采矿工程中绿色开采技术的应用

采矿工程中绿色开采技术的应用

戴兆广

身份证号： 37088319781001****

摘要：伴随着经济高速发展，采矿业迎来了快速发展阶段。采矿业的繁荣虽然为经济发展作出了杰出贡献，但也对自然环境造成了影响。特别是传统采矿工艺会对土地、空气以及地下水造成严重污染，破坏生态环境。从宏观层面来看传统采矿技术阻碍了经济可持续发展，需要对其进行改良，这种背景下绿色采矿技术应运而生。基于此，本文针对采矿工程中绿色开采技术的应用进行探讨分析，以供参考。

关键词：采矿工程；技术应用；绿色开采

引言

随着工业化程度的扩大，中国的城市化发展越来越快，对各项能源资源的需求也在逐步增加。在全球工业化的形势下，我国的采矿部门将持续加大对矿产资源的开采力度。但是，传统的矿产开采方式以及采掘的流程经常会导致煤矿地区出现一些生态环境问题，比如，地表出现不同程度的坍塌、周边的水土流失以及破坏地表含水层等等，这也无法实现矿区的可持续发展。因此，我国倡导相关部门必须贯彻落实绿色环保的理念，为了实现煤矿企业的环境效益以及更高的社会认可，运用绿色开采的技术，保证采矿工程能够顺利进行。

1绿色开采概念

绿色开采技术是在传统开采技术的基础上逐步发展的一种新型环保的开采技术。传统开采技术受到技术的限制，在开采矿产资源的过程中通常存在严重的环境污染物体。为了响应国家可持续发展的号召，要求采矿施工必须要注重对环境的保护，不能因为追求经济效益而盲目开采。绿色开采技术是在传统采矿技术的前提下进行升级改进，不仅有效提升了采矿施工工程的效率，还有效促进了矿产资源的合理利用，避免了不必要的浪费^[1]。

2绿色开采技术在采矿工程中的应用意义和价值

为了满足人民的生活需求，追及社会产业的发展速度，煤矿等矿产资源的开采力度增加。但是我们也必须认识到，当前很多矿产资源的开采依然使用较为落后的技术，造成开采效率下降，对周围环境的破坏和影响较大，造成了水土流失、沙漠化，破坏了水文资源。这一系列对环境的破坏都有可能会造成矿产资源枯竭，甚至会影响矿区的日后发展，同时也给周边的居民生活环境造成破坏。因此采矿工程中必须要落实环境保护的思想，建立绿色开采的意识，分析采矿过程中因为技术不当可能对造成对环境的破坏，降低环境污染，合理的使用绿色开采技术，解决由于采矿力度不断提高造成的资源枯竭问题，将矿产资源的需求和环境保护二者之间进行协调，为我国采矿领域赢得更加长远的利益^[2]。

3传统采矿技术可能会造成的环境影响

3.1破坏土壤资源

由于矿产资源开采的天然特性，因此在施工过程中可能会产生大量的固体废弃物，这些固体废弃物如果不经过及时的处理，可能会对土壤结构造成严重的威胁，最典型的就是固体废弃物的堆积造成土壤负荷能力达到极限，引起土壤沙化问题。一旦到了雨季，这些被沙化的土壤就有可能随着雨水被冲走引发水土流失，严重的还会引发土地荒漠化问题。同时，固体废弃物和其他废弃物不及时处理还会影响其他的自然要素，例如周边河流的质量等。一些质量较大的固体废弃物的堆砌还会导致局部地基塌陷，对周围的建筑和植被生长造成破坏。

3.2破坏水流

采矿工程中使用了不恰当的技术有可能会造成水资源的破坏。在我国传统的矿产采掘工作中，工作人员通常采用直接打穿地基的方式对矿产资源进行开采。这种传统的采矿方式可能会导致采矿区域的含水层遭到破坏，进而引发地层中水体泄漏，使得矿山原有的水位下降，水平线下降之后，地基的承载能力相应减弱，这一系列的问题会导致当地局部区域的水文环境失衡，一方面破坏了自然环境，另外一方面对当地居民的生活环境产生负面影响。除此之外，采矿工程中经常使用笨重、落后的设备进行开采作业，导致地表水体径流被改变，水文条件被打破，同时，由于上文提到的固体废弃物的影响，水文环境会遭到来自多个方面因素的破坏力^[3]。

