試析采礦工程中綠色開采技術的相關應用

楊 磊

（中煤科工集團北京華宇工程有限公司，北京 100120）

采礦行業對于國家的能源事業發展和經濟建設有著巨大作用，隨著社會生產力的進步，礦產資源的消耗也在不斷加速，在采礦過程中的煤礦、金屬和非金屬為了滿足社會生產需要而被大量開采。但是落后的開采技術一方面影響著開采效率，另一方對環境也造成了嚴重影響，隨著采礦工程的發展，綠色開采也進入了人們的視野，如何合理的、科學的進行礦產資源的開采工作，對于能源行業的發展、環境問題的治理以及可持續發展有著重要意義。

1 綠色開采技術的價值

綠色開采技術在采礦工程中有著廣泛的應用，主要原因在于其推廣度和覆蓋面較大，綠色開采技術的應用對于提高采礦效率、促進社會發展、提高能源行業改革有著積極的作用。特別是在煤炭開采方面，綠色開采技術一方面能夠降低煤礦開采對環境帶來的破壞影響，另一方面能夠提高煤炭采集的效率，實現綠色的可持續發展。可以看出，將綠色開采技術應用到采礦工程中，能夠讓煤礦資源的開采變得更有效率，同時降低造成的負面影響，對節約能源、實現可持續發展有著重要意義。因此，綠色開采技術在采礦工程中有著廣泛和實際的應用價值[1-3]。

2 采礦工程引起的問題

隨著我國國民經濟水平的提高，能源行業在經濟發展中的地位逐漸凸顯，能源行業為經濟建設提供了極大的推力。但是當采礦工程在開采中取得巨大資源的同時，也伴隨著一系列的負面影響，而在煤炭資源的開采中，分別對土地、水資源以及空氣三個方面造成了破壞，下面簡單對其問題進行說明：

（1）土地資源方面的問題

在開展煤礦資源開采的過程中，對當地的地質土壤不可避免的會造成一定的破壞，其環境影響主要表現為水土流失、廢棄垃圾污染土壤、土地荒漠化或者呈龜裂狀，并且據調查顯示目前土地荒漠化速度和污染程度還在不斷提高，所以現在在開采煤礦資源的時候必須要對廢棄物進行處理，但即使如此，處理這些天量的廢棄物不僅要耗費大量的人力財力，還要占據大面積的土地完成處理，實際上也浪費了土地資源。

（2）水資源方面的問題

采煤活動勢必會對地下水資源造成影響，使得地下水冒出地面或者水位下降。在實際采煤過程中，地表會因為地下水被破壞而使得地表土壤發展變形，影響地下水的流向和徑流量，嚴重的還會造成某些河流流量降低甚至斷流、湖泊水位下降退化為沼澤，造成嚴重的生態破壞，改變周圍的生態系統。目前水資源受到采煤活動影響最嚴重的地區主要是西北內陸，由于當地本身有豐富的煤礦資源，同時氣候干旱，海拔較低，開采過度等因素導致水資源受到嚴重的破壞。

（3）大氣污染方面的問題

進行采煤作業的同時還會產生大量的有毒有害氣體，其中SO2，CO以及CO2和其他氮氧化物對環境的影響最大。而CO2是造成溫室效應的罪魁禍首，并且CO由于是氣體與氧氣混合燃燒很容易完全燃燒，生成更多的CO2，排放出更多的CO2，而SO2則是形成酸雨、腐蝕建筑物、改變土壤酸堿度的重要原因，而氮氧化物本身具有極強的毒性，對環境和人體會造成嚴重破壞，并且對空氣的污染更甚于其他氣體，直接威脅城市環境和人體呼吸系統[4,5]。

3 綠色開采技術在采煤活動中的應用

（1）保水開采技術

水資源的流向和徑流量會在采煤活動中受到影響，地質結構的破壞和土壤上層的破壞會使得地下水向下流失，造成水資源的浪費和土壤的進一步軟化。保水開采技術能夠在采煤活動中有效保護水資源，并且還能使得礦井水和地下水資源得到充分的利用，尤其是在原本就干旱缺水的地方有著重要實用價值，而在水資源較為豐富的地方也能夠確保采煤活動的順利開展，避免水資源的污染，主要是對土壤進行重新壓實確保土質密實，避免地質結構中裂縫的形成。

（2）煤與瓦斯共采技術

由于礦井中含有大量的易燃易爆氣體，因此含有巨大的安全隱患，但是在采煤過程中一般只進行簡單的抽放，而瓦斯氣體本身是一種燃燒充分、放出熱量大、燃燒后危害較小的環保能源。煤與瓦斯的共采技術的原理是利用采煤過程中對煤礦區域結構的改變，提高煤層的滲透率，從而對瓦斯進行降壓，使得瓦斯的抽采變得更加容易，同時進行煤礦資源的采集和瓦斯的抽采，使得采煤效率提高，瓦斯也得到更好的應用，并且降低了安全事故發生的概率，無論是經濟效益還是安全方面都是大有裨益的。

（3）充填開采技術

采煤活動中還會對開采區域的土壤和巖石結構造成破壞，開采用的巷道和礦井在開采結束后會成為巨大的空白區域，很容易發生沉降和崩塌，不僅會對采煤活動造成影響，還會帶來極大的安全隱患。而通過充填開采技術能夠有效防止類似現象，將采煤過程中產生的不需要的巖石用于填充采煤過程中留下的空白區，一方面防止了地面沉降和塌陷的情況，另一方面又就地取材，節約了資源，提高了工作效率，同時還對保護環境有益。

（4）煤巷支護與矸石處理技術

傳統采煤產量低下的原因在于開采過程中使用的巖巷會產生許多煤矸石，煤矸石的堆積既浪費了土地資源，還污染了環境，又降低了工作效率。而煤巷支護技術完全能夠代替巖巷，有效減少采煤過程中產生的煤矸石，提高采煤的效率。開采達到一定深度后必須采用更加高效的采煤方式，這就要求既能夠方便處理開采過程中產生的廢棄物，同時又有利于環境保護和提高產量，而煤巷支護技術完全可以滿足這些要求。

（5）煤炭地下汽化技術

煤炭作為一種化石燃料和不可再生能源，在各方面都有巨大的需求，但是煤炭本身的燃燒效率不高，經常燃燒不充分造成資源浪費。而煤炭氣化能夠直接將煤炭轉化為煤氣，提高能源的使用效率。以往的采煤技術是將地下的煤炭經過開采后運送到需要的地方使用，過程中的人力物力成本，以及運輸和燃燒過程中造成的環境污染問題一直得不到改善。而煤炭地下汽化技術是根據熱力學原理，直接在地下對煤炭進行汽化操作，將固態的煤炭轉變為煤氣，不必將煤炭開挖出來。相比于傳統的采煤工程，煤炭地下汽化技術對節約人力物力、降低對土地資源的占用、保護生態環境都有巨大的幫助。但是當前煤炭汽化還存在一定的不足，比如燃燒產生的有害氣體、環境污染、燃燒釋放的能量不高等問題還有待解決。

4 結語

總的來說，我國的采礦工程對生態環境不可避免的造成了一定的破壞，因此在實踐過程中我們更應當根據開采特點進行全面分析，積極倡導綠色開采，不斷革新技術，通過改進采煤技術來降低對環境的影響，真正實現綠色開采，確保可持續發展。