采矿工程中绿色开采技术的研究

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摘要：通过分析传统采矿工程对环境的不利影响，阐述了绿色开采在采矿作业过程中的重要意义，研究分析了矿产与瓦斯共采技术、绿色处理矸石的技术、保水开采技术组成的绿色开采技术体系。

关键词：绿色环保;采矿技术;工程技术

引言

由于矿产开采会对周边环境造成一定程度的破坏，政府环保部门和矿产相关企业要及时对采矿施工方法进行改善，对已经开采的矿区制定后期修复方案。矿产开采过程中绿色开采技术的运用，减少对周边环境的破坏，有助于人与自然和谐相处的可持续发展。

1传统采矿工程对环境的不利影响

1.1采矿工程对水资源的破坏

在采矿作业过程中，由于破坏了地层结构造成大量地下水排至地表，导致地下水水位大幅下降。同时，由于开采造成的地表破坏，周边地下河流或地上河流干涸，导致人们日常生活和农业种植严重缺水。周边地表植被也因缺水而干枯，进而形成沙漠化。据不完全统计，我国每年由于采矿工程而受破坏的水资源有24亿m3；而在西部地区，人们日常生活用水受到破坏程度比较严重[1]。

1.2采矿工程对土地资源的破坏

采矿工程对土地资源的破坏形式有多种，主要有：水土流失、土地沙漠化和地表塌陷等。据国土资源管理局的调查显示，目前我国因采矿工程导致的地表塌陷面积已经超过40万公顷，这相当于每开采1万t的原煤，就有0.3公顷的土地塌陷，这一数据正在以每年0.05%的速度在增长。在煤矿的开采过程中，一般都会有矸石，其含量约为煤炭总量的20%，不进行及时的处理，矸石积累量会越来越多。目前我国存放矸石所占用的土地面积远超1万公顷，政府相关环保部门要督促相关矿产企业合理处理矸石闲置问题。

1.3采矿工程对大气的破坏

在采矿过程中由于环境的变化，会产生大量有毒有害的气体，如CO2、CH4、SO2等。这些气体不但会增加开采的难度，也会污染大气环境，其中CO2等气体是导致全球性变暖的主要成分。由上述可见，我国矿产开采过程中所导致的大气问题，且矿区环境容量不能承受如此巨大的污染量，而矿产又是国家发展必不可少的资源。因此，我国环保部门要积极敦促矿产企业，及时研发绿色开采机械设备，采取绿色采矿措施，最大限度的降低采矿工程对周边环境的破坏。

2应用绿色开采技术的必要性和重要意义

2.1矿井中资源的再利用

在矿产开采过程中，要尽量避免对周边土地资源的破坏。广义上的矿区资源主要包括煤层内存在的瓦斯、矸石、地下水及周边矿床等。对于矿区资源要做到物尽其用，在保证矿区周边环境不被破坏的情况下，对矿区资源进行合理开采、利用[2]。以往矿产企业在开采过程中，只专注对瓦斯进行防治，保证在矿产开采过程中不出现安全事故。但在这过程中，却忽略了瓦斯的益处。矿井水和地址类型，通常是根据矿井的涌水量、地质水文条件等相关参数来进行划分。在开采过程中，矿井水通常被当做水害来处理，这是对水资源的浪费行为。因此，矿产企业在对地下水进行防治时，要对其他资源进行合理的利用，这不仅可以为公司节约采矿成本，还可为公司带来巨大的副产值。

2.2绿色开采技术的相关理论问题

矿产开采过程导致的一系列环境问题，是对地层破坏带来的结果。如果地层被破坏导致岩层运动，不仅增加了矿产开采的难度，还会形成裂隙岩体。矿产绿色开采技术的主要理论基础是：对开采过程中出现的各类岩层变化规律进行总结分析，从防护的角度总体开展工作，进而利用先进设备或措施对矿区资源进行科学、合理的处理，使得物尽其用，以减少因采矿工程而产生的一系列环境问题。

3绿色开采技术的相关技术体系

3.1矿产与瓦斯共采技术

瓦斯是导致全球变暖的一种气体，同时也是绿色环保的清洁能源。在矿区由于存在大量瓦斯气体，采矿过程中稍不注意便会引发重大安全事故。因此，要尽量将瓦斯气体合理进行资源化，建议采取以下措施、技术进行开采：一是开采前的瓦斯抽采技术，在全面开采工程开始之前，对矿井内、煤层内的瓦斯气体抽出，这很大程度上降低了矿井安全事故的发生机率。但由于我国矿井内透气性普遍不高，针对这种情况，瓦斯抽采技术需要更进一步的改进。二是矿产、瓦斯共采技术，在开采完矿产之后，采空区会产生压力差释放大量瓦斯气体，此时再进行瓦斯的抽采。三是对开采完的废弃矿井抽采瓦斯，废弃的矿井煤层蕴含大量瓦斯气体，针对这种情况，可以利用岩层内部的裂隙，科学地进行瓦斯抽采。

3.2绿色处理矸石技术

我国采矿过程中，每年都至少有5亿t的矸石废弃。大量的矸石闲置没有及时进行处理，对地形地貌有严重的影响。同时由于矸石在40~50℃时会发生自燃，这不仅对大气造成污染，还增加了火灾等事故的发生概率。如果政府环保部门不督促矿产企业对矸石及时进行处理，就会增加事故的发生几率，造成环境污染[3]。因此，各地政府环保部门要建立完善的监督管理制度，以敦促相关矿产企业及时采取合理的措施，或是开发减少采矿工程中矸石排出的绿色开采技术。减少矸石排出量还可以从优化巷道布置结构入手，但相关挖掘技术又涉及到对巷道的维护技术上，而随着采矿的不断深入开展，就不得挖掘岩石巷道。因此，要避免安全事故和污染的产生，就要对现行采矿措施或技术及时进行更新，同时根据不同矿层情况，采取不同的采矿措施，尽可能减少矸石的排出量。

3.3保水开采技术

保水开采技术和防止溃水开采技术有很大的不同，防止溃水开采技术要求开采工作严格按照规章进行的预防措施；而保水开采技术是在进行矿产开采的同时，保证周边地质水文不受很大影响。在某些地区，在矿产开采完之后岩层还会发生间断性运动形成地下漏斗，随着降雨的增加会逐渐消失；但在一些地区，由于地质或开采方式的区别，矿产开采完之后会形成水洼，这对当地环境造成一定的影响。所以，矿产企业要严格按照政府环保部门的要求，采取合理的开采措施，不能为了利益就肆意破坏当地生态环境，始终要坚持科学、可持续的发展观念。

4结语

开采过程中出现的一系列环境问题，需要各级政府环保部门和相关矿产企业积极落实绿色发展观，针对各地不同的地质条件，制定科学的开采措施，同时需要矿产企业加大对先进开采设备的研发投入和加大对先进绿色开采技术的研究投入力度，尽最大可能降低采矿工程对矿区周边环境的影响。对已经进行矿产开采的地区，要及时制定综合性治理方案。

参考文献

[1]张西锋.采矿工程中绿色开采的应用分析[J].黑龙江科技信息，2014（15）：35.

[2]田张杰.采矿工程中绿色开采的应用浅述.山东煤炭科技[J]，2016（2）：185-187.

[3]丁雪民.采矿工程现状分析及环境友好型开采技术应用[J].黑龙江科学，2015（4）:84-85.

作者：郑媛 单位：山西省煤炭建设监理有限公司