3.3污染大气资源

传统的矿产资源开采方式不仅仅会对地质和水文造成影响，还会影响大气资源的质量。粗放式的采矿方式会破坏底层污染空气，严重的会引发局部温室效应。以往的采矿方式，耗费的时间较长，周期运转缓慢，在这一过程中一旦地表以下的有毒气体泄漏，就犹如打开了潘多拉的盒子，造成瓦斯气体、二氧化硫等毒气在一定范围空间内弥漫，一旦吸入，会威胁到工作人员和周边居民的生命安全，同时也对大气造成了严重的污染。除此之外，采矿工程中的粉尘废弃物也有可能在季风的作用下进入到空气循环中，给人体造成吸入式风险。

4绿色开采技术实际应用方式

4.1矸石处理

开展采矿工作时，矸石排出量很高。矸石排出一方面会影响地表环境，另一方面由于其内部含有一定量的可燃物，在特定条件下还会燃烧，进而产生有毒有害气体污染空气，由此可以看出，如果不对矸石进行妥善处理，会同时产生固体废料以及有毒有害气体，对环境造成严重影响。传统采矿模式中，矸石处理技术较为粗放，导致该问题长期得不到有效解决。运用绿色采矿技术之后，针对矸石问题主要有三种解决措施：第一种是覆盖法，使用开矿现场其他物品对矸石进行覆盖，通过这种方式减少矸石影响范围，这种方式的优势在于技术简单、成本低。第二种是化学分解法，工作人员根据矸石化学性质，选择相应的化学制剂对矸石进行分解处理，这种处理方法的优势在于通过化学反应能够在分解矸石的过程中提炼出一些有用的金属物质，减少矸石对于环境所产生的污染的同时，提升矸石使用价值。第三种是综合利用发，矸石进行处理之后其内部结构会发生改变，使其物理结构以及化学性质符合建筑施工用料标准，使矸石成为一种新的建筑资源，随着建材成本逐步提升，利用矸石作为建筑施工材料，一方面能够提升矸石使用效率，变废为宝，另一方面还可以减少传统建筑材料使用量，缓解资源压力

^[4]。

4.2采空区填补技术

从矿产资源分布情况来看，露天矿产资源存储量较少，大多数矿产资源都存在于地下，想要开采这些地下矿产资源就要搭建采矿井，让采矿设备能够深入地下采集矿产资源，在开采过程中，地下的矿产资源被掏空，进而在该区域创造出一个巨大空洞，这种由于采矿作业而形成的地下空洞被称为“采空区”，采空区的出现会造成该区域土体结构发生巨大变化，容易形成地面沉降问题。传统采矿技术框架下，针对采空区通常使用支撑或者填充的方式进行处理，而这些处理方式存在很大问题，例如会消耗大量资源、产生二次污染等。使用绿色采矿技术之后，针对开采作业所形成的采空区，依旧采用填充原理对其进行稳固，但区别在于绿色采矿技术中使用的是更为环保的填充原料，就目前绿色采矿技术发展情况而言，常用的填充技术包括两大类。第一类是胶结填充，具体填充过程中工作人员对炉灰渣、河沙或者粉煤灰等固体废料进行充分混合，再加入一定量的水使其软化，当填充料呈现出膏状形态之后，将其注入采空区，通过这种方式对采空区进行有效支撑，除了能够有效地控制地面沉降之外，这种填充技术还可以降低井底温度，使得温度过高的区域的温度能够得到有效控制，从而防止发生火灾^[5]。第二类是使用水泥填充空洞中四周裂隙，这种处理方式的优势在于灵活利用冒落带，实际工作过程中，工作人员需要对灌注时机进行精准把握，需要在矸石空隙被周围岩土结构压实之前对裂隙进行注浆喷射作业，此方法可以在短时间内将填充材料和出现裂隙的矸石胶结，从而形成覆盖层，确保填充区域稳定性的同时，还可以有效地减少表面沉降，通过这种方式减少固体废料总量，并有效缓解地面沉降。

