綠色開采在采礦工程中的重要應用

謝家旺

（河北峪耳崖黃金礦業有限責任公司，河北 承德 067000）

現階段經濟社會的快速發展離不開各類支撐資源的開發和利用，我國礦產業也隨著各類需求的提升不斷加大著生產力度。然而，由于傳統的礦產開采工作受到開采技術手段的限制，生產過程中常常伴隨著大量的環境污染。不但嚴重破壞了礦區正常的自然生態鏈，更是影響采礦企業經濟效益的重要因素。要充分降低開采作業對環境造成的破壞程度，必須要加大綠色開采技術的發展與運用，提高礦產單位和施工人員對生態保護的重視程度，推進采礦行業的綠色化發展進程。

一、綠色采礦技術的概念和其運用的重要性

綠色采礦技術是由于人們對礦山環境問題的重視程度不斷加大，而發展起來的新型采礦技術。它有著非常明確的含義，要求以安全、經濟、環保的礦產開采手段進行礦產資源的開采，保障礦山開采作業的綠色、安全與高效。以此實現礦區周邊良好生態和礦產開采單位經濟效益的雙保障，推進礦產開采技術的現代化和行業的可持續發展。綠色采礦技術的重要性體現在三個方面。

（一）采礦工程節能減排的需要

傳統的采礦技術伴隨著大量的有害污染物排放，大量未經處理的污染物對礦區周邊環境造成了十分嚴重的影響。綠色采礦技術可實現污染物排放的有效控制，充分發揮生產廢料的利用價值。例如，伴隨著煤炭的開采過程會產生大量的煤矸石。作為一種生產廢料，煤矸石的隨意排放將會對環境造成嚴重的污染，必須對其排放進行嚴格的控制。在綠色采礦技術的采礦理念指導下，可利用煤矸石進行礦洞采空區的回填或將其作為支撐物料，充分發揮廢料的剩余價值。此外在采礦作業結束后，應有針對性地開展礦區土地的復墾工作，盡可能恢復礦區的自然生態和土地資源的利用率。

（二）有助于伴生資源的開發

在實際的采礦作業中，采礦作業開始前要提前對礦區地質條件進行詳細的勘探和測繪工作，特別是對礦層的水文情況要有科學而細致的把握。由于采礦作業會對地下水環境造成潛在的破壞，某些案例中甚至出現透水等嚴重的采礦事故，嚴重威脅采礦作業的安全。在以往的工程實踐中，通常未對礦井水進行有效的利用途徑開發，一般采用抽取外排的方式進行棄置處理。在綠色開采技術的應用中，重新發掘出礦井水的應用場景，實現了資源利用率的快速提升。同時，由于一般的煤礦中含有大量的瓦斯氣體，不但是威脅采礦作業生產安全的重大風險，隨意排放也會造成嚴重的大氣污染。綠色開采技術將實現對瓦斯氣的回收利用，降低礦業生產中的物資消耗。

（三）可有效保護采礦環境

在礦產開采中，由于礦區的占地范圍極大，相關工程車輛出入頻繁，將會對礦區周邊環境造成嚴重的破壞。在綠色開采技術的含義中，對礦區周邊環境的保護和修繕占據著非常重要的地位，可以通過相關綠色化技術降低礦產資源開采對周邊環境的污染。由于礦產開采會對地表或巖層造成結構性的破壞，不但會影響地下水的走向，嚴重時會造成采礦坑洞的塌陷，嚴重威脅周邊環境的完整性。因此綠色開采技術的應用有著極其重要的意義。

二、礦產開發對環境問題的潛在威脅

礦產開發對環境有著非常明顯的影響。相關統計數據表明，我國因礦產開采導致的土地沉陷總面積已經突破4000 公頃，同時煤礦開采也對水資源造成了嚴重的威脅，地下水系受到嚴重污染只是一個方面，此外礦區所在地區的地下水位也會因采礦作業的開展發生變化。自然環境與地下水的污染還不全面，生產過程中諸如二氧化碳和二氧化硫的排放也會導致空氣酸化和溫室效應。

