采礦工程中的綠色開采技術研究

吳紅云，李 斌，李文相，常呂奎

（永善金沙礦業有限責任公司，云南 昭通 657309）

礦產資源是我國在經濟快速發展過程中的重要物資儲備，也是能源的重要獲取源泉。尤其是隨著近些年來我國城市化發展進程不斷加快，人們對物質和能源的需求量不斷加大，使得采礦行業得到了快速的發展。在這一過程中，采礦工程侵占了大量的土地，對周圍生態環境造成了破壞，甚至影響了周邊居民的正常生活。為了能夠使礦業發展與自然環境、生態發展相融合，我們需要將綠色開采技術應用在采礦工程中，使整個采礦行業的發展符合我國大力推行的綠色可持續發展的最終路線。

1 采礦對環境的影響

（1）破壞土地。在進行采礦過程中，由于很多礦物質深埋于地下所以不得不對地表植被進行破壞。由此而導致的水土流失問題非常嚴重，甚至會增加地表荒漠化的程度。而且在采礦過程中會造成大量廢棄物堆積在地表占用可用土地資源，造成土地資源的進一步浪費。同時采礦工程主要是以深挖的方式進行開采，造成地下挖空使得地表覆蓋層出現變形甚至下沉[1]。

（2）污染環境。在進行礦物質開采時會產生大量的有害氣體，如CO2、SO2、瓦斯等氣體，而CO2和瓦斯的大量釋放會導致溫室效應的增加進一步造成環境的惡化。尤其是瓦斯釋放之后所造成的溫室效應能夠達到CO2所造成影響的四到五倍。而開采過程中所釋放出的SO2氣體和雨水混合作用之后又會形成酸雨，隨著雨水的流入改變周邊土壤的酸堿屬性，對周圍植物和生物造成危害。

（3）破壞水資源。開采工程會導致區域內正常地下水位下降，同時也會對地下水資源造成污染。如果遇到開采區地表出現嚴重變形的情況還會因為地質結構改變而造成地下水水流流向出現變化，造成區域內河水干涸和進一步的污染。地表水是人們生活用水的主要來源，一旦遭到破壞就會直接影響到人們的正常生活同時也會對周邊的農耕作物產生影響。

2 綠色開發技術的應用

（1）矸石處理。在進行礦物質開采過程中必然會出現很多固體廢棄物。而這些廢棄物中主要的組成就是矸石。大量矸石的堆積不僅會污染地表環境而且矸石自身燃點較低，如遇到高溫還會出現自燃現象，進而對環境造成二次污染[2]。傳統的采礦技術并沒有針對矸石處理的技術措施，加劇了對周邊環境的破壞。

①通過引入綠色開采技術利用物理和化學方式來改變矸石的性質，從而降低矸石對周圍環境所帶來的影響。②對矸石進行處理的方式就是通過覆蓋來降低矸石裸露的面積，選取適當的覆蓋物對矸石廢棄物直接進行覆蓋，然后再介入科學的處理方式。從而對矸石所覆蓋區域進行復墾、復林達到最終恢復生態環境的目的。這種處理方式不僅能夠避免矸石對周圍空氣的破壞，同時能夠有效地對矸石所占區域進行利用。③對矸石進行綜合利用，一種方式是將矸石作為建筑類材料，一方面可以提高矸石的利用率同時能夠降低建筑工程的成本投入，另一方面又可以減少矸石所帶來的污染；第二種方式就是借助專業的設備器材提取矸石中所含有的金屬物質，以此方式來提高矸石所具有的經濟價值。

（2）瓦斯采集處理。在進行礦產資源開采過程中，必然會產生大量的瓦斯氣體。如果直接進行排放必然會造成對周圍空氣的污染同時加劇溫室效應。但是瓦斯又是一種清潔型的能源，傳統開采方式受到一定的技術限制導致大量瓦斯氣體不斷被排放，降低了瓦斯氣體的利用率，同時也對環境造成的污染。而現如今將綠色開采技術引入到采礦工程中，就能夠對瓦斯進行回收利用。目前所采取的方式主要分為兩種：一種是將煤炭和瓦斯共同進行采集，在開采煤礦之后巖石內部被掏空，導致巖石層壓力出現變化，這種壓力會致使大量的瓦斯氣體釋放，此時可以將瓦斯抽離達到煤礦和瓦斯共采的目的；第二種方式就是在開采前將瓦斯從礦層中分離，單獨進行瓦斯收集。無論是哪一種采集方式都能夠有效的緩解瓦斯排放之后所造成的溫室效應加劇的問題。

（3）保護水資源。保護水資源是開展綠色采礦工程技術應用的主要目的。首先是對礦區范圍內所分布的水資源進行前期調研，通過科學的可勘測和計量選擇合理的開采范圍。尤其是針對于隔水層或是含水層的開采區要注意避免將開采跨裂帶與水層的斷裂帶之間相交。當然還需要了解隔水層、含水層的覆蓋范圍，針對煤層的分布特點結合地下水的分布情況進行分析。如果遇到開采時周邊具有水層這需要設置防水煤巖柱等技術措施以降低開采對水層的破壞。

3 技術的應用

我們已經知道綠色開采技術能夠有效降低采礦工程對周圍環境的破壞，在確保施工質量的同時降低對周圍生態環境的破壞。在開展綠色開采技術的過程中，我們還會依據不同的施工情況采取不同的技術方法。

（1）矸石支柱。煤矸石充填技術能夠有效地降低開采煤礦時的煤矸石排放量，同時實現對開采區域進行填充支護的目的?，F階段我們主要是將煤矸石作為支柱填充物，經傳送設備將煤矸石傳送到填筑料中形成煤矸石混凝土，用于橋墩空間的注漿填充料。當然將煤矸石運用于填充料的技術還必須要對煤矸石進行篩選，而且在篩選過后粉碎篩選出的煤矸石。一方面降低了煤矸石的排放量，另一方面通過煤矸石填充能夠有效緩解地面下沉的問題。

（2）保水開采。保水開采的方式是目前在開采礦過程中所應用的一種綠色開采的技術方式，主要目的是在確保環境和地下水資源不受破壞的前提下最大化的開采煤礦資源。在進行技術應用過程中主要是利用獨特的采煤方式以及對地面進行灌漿的技術來降低采礦過程中對水資源的破壞。采取這種方式主要是由于傳統的采煤技術會忽視煤層對地下水的承載作用，在進行開采時對巖層造成了破壞，導致地下水位下降進而影響地下水分布。而通過保水技術的應用能夠有效地避免在開采煤炭時出現與水文地質結構層的破壞，進而起到對水資源保護的作用。

4 結語

礦業的發展對我國經濟的提升有著非常重要的促進作用，但由此而帶來的環境污染和生態破壞也日益家具。所以在發展礦業的過程中我們必須注重采礦工程與生態環境之間的和諧發展，通過融入綠色開采技術來改變原有采礦工程中的粗放式的發展模式。通過引入新的技術來保障礦區周圍生態環境，帶動礦業獲得經濟的進一步發展。