基于采矿工程中的绿色开采技术应用探究

许国才

摘 要： 煤炭等矿产资源在社会经济发展过程中发挥着十分重要的作用，也是社会经济发展和建设的共同资源之一。因此，资源的合理开采对经济建设与资源储量的可持续发展显得尤为重要。基于此，本文对绿色开采的概念、传统采矿方式所带来的各种问题以及绿色开采技术在采矿工程中的应用研究进行了分析。

关键词： 采矿工程;绿色开采技术;应用

【中图分类号】TD43     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）19-0102-01

1 绿色开采的概念

绿色开采主要指的是在矿产资源开采过程中，最大程度的减少对自然环境的污染、资源的浪费，达到环境保护、能源节约的目的。此外，还要减少资源开采时污染物的产生与排放，同时利用相关技术实现资源的二次利用，最大程度的提高资源利用率，增加经济效益与社会效益，做到资源与环境的可持续发展建设。

2 传统采矿方式所带来的各种问题

2.1 水资源问题

在矿产资源开采过程中，地下含水层径流将会发生很大的变化，导致地下水渗出情况时有发生。因为地下水严重渗出，区域含水层水位自然会受到很大影响，并且促使地下水降落漏斗的形成，直接改变区域内的水质情况。此外，传统矿产开采方式还会影响到地表水体，导致河流沟渠中的水流直接下降，对于当地居民用水情况也有着很大的影响。

2.2 大气污染问题

在具体采矿中，会产生如二氧化碳、二氧化硫等气体，影响到空气质量。如二氧化碳含量过高，将会引发温室效应，而二氧化硫过高，则会造成严重的空气污染。从这里我们能够看出，我国的采矿工程中存在着十分严重的环境问题。不过就当前情况来看，矿产资源是我国社会发展中不可或缺的重要资源，所以加强对其重视意义重大。

2.3 土地资源问题

传统的矿产开采方式会严重污染到土地资源，如固体废料、水土流失、土地塌陷等，在这之中，土地是最为重要的一大问题。就相关统计结果显示，当前大约有40万hm2的土地塌陷是因为传统矿产开采方式所引发的。此外，在矿产开采过程中，还会产生一些其他物质，而这些物质的价值并没能得到充分发挥，而是大量堆积，而这也在很大程度上占用了很大土地资源。

3 绿色开采技术在采矿工程中的应用研究

3.1 煤与瓦斯共采技术

瓦斯又称为煤层气，主要指的是植物长期掩埋在土层中，在成煤过程中所产生的大量气体，这些气体存留在煤层的缝隙中，工人在对煤炭进行开采时，瓦斯就会从煤层的缝隙中大量涌现出来，高浓度的瓦斯会形成严重的安全隐患。由于瓦斯属于烷烃类气体，又是一种较为宝贵的清洁能源，这些瓦斯同时具有较高的经济价值。因此，煤与瓦斯共采技术既可以解决瓦斯带来的安全隐患又能将瓦斯变为经济资源加以利用，具有很高的使用价值和经济发展意义。该技术理论主要依据的是裂缝分布规律和瓦斯移动规律，提高了煤层的透气性和瓦斯抽采工艺流程的优化作用，特别是对于高瓦斯煤层，要在实际开采工作中不断进行技术优化和抽采率的提升，使该项技术越发完善，并得到广泛的推广及应用。

3.2 对矸石的处理技术

在采矿工程中，矸石的排出量非常高。矸石的排出不仅会对地表环境造成一定的影响，偶尔还会出现矸石自燃的现象，对大气环境造成严重的污染，这对于环境保护是十分不利的。而中国的采矿工程现状是，没有及时处理原本堆积的矸石，同时，在采矿过程中新产出的矸石越来越多，这就导致中国的环境污染问题越来越严重。针对矸石的处理，在绿色开采技术中，主要有4种处理方式：用废弃物覆盖。这种方式很有效，能避免在风吹的作用下矸石对环境造成的污染;根据矸石的化学性质、物理性质选择相关的溶剂进行分解处理;综合利用矸石。在矸石中有部分可以利用的金属，工作人员可以将其中具有利用价值的金属提炼出来，以提高矸石所带来的经济效益;将矸石作为建筑材料。在采矿过程中，开采得到的尾矿以及被提炼之后的废石有一些能够作为建筑材料使用。当前，建筑材料的成本在不断提高，矸石的存在能够很好地缓解资源紧张的局面。

3.3 采空区充填技术

采矿作业会挖走地表下的矿藏，这就使得原本由矿藏进行填充的空间被挖空，这片挖空的区域称作采空区。对采空区一般需要进行相应的支撑及充填技术，一是为了防止地表下陷给周围的生态环境造成不可逆的影响，二是为了保证采矿工人生产过程中的人身安全。传统煤矿采空区在进行充填时运用的技术包括水力充填、粉煤灰充填、风力充填等，这些充填方式都具备相应的缺点，比如有些会消耗大量人力资源，有些会产生二次污染，有些充填效率太差等。受绿色开采概念的影响，当前采空区充填技术多有以下几类：其一是交替胶结充填，主要方法是将河沙、工业炉渣、粉煤灰及煤研石等废料进行混合，并加水搅拌使之成为状如牙膏的浆体，将此材料即使填充后即可形成稳定的支撑。该支撑除能够有效控制地表沉降之外，在温度过高的区域还能使井下温度下降，从而避免火災的发生;其二是采空区冒落研石空隙注浆胶结充填，该方式的特点则是对冒落带的运用，注浆时机选择在煤研石空隙被压实之前，这种方法能够使填充材料与冒落研石在短时间内胶结，从而形成由两者合力支撑的覆岩层，对充填区域的力学稳定性做出了相应的保障，同样能够有效减少地表变形。

3.4 共采技术

在传统煤矿开采过程中，经常会受到瓦斯的威胁。若仅仅是将瓦斯抽放，虽然是保障了煤矿开采的安全，但是也造成了瓦斯的浪费。几年来逐渐兴起煤与瓦斯共采的理念。煤与瓦斯共采技术核心思想可以总结为一井三用。首先，对煤炭开采区进行规划，将其划分为规划区、采动区及采空区三个部分。规划区瓦斯的抽采方法是地面井进行抽采;采动区由于采动的影响，地层压力急剧降低，同时地层产生大量裂隙，有利于瓦斯的抽采;从传统意义上来讲，采空区瓦斯主要是依靠采空区埋管进行抽取，对于采空区瓦斯的抽取技术有地面直井抽采采空区瓦斯、井下穿层钻孔抽采采空区瓦斯等。

4 结束语

综合上述情况来看，采矿作业对环境造成了严重的污染，也使矿区周围的生态平衡遭到破坏。因此，为了使采矿作业实现可持续发展，减少其对环境造成的负担，各矿区应重视对绿色开采技术的应用，以贯彻当今社会可持续发展的发展观念，重视对生态平衡的保护，促进人类自身与环境的共同发展。

参考文献

[1] 彭巨廷.基于采矿工程中的绿色开采技术应用探究[J].当代化工研究，2020（10）：107-108.

[2] 刘杰.绿色开采技术在采矿工程中的应用探讨[J].石化技术，2020，27（04）：199+180.