàng)目中，作為比較有效的填埋材料，或者是在復(fù)墾項(xiàng)目中作為回填材料，以達(dá)到廢物利用效果。比如在太原煤氣化龍泉煤礦項(xiàng)目中，煤矸石充填開(kāi)采模式就得到了很好的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了煤矸石的充分利用，使其在采空區(qū)充填（矸石直接充填、膏體充填、高水材料充填）、垮落區(qū)充填（高水材料充填、注漿充填）和離層區(qū)充填（注漿充填）等方面發(fā)揮了重要作用，從而使煤礦的綜合效益得到明顯提升，充填成本明顯降低，也解決了煤矸石的浪費(fèi)問(wèn)題。

3 綠色開(kāi)采技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在未來(lái)采礦工程中應(yīng)用綠色開(kāi)采技術(shù)時(shí)，基于綠色環(huán)保發(fā)展的大背景，該方面的工作越來(lái)越受重視，要求也越來(lái)越高，也必然會(huì)成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，在該技術(shù)的不斷發(fā)展中，需要高度關(guān)注的要點(diǎn)如下：

1）綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該充分運(yùn)用當(dāng)下先進(jìn)技術(shù)，尤其是智能化技術(shù)以及自動(dòng)控制技術(shù)，以使該技術(shù)能夠在各類(lèi)開(kāi)采問(wèn)題上實(shí)現(xiàn)高效應(yīng)用，并在最大程度上解決存在的開(kāi)采難點(diǎn)。比如在地下開(kāi)采工作面上，借助于智能控制手段就可以更好實(shí)現(xiàn)各類(lèi)危害問(wèn)題的防控，降低人員工作壓力，同時(shí)智能控制技術(shù)還應(yīng)更好地應(yīng)用到各類(lèi)開(kāi)采機(jī)械設(shè)備上，以?xún)?yōu)化最終綠色開(kāi)采的執(zhí)行效果。

2）綠色開(kāi)采技術(shù)在應(yīng)用時(shí)還應(yīng)堅(jiān)持預(yù)防和治理相結(jié)合的原則，在未來(lái)發(fā)展中高度關(guān)注這兩方面的綜合優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)采礦過(guò)程中的各類(lèi)問(wèn)題預(yù)防。但是一旦出現(xiàn)資源浪費(fèi)或者環(huán)境污染問(wèn)題，則同樣需要進(jìn)行及時(shí)治理，避免出現(xiàn)環(huán)境惡化問(wèn)題，以促使相應(yīng)區(qū)域盡量恢復(fù)原貌。

4 結(jié)語(yǔ)

采礦工程中綠色開(kāi)采作為當(dāng)前比較受重視的開(kāi)采模式，確實(shí)表現(xiàn)出了明顯優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也需要結(jié)合采礦工程項(xiàng)目的實(shí)際狀況，選擇適宜合理的綠色開(kāi)采技術(shù)，使采礦工程中存在的各類(lèi)問(wèn)題得到有效防治，以此推動(dòng)采礦工程的可持續(xù)發(fā)展。