煤礦環(huán)保技術(shù)在綠色礦山建設(shè)中的應(yīng)用研究

劉尊杰

山東省能源安全調(diào)度中心 山東 濟(jì)南 250014

引言

在煤礦開采過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，隨著現(xiàn)代化綠色礦山建設(shè)的提出，如何促進(jìn)煤礦開采的科技進(jìn)步和生態(tài)文明，降低環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)綠色礦山技術(shù)已成為當(dāng)前煤礦行業(yè)的發(fā)展方向，也是與當(dāng)前環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)的發(fā)展策略。綠色礦山可以更加科學(xué)地對(duì)礦山開采技術(shù)進(jìn)行規(guī)范化管理，采用多樣化的選煤技術(shù)，通過(guò)潔凈的生產(chǎn)方式，從而實(shí)現(xiàn)采煤、選煤過(guò)程中保護(hù)自然環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境的協(xié)調(diào)。我國(guó)是資源大國(guó)，也是人口大國(guó)，我國(guó)的煤礦開采數(shù)量始終在世界前列，然而，資源消耗也始終位于世界前列，如何從傳統(tǒng)采煤技術(shù)逐漸過(guò)渡到綠色采煤技術(shù)，減少對(duì)環(huán)境的破壞，保護(hù)地質(zhì)環(huán)境，促進(jìn)煤礦開采與生態(tài)的和諧發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)前煤礦工作人員必須面對(duì)的問(wèn)題。本文認(rèn)為，只有通過(guò)綠色礦山技術(shù)，才能夠真正地將環(huán)保技術(shù)應(yīng)用到采煤挖礦的行動(dòng)中來(lái)，真正促進(jìn)煤礦行業(yè)的綠色發(fā)展。

1 煤礦環(huán)保技術(shù)應(yīng)用的必要性

1.1 緩解煤礦開采的

煤礦開采不可避免地影響著周圍居民的生存環(huán)境，比如地質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞，影響了周圍居民的土壤環(huán)境水資源。大氣質(zhì)量污染則影響了人們的空氣環(huán)境，礦山開采不可避免地遇到各種難以評(píng)估的問(wèn)題，傳統(tǒng)的礦山開采重視經(jīng)濟(jì)效益，然而環(huán)境效益根本無(wú)法保障煤礦開采會(huì)對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成很大影響。嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)鹕襟w滑坡地表塌陷水土流失等。因此。只有發(fā)展綠色環(huán)境，才能避免給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)威脅。保護(hù)好人們的居住環(huán)境，實(shí)現(xiàn)煤礦開采與人們的和諧發(fā)展。

1.2 符合綠色環(huán)保的需要

綠色礦山建設(shè)可以很好地協(xié)調(diào)好生態(tài)環(huán)境與礦山資源開發(fā)的關(guān)系，促進(jìn)煤礦行業(yè)的健康發(fā)展。煤礦環(huán)保技術(shù)是推進(jìn)綠色礦山建設(shè)的有效手段，所謂的煤礦環(huán)保技術(shù)有別于傳統(tǒng)的煤礦開采，綠色礦山技術(shù)主要立足于環(huán)境保護(hù)的角度，采用多種方式來(lái)保護(hù)煤礦開采過(guò)程中造成的環(huán)境污染。比如在煤礦開采過(guò)程中采用綠色開采技術(shù)，在瓦斯治理過(guò)程中，采用綠色技術(shù)，促使瓦斯能夠得到利用，在煤礦廢渣處理過(guò)程中，采用礦渣處理技術(shù)，可以將礦渣制成混凝土，有效運(yùn)用于建筑道路等工程中，也可以合理利用高科技手段，采用虛擬仿真技術(shù)和先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，契合綠色發(fā)展理念[1]。

2 煤礦行業(yè)對(duì)自然環(huán)境的影響

煤礦行業(yè)作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱，在發(fā)展的同時(shí)，對(duì)社會(huì)和環(huán)境也帶來(lái)了不良影響，比如我國(guó)山西地區(qū)作為煤礦大省，無(wú)論是耕地環(huán)境還是地下水資源環(huán)境都被嚴(yán)重破壞，大氣空氣質(zhì)量也都遭受到了不同程度的破壞。煤礦開采對(duì)自然環(huán)境的破壞主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 破壞了土地結(jié)構(gòu)

煤礦本身是由歷史多年積累而成的，因此，煤礦活動(dòng)必然要進(jìn)行地下開采，根據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，有90%的煤礦開采工作都是在地下空間完成的，以當(dāng)前的技術(shù)條件來(lái)看，在今后的很長(zhǎng)時(shí)間里，煤礦依然會(huì)采用地下開采的方法，然而，采用地下開采就不可避免的破壞地下地質(zhì)構(gòu)造，最常見(jiàn)的就是地表塌陷和煤礦采空區(qū)，一旦發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害，就很容易導(dǎo)致地下開采難度變大，煤礦開采隱患增多。隨著現(xiàn)代生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，人們?cè)絹?lái)越重視了綠色礦山的建設(shè)，如何在開采煤礦的同時(shí)，減少對(duì)地下結(jié)構(gòu)的破壞，往往需要煤礦工作者創(chuàng)新技術(shù)手段，優(yōu)化開采方式，降低對(duì)自然環(huán)境的影響。

