采礦工程中綠色開采的應用探究

孫法東 張磊 王業亮

摘 要：現階段，隨著我國經濟社會的不斷發展與進步，人們對于各種能源的需求越來越高的同時，人們也加大了對環境保護問題的關注力度，從而使得人們對于采礦工程中所采用的技術也加大了其重視程度。不僅僅是煤炭的開采，同時各類金屬類的開采也同樣面臨著極大的困難和嚴峻的挑戰。隨著采礦量的不斷增加，其中也暴露出了諸多問題急需解決，例如目前由于采礦工程所帶來的的環境破壞問題，更應該引起相關部門的重視程度。合理的采用綠色開采模式是未來采礦工程得以順利發展的趨勢之一，其也值得我們更加深入的進行探討和分析。基于此，本文對采礦工程中綠色開采的應用進行分析。

關鍵詞：采礦工程；綠色開采；技術；應用

1采礦工程應用綠色開采的意義

礦產開采過程中，一系列因開采而造成的環境問題往往都是由采礦技術導致的，例如由于破壞原始覆巖層結構而導致水體污染，降低土壤質量，造成地面沉降，破壞地表景觀等。綠色開采技術的應用，能夠保護地下水資源，實現保水開采；減少因開采而導致的地表沉陷，避免對地面建筑造成破壞，實現減沉開采；減少煤礦矸石的排放，避免矸石堆積，實現矸石減排。由此可見，綠色開采技術的應用，能夠提升采礦工程環境效益，促進采礦工程實現經濟效益與社會效益的共贏。

2采礦工程中的綠色開采技術及其應用

2.1煤礦采空區充填技術及其應用

煤礦開采過程中，由于煤體和煤矸石被開采移出，使地下形成空洞或空腔，造成地面沉降或地表坍塌，導致環境的破壞。傳統的采空區充填技術主要有矸石帶狀充填、矸石自溜充填、水力充填、風力充填以及灰煤粉充填等。矸石帶狀充填通過沿工作面砌筑矸石帶，達到充填支撐作用，但是其工作量大，充填效率較低；矸石自溜充填設備簡單、材料要求低，但充填效果差；水力充填效果好，但對設備和材料的要求較高；風力充填較水力充填系統簡單，但充填成本高，效果不及水力充填；粉煤灰充填強度較低，而且會對環境造成二次污染。

融合綠色開采技術的新型采空區充填技術，從提高充填效果、注重資源回收循環利用以及環境保護等目標出發，在傳統充填技術上做了較大的改進。采空區冒落矸石空隙注漿膠結充填技術，利用冒落帶的特點，在冒落矸石間的空隙沒有被壓實之前，通過鉆孔向離層注入具有固化功能的細粒漿體，充填后的漿體與冒落矸石膠結，從而達到支撐上覆巖層的目的。交替膠結充填也被稱作膏體膠結充填，將矸石、粉煤灰、工業爐渣及河沙等材料混合，加工成膏狀漿體，通過充填泵輸送至地下的采空區，從而達到充填支撐的效果。

2.2保水開采技術及其應用

保水開采技術的施工原則是在對礦產資源進行開采前就詳細調查礦產周邊水資源的分布情況，然后科學、合理地對開采范圍進行選擇。如果施工范圍內含有隔水層或是含水層，并且無法避開，那么要先對地下水位的下降規律以及煤層采動覆巖的破壞特點進行認真分析，并在開采過程中設置防水煤巖柱，將保水采煤的技術貫徹落實到開采過程中，比如底板加固保水，降低導水斷裂帶高度、煤層長壁工作面淺埋保水等。以往在對地下礦產資源進行開采的過程中，由于技術手段落后，環保意識不強，不僅地表環境遭到損毀，很多珍貴的地下水資源也遭到破壞和污染。為了使水資源得到有效保護，在采礦工程中，我們應當充分認識到保護水資源的重要性，加強環保意識，對涉及地下水資源的開采工程要積極采用綠色開采技術來降低對水資源的破壞程度。對開采技術和工藝進行完善和優化，將保水技術進行恰當的應用是對水資源進行保護的一種有效措施，除此之外，我們還應當對水資源的直接保護措施也予以足夠的重視。地面灌漿技術可以形成一層地下水的保護結構，有效避免水資源遭受采礦工程的施工影響，進而起到保護水資源免受污染的作用，同時也能防止地下水結構被破壞。

