绿色开采技术在采矿工程中的应用研究

绿色开采技术在采矿工程中的应用研究

李钰帆

身份证号：410322199211251857

摘要：绿色开采技术在我国煤矿产业中的应用推动了采矿事业的绿色可持续发展，是当前我国采矿产业创新的必经之路。文章对绿色采矿技术进行分析，探讨绿色开采技术在采矿工程中的应用。

关键词：采矿技术；绿色开采；开采技术；采矿工程

引言

煤炭在中国经济建设中发挥着十分重要的作用。在过去的几十年中，中国进行了大规模的煤炭资源开采，这使得中国煤炭的产量和开采技术得到了巨大的提升。随着中国经济水平的提升，煤矿开采所带来的一些问题开始显现，例如地表沉陷、环境污染和地下水污染等。经过多年的发展，煤炭产量由初始的不足转变为产能过剩，这使得煤炭价格急剧下降，行业的利润被严重压缩。在这种情况下，很多煤矿企业不得不进行产业升级，由劳动密集型产业转换为技术集约型产业。此外，虽然中国煤炭资源丰富，但是经过多年的开采，浅部资源已经逐渐枯竭。为此，需要采用绿色采矿技术应对新形势下出现的一些问题。

1绿色采矿技术的概念

我国幅员辽阔，矿产资源丰富，具有资源丰富、分布广泛、区域分布不均衡、生产规模较低等特点。多数矿山为露天开采，部分矿山由于开采不规范、矿权划分不合理、管理不完善等原因，存在乱挖乱采的现象，对当地自然环境造成了严重的破坏，如地面变形、水土流失、滑坡、崩塌、边坡失稳等，如何协调统一矿产资源开发与生态环境保护的关系，是矿业人持之以恒追求的目标。当前，绿色矿山建设是促进矿产资源开发与生态环境保护协调发展的重要抓手。随着绿色矿山理念的不断深入人心，矿业者们逐步认识到矿山开发与环境保护必须协调一致，也就是在稀缺的矿产资源的勘探开发过程中强化秩序化、规模化开采，加强对矿产资源周边环境的有效性保护，以可操作的秩序优化开采工作的全过程，强化对资源稀缺地区生态自然的呵护，实现绿色发展，在资源的代际公平和代间公平之间达到动态平衡。其中，绿色开采是绿色矿山建设的核心内容之一。绿色采矿技术可以在采矿过程中减少环境污染问题，在提高矿产资源使用率的同时，保护周边环境不受破坏和影响。传统模式下的矿产资源开采工作会产生大量废弃物，导致较为严重的环境污染，影响周边生态环境，而利用绿色开采技术，工作人员能够有效减少在采矿工作过程中产生的废弃物，满足节能减排的基本要求。并且，在采矿工作开展之前，在深入分析采矿地点条件基础上，更详细地了解当地生态环境保护的薄弱点和采矿过程中可能出现的安全隐患，助力资源开发的同时，为更好地恢复废弃矿井奠定基础。

2煤矿绿色智能开采技术的发展现状

煤矿绿色智能开采技术是指在煤矿开采过程中，结合先进的智能化技术和环保要求，实现对煤矿资源高效利用、矿山生态修复和环境污染控制等多个方面的综合性技术。目前，煤矿绿色智能开采技术正逐步发展成为煤矿工业转型升级的重要方向。随着科技的发展，煤矿开采机械化和智能化水平越来越高，例如采用自动化采煤机、无人驾驶矿车等设备，实现对煤炭资源的高效利用和减少人力使用。煤矿开采过程中，传统的矿山环保措施往往存在着难以避免的污染物排放问题，但是现在通过采用先进的环保技术，如渗流场数值模拟、垃圾破碎技术、废弃矸石地面堆放等，有效降低了对环境的影响。在煤矿绿色智能开采技术中，加强对煤炭资源的管理和利用是一项关键工作。目前，采用先进的智能化技术，如光学识别技术、X射线分析技术、三维地质建模技术等，能够快速、精准地对煤炭资源进行分类、定位和分析，从而实现对煤炭资源的高效利用。在煤矿开采过程中，矿山生态环境往往遭到破坏，而矿山生态修复技术的应用可以实现对矿山环境的恢复和修复。例如，采用植被覆盖、生物修复、土地改良等方法，将废弃矿山变成生态恢复的绿洲。