三、礦產開采中綠色開采技術的應用方式

（一）充填采礦技術

綠色充填采礦技術提出的主要目的是為了在預防地表沉降的同時改善支撐礦柱的受力狀態，搭建結構穩固的向上回采的工作平臺。在具體的充填采礦技術實施過程中，通常采用工業固體廢棄物、煤矸石等材料進行回填和建筑作業，可以有效降低采礦作業的廢棄物排放和地表礦基沉降風險，保障礦產工區的安全，降低礦產過程中的資源浪費和環境污染。充填采礦技術在保護礦區地質生態環境的同時有效避免了人為因素導致的地質災害問題。礦產開采傳統方法不但會對礦區周邊環境造成嚴重污染，也會拉高生產成本，相比之下劣勢較為明顯。

從填充材料的角度對充填采礦技術進行分類，可以分為干式填充法、水力填充法、膠結充填法。三種方法之中干式填充法是最早被應用的方法，但也存在著生產效率低、勞動強度大、采礦成本高等明顯的缺點。要實現對充填采礦技術的合理應用，要遵循以下幾個步驟。第一，針對盤區和礦段開展階梯化礦體劃分；第二，修整采礦通道進行采礦環境再造；第三，要在人工頂住中預先留出一定數目的小井，為礦基填充、施工人員通行和通風設備留出必備的通道；第四，在底部的人工底柱上預制放礦口；第五，落礦回踩，將礦物資運送出礦井后通過預制的放礦口進行填充作業。

（二）地下水優化處理技術

由于礦區的采礦作業中需要及時將大量的水資源排出，嚴重威脅礦區周邊的自然生態環境，也會嚴重影響礦井內采礦工人的生命安全。大量的水資源浪費成為阻斷采礦作業物資循環的關鍵因素，如果可以對地下水進行一定程度的優化處理，可以實現較高程度的水資源循環利用。將地下水污水防治工作和煤矸石回填結合，將大大緩解采礦工區緊張的用水需求，同時大大降低對地下水資源的污染。

當前現行的地下水優化處理方法主要分為沉淀法、混凝沉淀法和混凝沉淀過濾法等，這三種方法各有具備針對性的應用場景。沉淀或混凝土沉淀處理技術適用于對污水進行預處理后直接排放的工作需求；混凝沉淀過濾處理技術適用于處理后作為生產用水的工作需求，此時還需對污水進行合理的消毒、凈化或淡化處理。

（三）節水技術

在實際工程開展過程中，大量開采地下水存在客觀層面的實際困難，也為礦產開采的成本控制帶來極大的風險。實際案例表明，隨著地下水的不斷外排，礦區周邊地下水出現水位下降、水污染加重等現象。在礦產開采中融合節水技術具有非常明顯的現實意義，特別是在某些存在嚴重缺水問題的礦產地區，節水礦產開采技術可以有效保障地下水的質量和可靠供應。

（四）共采技術

一直以來煤礦中的瓦斯問題都是礦產資源開采作業的嚴重安全威脅，瓦斯爆炸等現象常有發生。工程實踐中，礦產開采單位通常借助通風設備將礦井內的高濃度瓦斯排出礦道。這種方法雖然在一定程度上保障了礦產資源開采的安全性，但也隱含了嚴重的資源浪費現象。近年來，煤和瓦斯共同開采的理念在行業中逐漸發展起來。共采技術的核心理念可用一井三用來概括，是將煤炭開采的區域進行功能性的劃分，通過地面井對規劃區的瓦斯進行采集，采動區的地層壓力將在地面形成巨大的裂隙，便于瓦斯的采集。

結束語：現階段，我國礦產資源開采的技術和方法還有待改進。由于傳統的開采方法將對礦區環境和地下水系造成嚴重的污染，急需提出采用綠色開采的技術對采礦工程進行優化與提升。本文從綠色采礦技術的概念及其運用的重要性入手，簡述了傳統礦產開采方法中存在的巨大弊端，有針對性地提出了充填采礦技術、地下水優化處理技術、節水技術和共采技術等優化方法，為相關從業人員提供參考。