露天煤礦綠色開采技術研究

段鵬

摘 要：煤炭資源屬于不可再生資源，對于我國國民經濟的發展具有重要影響。如何在確保煤炭開采量能滿足國民經濟發展需要的前提下盡量減少煤炭開采對生態環境的破壞成為人們關注的重點。本文將結合露天煤礦開采的實際情況，開展有關露天煤礦綠色開采技術的研究。

關鍵詞：露天煤礦；綠色開采；技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.064

1 露天煤礦開采對生態環境的影響

露天煤礦開采的過程就是將大量巖石搬運轉移的過程，這本就是對自然環境進行破壞的過程。由于社會的發展需要大量的能源，進行煤礦開采是必須的。但人們在開采過程中只關注經濟效益，使用的開采方式不合理，給自然生態環境造成了不可挽回的破壞。露天煤礦開采對生態環境的破壞主要集中在下述幾個方面。

1.1 露天煤礦開采對土地資源的影響

露天煤礦開采對土地資源的影響主要表現在兩個方面。第一，就是煤礦開采過程會對土地原始地表層產生影響，一方面開采地表的巖石會破壞原有的巖石結構，更有甚者會影響巖石結構的穩定性，造成巖塊滑落現象，另一方面開采地表的巖石會破壞地表植物，造成土地沙化現象嚴重，致使出現水土流失的現象；第二，礦產開采過程還會產生大量的剝離物，一般會將這些剝離物放置在采礦區周圍，長時間的堆積會造成對土地的擠壓，同時長時間受到風雨侵蝕，會使剝離物中的重金屬元素和土地中的元素進行反應，出現土地酸化或鹽堿化，影響礦區農作物的生長，甚至會使礦區耕地荒廢。

1.2 露天煤礦開采對礦區空氣的影響

露天煤礦開采過程需要進行爆破作業，這個過程會產生大量污染空氣的物質，通過對礦區空氣進行監控發現，礦區大氣中的主要污染物有粉塵、煙塵和其它有毒有害氣體。進行爆破作業會產生大量污染空氣的物質，礦區的大規模的運輸、采裝和排土作業也會影響空氣質量。其中，粉塵主要是露天采礦過程中爆破和運輸作業產生的；而有毒有害氣體的產生與開采出的煤長期暴露在空氣中有關，這些煤中含有易燃物質，長時間暴露在空氣中就會自燃，從而產生有毒有害氣體。這些粉塵、煙塵和有毒有害氣體不僅會污染開采區，還會隨著空氣的流動向外擴散，從而影響整個礦區甚至是礦區所在地區的空氣質量。

1.3 露天煤礦開采對水資源的影響

露天煤礦開采對水資源的影響主要表現在兩個方面：第一，是露天煤礦開采過程中會進行疏干排水，這會改變礦區地下水的流勢和補水排水條件。同時還會打破水資源在大氣和地下之間循環的平衡，輕則會影響當地的降雨，重則可能會造成當地水資源枯竭，并在短時間內無法復原；第二，就是露天煤礦開采過程中會進行排水，如果礦區排放出去的水沒有經過廢水處理就直接外排，會嚴重污染當地的水資源，影響當地的飲用水和灌溉水使用。

1.4 露天煤礦開采容易誘發地質災害

礦區原本的地質結構比較穩定，一般情況下是不會發生嚴重的地質災害的。但是一旦經過人為的開采過程，就會對礦區的地質結構造成破壞，誘發地質災害。煤礦和其它礦產不一樣，在進行煤礦開采的過程中一般使用采場邊坡或排土場邊坡，而煤礦邊坡大多為土質的或者軟巖石質的，這些類型的邊坡很難進行有效的維護，在煤礦開采過程中，很容易受到機械振動、水體流動等因素的影響而出現泥石流、塌陷等地質災害。這樣嚴重威脅煤礦開采作業的安全性和穩定性。

2 露天煤礦綠色開采技術的概念和主要內容

2.1 綠色開采的概念

所謂綠色開采就是在礦產資源開采的過程中，通過科學的指導和合理的布局盡量減少礦產資源開采過程對周圍自然生態環境的影響，其實施的根本性目的就是在確保經濟效益最大化的同時，也要關注礦產資源開采的社會效益和生態效益，要實現礦產資源開采的可持續發展。

2.2 露天煤礦綠色開采的主要內容

第一，要合理選用開采工藝和設備型號。選擇露天煤礦開采的工藝和設備型號是進行煤礦開采準備工作中的重點內容。選用開采工藝和設備型號是否合理不僅會影響煤礦開采的成本，同時也會對開采的效果和效率產生影響。煤礦開采作業對于能源的消耗較大，在選用開采工藝時除了要綜合考慮礦區的自然條件、資金投入、生產規模等因素外，還要將開采過程的能源消耗考慮進去，盡量選用能源消耗小的開采工藝。選用開采設備時，一方面要考慮到開采設備的工作效率、與礦床條件的適用情況等因素，另一方面還要考慮到這些開采設備彼此之間的匹配性問題，不能單以一個設備的工作效率為選擇的依據，要以提高整體開采設備的工作效率為依據進行選擇；

第二，要使煤炭資源回采率達到最大化。煤炭資源回采率最大化是煤礦綠色開采概念中關注的重點。為了實現煤炭資源回采率最大化要做到下述幾點：首先，要選擇合理的采煤方法，這是提高煤炭回采率的關鍵環節；其次，在開采近水平煤層的露天煤礦時，要選用頂板露煤和傾斜分層相結合的方式，在回采前要進行煤面清掃；最后，在開采傾斜煤層的露天煤礦時要使用頂板露煤；

第三，要優化露天煤礦的運輸系統。運輸系統是連接煤礦開采各個環節的紐帶，是實現綠色開采必需要研究的內容。進行運輸系統優化的目的有兩個，一個就是要減少運輸過程對環境的污染，在運輸的過程中可以根據礦區的實際情況采取相應的措施減少運輸過程對環境的污染；另一個就是通過優化運輸系統，縮短運輸距離，減少運輸時間，從而實現降低運輸成本、提高運輸效率的目標。運輸系統的優化可以從選取合理的運輸工具和運輸路線入手；

第四，對煤礦開采過程進行數字化管理。隨著現代科學技術的發展，信息技術、智能化技術逐漸普及到各行各業，煤礦開采也應緊隨時代發展的步伐，加大對計算機技術、信息技術的應用。對煤礦開采過程進行數字化管理就是指通過計算機技術實現對礦區開采、生產、經營和管理過程的進行統一化管理目標，并以數字形式展現各個過程管理的成果，便于人們發現其中存在的問題；

第五，做好環境保護工作。為了減少煤礦開采過程產生的有毒物質對礦區環境的污染，應對污染物進行有效的處理。首先，要在生產過程中盡量減少污染物的排放，這需要按照上文所述的內容對煤礦開采的各個環節進行有效的管理。其次，對于沒有辦法完全消除的污染物要進行清潔處理后在外排，如開采過程產生的廢水要凈化后再排入到當地的水系統中。最后，要對礦區周圍環境進行監管，及時發現安全隱患，避免帶來更大的損失，如要注意防火，避免和礦區的煤發生反應產生有毒有害氣體。endprint