采礦工程中綠色開采技術的運用

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［摘要］采礦活動往往會對周圍的環境造成污染，淺埋煤層高強度開采更容易造成地裂縫或地表塌陷。針對生態脆弱的礦區，采用綠色開采技術，可以有效處理礦山開采中產生的廢棄物，提高資源利用率?；诖?，本文分析了綠色開采技術的作用與意義，探討了采礦工程中容易產生的環境污染問題，并提出了采礦活動中利用綠色開采技術降低環境污染的方法。

［關鍵詞］采礦工程；綠色開采技術；生態脆弱區；淺埋煤層

陜北神府煤田的煤礦資源對促進我國的經濟發展具有十分重要的作用。近年來，隨著新技術的開發與應用，各行業對煤炭資源的需求不斷增加，導致煤炭賦存環境污染加劇，也對礦山環境保護提出了新的要求。在傳統采礦工藝技術的影響下，對礦山開采設計不夠合理，造成地表沉陷與巖層破壞，使土地損毀、地表生態環境遭到破壞，對人們賴以生存的自然環境產生了直接危害。在影響人們健康的同時，也直接阻礙了采礦行業的可持續發展。因此，在采礦工程中應用綠色開采技術，合理地解決采掘難題，保護礦山環境，對促進采礦行業的技術提升與發展具有十分重要的作用。

1采礦作業中應用綠色開采技術的作用與意義

在礦山開采工程中應用綠色開采技術，主要是為了改善采礦帶來的環境破壞問題。在傳統的礦山開采中，礦區的地表沉陷嚴重、生態水資源遭到破壞、水土流失比較嚴重，影響了礦山開采的穩定性。采用綠色采礦開采技術，可以有效減少水土流失、地表沉陷等問題，更好地落實綠色、環保工作。1.1有效減少對礦山周邊的環境污染和破壞。在淺埋煤層開采的過程中，對環境造成的污染主要表現在：過度開采造成地表沉陷、在生產過程中產生有毒物質、地表植被遭到破壞、生態環境惡化、過度利用水資源與污染嚴重等。采用科學充填、保水開采等技術，可以重新利用經過處理后的廢礦石，將廢矸石填充在沉陷區，可以減少地表的裂縫或地表損害；也可以將廢礦石制作成建筑材料，實現廢礦石的回收與利用。在減少資源浪費的同時，還能避免廢矸石對環境造成污染，起到環境保護的作用?？茖W采礦可以保護礦山周邊的水資源、空氣環境，減少對礦山周圍生態環境的破壞，也可以減少因礦山開采造成環境破壞而投入改善、修復環境的資金與費用，對促進礦山的可持續發展具有十分重要的作用。1.2綠色開采技術為經濟增長提供條件。煤炭資源的開采不可避免地對生態環境造成破壞，影響周邊居民的生產與生活。隨著人們環境保護的意識增強，以前那種“傻大黑粗”式的礦產資源過度開發造成的環境污染，逐步引起了人們的重視。在國家大力提倡保護“綠水青山”的背景下，煤炭企業及技術人員在開采中采用科學綠色采礦新技術，是保證礦山開采未來可持續發展的必然要求。國家在大力發展經濟的同時，倡導經濟發展與環境保護并重，先后出臺了許多相關政策，對一些污染企業進行重點控制與處罰。在礦山開采行業，科研學者與一線人員應研發、創新礦山開采技術，以控制礦山周邊的地表沉陷、水資源污染、空氣污染等問題，促進礦山資源開采的綠色可持續發展。

2傳統采礦技術對環境造成的破壞

2.1破壞土地資源。在開采淺埋煤層過程中，往往會產生大量的固體廢棄物，在礦山的周邊堆積，形成地表固體廢棄物；同時，礦山開采使土地植被與水資源遭到不可逆破壞，很容易造成土地沙化；加上外界自然環境的風化、雨水的沖刷等，在陜北生態脆弱地區還會造成水土流失情況，給礦山周邊的自然生態環境造成嚴重的破壞，影響人們的生命財產安全。此外，由于長時間堆積的廢棄物沒有得到有效清理，占據礦區內的大部分土地，不僅容易污染環境，影響周圍植被的正常生長，也會造成大量的土地資源浪費，有時還會演變為礦區周圍環境的污染。2.2破壞水資源。陜北地區的煤礦資源開采一般都是在井下開挖，由于煤層埋深淺、開采厚度大、強度高，采用傳統的礦山開采技術，很容易破壞基巖或者松散層的含水層，導致礦區以及周圍的地下水位下降，對礦區周圍的水環境造成破壞，影響周圍的居民生活，也對周圍的植被生長造成威脅。在礦山開采過程中，開采地下煤炭資源，會形成一定的開采空間，矸石的不充分充填，造成礦區附近地表沉陷，改變礦區周圍地下水的徑流，導致礦區地下水位不斷下降，同時也會造成礦區周邊的地下水位條件發生改變，破壞水資源。2.3空氣污染。在煤礦開采過程中，生產、運輸、洗選、檢修等大型設備必不可少，礦山開采排放出的廢氣，在日積月累的情況下，往往產生溫室效應，影響周圍的環境。在煤礦開采過程中，不僅會破壞原有的地下水位，同時還會產生大量瓦斯、二氧化硫、二氧化碳等有毒氣體，如果這些有毒氣體進入空氣中，就會造成嚴重的空氣污染，影響開采作業人員與當地居民的正常生活。此外，礦坑外圍長時間堆積的固體廢棄物質在受到一段時間的風吹雨淋后，一旦被風吹起，會形成粉塵進入空氣中，有毒的粉塵物質吸入人體或進入水資源中，將增加人或動物患病的概率。