2.3煤炭和瓦斯的共采技術及其應用

瓦斯是一種有毒氣體，當氣體達到一定濃度時，可以使人窒息；它還具有可燃性，容易燃燒甚至爆炸；同時它也是導致溫室效應的主要因素。但瓦斯也并非一無是處，如果可以將其資源化，同樣可以為我所用。因此，在煤礦開采工程中，我們可以采取以下技術來有效降低瓦斯所產生的危害。如果我們可以在煤炭開采之前就利用抽采技術，將瓦斯氣體從煤層中抽離出來，那么就可以大大提高采煤工程的安全性，降低安全事故的發生率。但由于我國煤礦資源具有煤層滲透率低且變化程度高的特點，因此要想在開采前對瓦斯進行預抽還存在較大的技術困難。煤炭和瓦斯共采技術是目前一種可行性比較高的開采技術，它是利用圍巖壓力會因煤炭的開采而大大降低的契機來進行瓦斯抽取的。當煤炭開采后，圍巖壓力降低，巖層的移動會使滲漏率增加，采空區便會有大量的瓦斯氣體被釋放，這時再對其進行抽取便會容易得多。廢棄礦井的煤層中也含有很多瓦斯氣體，我們可以根據巖體內裂隙場的分布情況將廢棄礦井中的瓦斯氣體抽出。

2.4煤矸石填充支護技術及其應用

煤礦開采過程中所產生的煤矸石過量堆積會造成土地資源無法合理利用。采用煤矸石填充支護技術可以有效的降低煤矸石的排量。該技術的主要實現原理是，通過奇數點分順槽低橋墩進行填充，并且橋墩之間的空隙用注漿進行相應的填充，從而可以將煤矸石充分運用起來。但是，在采用該方法對煤矸石進行利用的過程中，首先要做的是對煤矸石進行相應的篩選，并且將篩選出來的煤矸石進行一定的粉碎再利用。通過該技術可以有效解決煤矸石的排放問題，有效降低安全事故發生概率的同時也降低了地面下沉問題的發生。

2.5煤炭地下氣化技術及其應用

相對于傳統的采煤工藝來說，煤炭地下氣化技術是具有革命性的創新技術。這一技術主要是通過熱化學反應將煤炭直接在地下轉換成可燃性氣體，同時還要設置有效的污染控制措施來減少對環境的危害。對于這一技術來說，可以極大地改善煤礦開采的環境以及所要用到的機械化程度，這是對于未來煤礦開采技術要重點研究的方向。

2.6無煤柱開采技術及其應用

無煤柱開采技術，是在前一個開發區域的輸送巷下面，預留一條充填帶，在開采下一個階段材料巷時，可以沿著預留的充填帶，而不需要再預留煤柱，從而實現無煤柱開采。無煤柱開采的關鍵在于構建注漿填充系統，主要設備，如車場和攪拌站應置于井下，注漿泵硐室置于回風巷的上面，保證攪拌、泵送和填充的不間斷作業。此外，預留充填帶的設計要根據充填帶的凝固時間、礦壓及工作面輸送巷長度等，嚴格控制充填帶的規格。

結語

綜上所述，我們通過以上對采礦工程中綠色開采技術的相關應用分析，知道了我國要想走可持續發展的道路，就必須在進行資源開采的同時保護好我們的環境，切不能以犧牲環境為代價盲目的追求經濟利益。而本文也對上述問題做出了很好的分析說明，這是我們每一個礦區都應該密切關注的，每個礦區都應該結合自己的實際情況去積極的研究、探討適合自己的綠色開采技術，因為這不僅僅是資源開采的問題，這也是為我們的子孫留住綠水青山的有效途徑。

參考文獻

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[2]鄭媛.采礦工程中綠色開采技術的研究分析[J].機械管理開發，2016，31（09）：173-174.

作者簡介

第一作者：姓名：孫法東 身份證號碼：370481197209232319

第二作者：姓名：張磊 身份證號碼：370406199201050018

第三作者：姓名：王業亮 身份證號碼：370404198209135019

（作者單位：漢諾聯合集團有限公司）