3绿色开采技术在采矿工程中的应用

3.1保水技术

作为矿产勘查的重要绿色开采技术手段，保水技术在整个工程实践中具有重要意义。在开采活动前应用保水技术时，需要重点调查矿区现场水环境状态，并组织专业人员进行细致勘查，形成详细、准确的勘查结果，充分把握对应区域内的水资源分布状态，利用明确的数据信息指导后续矿区开采工作，奠定良好基础。部分矿产资源因其分布地质结构较为独特，其中较为常见的包括隔水层和含水层。如果矿区属于上述两种情况，则需要技术人员对覆岩层以及地下水位变化进行综合分析，并与勘查数据信息进行综合对比分析，形成科学的开采方案。需要围绕矿产分布空间的地质状况和地理条件进行分析，结合保水技术和开采技术，改善矿产资源开采难题。一般来说，在渗透区和保水区之间有一种分界线，可以用于筑坝引流。例如，在某个区域，矿井的地质状况适合保水技术开采。相关开采人员可以联系实际情况进行工作面起算，从沟谷入手，进入上游间垂直距离约200米的位置，并进行筑坝引流，这样可以有效阻隔沟谷上游的水流，避免水流对开采空间造成影响。在设置拦水坝排水口时，需要满足技术标准的要求，使用毛石对砌体进行制作，以提高整体的阻隔效果。同时，需要采取有效措施扩大水流的阻隔效果，并选择碎石材料设置过滤层，为矿区后续的保水开采提供良好的基础条件。随着绿色开采和勘查技术的创新发展，可以提升技术开发的精度，优化矿产资源的开发效果。

3.2无煤柱开采技术

在以往的开采中，为了维持回采巷道的稳定性留有大量的煤柱支承顶板，而这些煤柱通常难以回收，造成了煤炭资源的浪费。为了提高煤炭资源的回收率，许多矿区开始采用沿空留巷技术。传统的沿空留巷技术通过加强支护将上一个工作面的回采巷道保留下来作为下一个工作面的回采巷道，这样做主要是为了加强支护强度。由于沿空巷道受到重复采动的影响，巷道变形难以控制，沿空留巷存在失败的风险。针对这种情况，何满潮院士提出了切顶卸压沿空留巷技术，即将靠近采空区一侧的巷道顶板切断，阻隔支承压力的传递，然后采用恒阻锚索对沿空巷道进行加强支护。这样做极大地提高了沿空留巷成功的可能性。目前，这项技术已经在很多矿区得到了应用，并取得了显著的效果。

3.3矸石处理

矸石是采矿作业过程中排放的主要污染物质之一，是造成矿产资源中增加煤灰主要原因。在现阶段的矿产资源开采过程中，约有一亿吨以上的矸石会随着矿产资源的开采而对外造成环境污染。当前，政府相关部门根据不同地区的矿产资源开采情况出台了大量的扶持政策，将绿色开采技术用于矿石的开采过程中，能够有效避免大量矸石物质排放造成的环境污染。例如，针对不同地区或是不同矿产资源所开采得出的矸石成分不尽相同这一特质，工作人员可根据开采得到的矸石成分合理选择处理方式，利用材料覆盖方法，减少矸石对周边环境的污染，该方法操作过程简单，应用效果较好；同时，开采人员还可以根据矸石的化学性质，对其进行化学分离，有效去除矸石中的金属物质，减少对周边土壤环境的污染。矸石物质在被分离处理后，内部结构和化学特性能够达到现阶段建筑材料的使用标准，可以将其应用于土木工程中，提高矸石的附属价值，降低我国建筑产业的原材料购进成本。

结语

综上所述，中国煤炭开采的形势发生了变化，主要体现在对环保要求更高、对资源利用率更高以及进入到深部开采三个方面。为了应对这种新形势，应该采用绿色采矿技术，强化绿色开采技术的创新，结合不同情况再满足高效开采的基础上降低资源浪费与污染，提高煤矿产业可持续发展水平。

参考文献

[1]田建斌.煤矿绿色开采技术的研究与实践[J].矿业装备，2022(3):130-131.

[2]李伟.谈煤炭开采技术及绿色开采技术[J].当代化工研究，2021(9):96-97.

[3]陈国雄.浅谈采矿工程中绿色开采技术的应用[J].皮革制作与环保科技，2021,2(5):154-155.