3采礦工程中綠色開采技術的應用

3.1保水開采技術的應用。采用綠色開采技術不僅能夠改善周圍的生態環境，還能保障采礦人員和設備的安全。保水開采技術屬于綠色開采技術的一種，在礦山開采過程中，可以有效降低對礦區周圍地下水的污染，不會造成地下水位下降。采礦單位采用先進開采工藝，并配合地面或井下充填系統，能夠保護礦區的水資源，不僅能夠降低采空礦區沉陷部位對水資源的污染，還能提高水資源的利用效率，避免頂板在開采過程中產生裂縫或者大范圍下沉，造成水資源流失等。在采礦工程中，礦井用水應采用補水的方式，嚴格把控補水標準，保證各種用水都符合相關規定與標準，保證礦區周圍的地下水位不會發生變化，結合水源狀況、礦井生活與生產用水情況，嚴格執行區域用水標準，加強對礦井用水的統籌與規劃；在礦區開采用水中，遵守“一水多用”原則，提高水資源的利用率，減少水資源的損耗。需要利用水資源處理礦山時，一般都采用洗水閉路循環方式，這樣既能防止廢泥水外排，減少水資源的污染，還可以提高水資源的重復利用率。在具體的采礦過程中，開采單位應對產生的廢水進行集中統一處理，對采礦生產過程中產生的井下污水要在水倉內進行統一處理。在地面生產系統中，采用污水處理系統，降低水污染，進而提高水資源利用率，保證水資源的重復利用。3.2填充開采技術的應用。在淺埋煤層開采過程中，往往都會造成地面塌陷、地面裂縫或者房屋損壞等問題，影響礦區的生態環境。采用綠色填充技術，在礦山開采過程中遵循邊采邊充的原則，一方面，能夠保證廢棄礦山的再利用；另一方面，也能保證礦山周圍的地面不會下沉。此外，利用綠色填充開采技術還能有效減少礦區采礦期間發生坍塌事故，保證礦區工人的人身安全。綠色填充開采一般是利用膠結的方式對大范圍的采空區域進行填充，在矸石中添加一定量的河沙、工業爐渣等混合廉價的原材料，而礦區的廢棄資源經過無公害處理后，加水或膠結劑對采空區進行填充，能夠減少地表沉陷發生，有效防止因為礦區的開發造成地下水位的變化。采用綠色填充技術，不僅能夠保證礦山開展的過程中土地不會受到污染與破壞，還會提高礦山開采的安全性與實效性。在運用綠色填充技術時，需要注意以下幾點問題：第一，在利用填充技術時，施工人員要注意填充位置，將其放置在順槽填充輸送帶上，在開采過程中根據實際情況澆筑混凝土，同時要均勻加入其他材料，確保攪拌均勻，保證采空區在填充后，不會發生沉陷等問題；第二，按照填充的原理合理選擇廢棄物，例如，將廢礦石粉碎，降低廢礦石自身的粒徑，提高粘連性，在有效提高填充穩固性的同時，也能減少后期地下水文變化造成地表沉陷的情況。3.3廢棄固體矸的利用。在礦山開采過程中，出現的主要固體廢棄物一般都沒有太多的利用價值，它們主要隨著礦產資源的開采被帶上地表，大都堆放在礦區周圍。采用綠色開采技術，可以利用這些廢棄物。首先，綜合再利用固體廢棄物，例如，將廢棄礦石直接回填到開采區域，既做到矸石不升井，也可以減少采空區沉陷；或者作為建筑用巖石，打地基用或者做其他用處，以減少礦山開采區域廢棄物堆積。其次，統一利用與開發固體廢棄物，提取廢棄固體物的可用資源，以有效提升固體廢棄物的經濟價值，減少礦區環境污染；采用物理或者化學的方式，改變廢棄固體礦石的形狀，并進行回收利用。最后，對廢棄固體礦石進行生態處理，在堆放廢棄礦石的區域利用植被恢復礦區生態環境。3.4煤與氣體資源共采。在礦區開采過程中，往往會產生大量的氣體，如果不進行處理，會對環境造成污染，影響居民的健康和安全。例如，在煤炭開采過程中，往往會產生大量的瓦斯氣體，如果直接進行排放必然污染周圍空氣。因此，開采單位需要回收利用瓦斯，將綠色開采技術引入采礦工程中。第一，同時采集煤炭固體與瓦斯氣體，在煤炭被采出后，會釋放瓦斯氣體，采用煤炭與瓦斯共采技術，實現瓦斯與煤炭資源共同開發；第二，在煤炭開采前，提前抽采采區覆巖中不同賦存形態的瓦斯氣體，達到煤炭資源和瓦斯分別開采的目的。同樣，針對其他可利用的氣體資源，也可采取類似的方法，降低氣體對環境的污染，提高環境保護效果。

4結語

淺埋煤層開采引發的地表沉陷、水土流失、生態環境破壞、地下水資源污染等諸多問題，更加凸顯了淺埋煤層的綠色開采技術對我國經濟發的展重要作用。在淺埋煤層開采的過程中，采取綠色保水開采、科學充填、土地復墾等先進采礦技術，改變原有的粗放開采方式，提高礦區開采過程中的資源利用效率，在減少環境污染的同時，帶動煤炭企業經濟的綠色可持續發展。

參考文獻

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作者:劉東 李瑞 王守印 單位:1.神木市孫家岔中心煤管所 2.陜煤集團神木張家峁礦業有限公司