4.3共同开采技术

瓦斯与煤共同开采也是绿色采矿技术的一个重要组成部分，从类型上看，瓦斯属于温室气体，但是由于瓦斯经过充分燃烧不会产生有毒有害气体，因此可以将其作为一种清洁能源加以利用，与传统化石能源相比，瓦斯对于环境的污染较少。由于瓦斯具有易燃易爆的特点，如何对瓦斯进行安全开采一直都是绿色采矿技术的关键环节。在具体开采过程中，为了提升在确保瓦斯开采安全性基础上提升瓦斯开采效率，需要从三个方面入手进行优化：正式进行瓦斯开采工作时，相关工作人员需要根据实际开采环境，制定有针对性的开采计划。为了避免在后期的实际开采过程中出现安全事故，工作人员在开采作业前必须先提取煤层中的隐性瓦斯，为以后开展的瓦斯采集工作提供安全保证。经过实际研究发现，大多数采矿项目的煤层透气性均较低。为了确保瓦斯提取工作能够顺利开展，需要运用瓦斯煤炭共同开采技术，所谓煤与瓦斯联合开采技术的原理是，煤矿开采完成后，根据围岩压力降低的特点，工人应尽快在采空区开采瓦斯。很多已经废气的矿井中还储存了大量瓦斯，这是对能源的一种浪费，因此工作人员需要利用先进的开采技术对这些地下瓦斯进行收集。这里需要注意的是，工作人员需要先对废气矿井岩土裂隙分布情况进行全面勘察，并以此为基础制定适宜的瓦斯采集计划，通过这种方式顺利对废气矿井中的瓦斯能源进行采集，提升能源利用效率^[6]。

5绿色开采技术在采矿工程中的实际应用效果

绿水青山就是金山银山，在采矿工程中使用绿色采矿技术，可以显著优化环境效益，促使我国采矿工程领域获得进一步的发展的提高。首先，利用保水开采技术能够对于矿产层周边的地质和水文情况进行准确的分析与研究，预防采矿导致的地下水层渗漏问题，保护周边地区的水资源环境。其次，通过其它的绿色采矿技术，能够显著达到节能减排的时代要求，避免采矿出现的有色金属等固体废弃物威胁到环境安全，更重要的是，绿色采矿技术不仅仅停留在污染预防的层面，它还可以实现变废为宝，将固体、液体等各种形态的废弃物实现高效的循环利用，增大能源的利用面。同时，绿色采矿技术的使用还可以开发不同类型的伴生资源，实现能源的高效率运转。例如利用采矿技术对于施工中的固废进行气化处理，将其变身为天然气资源，一方面在从整体上来说降低了采矿工程的成本投入和费用损耗，另外一方面对于环境也起到了保护的效果。采矿工程对于自然环境的影响也许无法做到完全避免，但是采矿企业仍然应当采取多种方式保护周边的采矿环境，避免由于操作技术不当给矿区造成不可逆破坏，实现采矿经济效益和环境保护的和谐共生。

结束语

为了有效促进我国的采矿事业的长期发展，促进各采矿企业及单位实现更高的经济效益和生态效益，矿产企业和单位需要加强绿色开采技术的应用，提高实际开采过程中的有效价值保障。通过对传统开采技术的问题分析以及对绿色开采技术的应用分析，并随着各相关部门的落地实施，可以有效地促进我国矿产开采作业获得长足的发展。

参考文献

[1]王传峰.浅谈绿色开采技术在采矿工程中的应用[J].世界有色金属,2019(21):31+33.

[2]牛强.采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].科学技术创新,2019(30):149-150.

[3]赵嵛.浅析采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].内蒙古煤炭经济,2019(19):201-202.

[4]黄攀.浅析采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].装备维修技术,2019(04):50.

[5]李科维.浅谈绿色开采技术在采矿工程中的应用[J].世界有色金属,2019(16):63+65.

[6]周瑞龙.采矿工程中的绿色开采技术的分析与应用探索[J].冶金管理,2019(17):18-19.