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(yè)對于國家的能源事業(yè)發(fā)展和經(jīng)濟建設有著巨大作用，隨著社會生產(chǎn)力的進步，礦產(chǎn)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(chǎn)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(huán)境也造成了嚴重影響，隨著采礦工程的發(fā)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(chǎn)資源的開采工作，對于能源行業(yè)的發(fā)展、環(huán)境問題的治理以及可持續(xù)發(fā)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(fā)展、提高能源行業(yè)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(huán)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(xiàn)綠色的可持續(xù)發(fā)展?？梢钥闯?，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(jié)約能源、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)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(jīng)濟水平的提高，能源行業(yè)在經(jīng)濟發(fā)展中的地位逐漸凸顯，能源行業(yè)為經(jīng)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?shù)氐牡刭|土壤不可避免的會造成一定的破壞，其環(huán)境影響主要表現(xiàn)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(jù)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(xiàn)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(jù)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(fā)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(tài)破壞，改變周圍的生態(tài)系統(tǒng)。目前水資源受到采煤活動影響最嚴重的地區(qū)主要是西北內陸，由于當?shù)乇旧碛胸S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(yè)的同時還會產(chǎn)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(huán)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(huán)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(huán)境和人體呼吸系統(tǒng)[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(huán)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(qū)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(fā)生的概率，無論是經(jīng)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(qū)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(qū)域，很容易發(fā)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(xiàn)象，將采煤過程中產(chǎn)生的不需要的巖石用于填充采煤過程中留下的空白區(qū)，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(jié)約了資源，提高了工作效率，同時還對保護環(huán)境有益。

（4）煤巷支護與矸石處理技術

傳統(tǒng)采煤產(chǎn)量低下的原因在于開采過程中使用的巖巷會產(chǎn)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(huán)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(chǎn)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(chǎn)生的廢棄物，同時又有利于環(huán)境保護和提高產(chǎn)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(jīng)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(jīng)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(huán)境污染問題一直得不到改善。而煤炭地下汽化技術是根據(jù)熱力學原理，直接在地下對煤炭進行汽化操作，將固態(tài)的煤炭轉變?yōu)槊簹猓槐貙⒚禾块_挖出來。相比于傳統(tǒng)的采煤工程，煤炭地下汽化技術對節(jié)約人力物力、降低對土地資源的占用、保護生態(tài)環(huán)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(chǎn)生的有害氣體、環(huán)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(tài)環(huán)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(jù)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(huán)境的影響，真正實現(xiàn)綠色開采，確保可持續(xù)發(fā)展。