2.2 對(duì)環(huán)境和水體的影響

人類的生產(chǎn)生活活動(dòng)離不開水資源，水資源是人類生產(chǎn)生活的重要角色，然而煤礦開采過(guò)程中往往會(huì)污染地下水環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成地下水突水事故，煤礦開采在地下進(jìn)行，在煤礦開采過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)污染地下水資源，造成地下水壓力的失衡，出現(xiàn)地下水流的紊亂，有時(shí)候出現(xiàn)水體滲漏，嚴(yán)重浪費(fèi)和污染的地下水資源，如果沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)的處理，往往會(huì)對(duì)地下土體造成污染，污染土壤。

2.3 對(duì)空氣的污染

煤礦開采后，需要對(duì)煤進(jìn)行運(yùn)輸，在運(yùn)輸過(guò)程中，從地下到地上，再加上汽車的存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)運(yùn)，往往會(huì)產(chǎn)生大量的煤塵，這些粉塵一旦進(jìn)入空氣，就會(huì)污染人和動(dòng)物的身體，造成一些塵肺疾病。不僅如此，煤礦在燃燒過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳，間接地造成溫室效應(yīng)，污染空氣[2]。

2.4 產(chǎn)生固體垃圾

煤礦開采過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的煤渣和固體垃圾，隨著我國(guó)煤礦開采量逐年上升，固體垃圾的數(shù)量堆積如山，嚴(yán)重危害了生態(tài)環(huán)境，煤礦燃燒之后的，礦渣也會(huì)造成環(huán)境污染，如果不進(jìn)行綠色治理很有可能影響人們的生活環(huán)境，因此一定要加強(qiáng)綠色礦山建設(shè)避免污染環(huán)境。

3 綠色環(huán)保技術(shù)在綠色礦山中的應(yīng)用

3.1 保水開采技術(shù)

保水開采技術(shù)是對(duì)煤礦周圍的水源進(jìn)行保護(hù)，其優(yōu)勢(shì)是盡可能最小的影響當(dāng)?shù)氐乃沫h(huán)境，在煤礦開采時(shí)保護(hù)水體，一般來(lái)說(shuō)，要對(duì)開采之后的地下水漏斗進(jìn)行分析，針對(duì)地下水漏斗附近的上覆巖層，全面分析其結(jié)構(gòu)，從而采用可行的實(shí)施對(duì)策，結(jié)合煤礦含水層的情況，尤其是煤礦周邊掩體、斷裂帶的發(fā)育情況進(jìn)行分析，采用合適的充填開采技術(shù)或分層開采技術(shù)，實(shí)現(xiàn)煤礦周圍土體的保護(hù)。

3.2 減沉開采技術(shù)

眾所周知，煤礦開采技術(shù)，一般會(huì)帶來(lái)地表塌陷的隱患，一旦地表出現(xiàn)塌陷，就很難恢復(fù)治理，因此，要想實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保，就必須采用復(fù)墾技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生物的復(fù)墾以及農(nóng)業(yè)的復(fù)墾，避免破壞的耕地遭到更大破壞。在具體的實(shí)施過(guò)程中，一般是挖深墊淺，通過(guò)人工或機(jī)械的方式，將沉陷區(qū)進(jìn)行挖掘，然后灌入積水，從而進(jìn)行養(yǎng)魚和灌溉，或者對(duì)煤礦開采區(qū)墊入泥土，從而將煤礦開采區(qū)的土地打造成水田，這種方法是處理煤礦塌陷區(qū)的主要思路，不僅實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，也節(jié)約了成本，減少了投資，操作較為簡(jiǎn)單，推廣性較強(qiáng)[3]。

3.3 先進(jìn)的選煤技術(shù)

由于煤炭環(huán)境的污染很大程度上取決于選煤技術(shù)，傳統(tǒng)的選煤技術(shù)往往忽視了二氧化碳和煙塵的危害，導(dǎo)致有害氣體污染環(huán)境，國(guó)內(nèi)的選煤脫硫技術(shù)不斷的優(yōu)化和更新，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)原煤入選率僅僅在50%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家的選煤技術(shù)。因此，我國(guó)的選煤空間還很大，優(yōu)化空間還很大。從煤礦開采過(guò)程中，一般來(lái)說(shuō)采用三種方法進(jìn)行選煤，其中，浮選和重介質(zhì)選煤，是我國(guó)常用的選煤方式，可以很好地降低煤炭中的氧化鎂和含硫物質(zhì)，然而，我國(guó)的重介質(zhì)選煤，大部分的選煤設(shè)備磨損較嚴(yán)重，雖然采用自動(dòng)化，然而回收介質(zhì)都有一定難度。浮選更多的是對(duì)煤炭小顆粒進(jìn)行分選，這種技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)是在于對(duì)浮選劑的選擇，如果可以很好地選擇浮選劑，就可以節(jié)約煤炭的成本，達(dá)到治理效果。

3.4 煤礦礦渣技術(shù)的治理

在采煤過(guò)程中，往往會(huì)產(chǎn)生較多的煤礦廢料，這些固體廢料如果不及時(shí)處理，很有可能造成自然環(huán)境的污染，然而如何對(duì)廢料進(jìn)行處理，其技術(shù)也非常關(guān)鍵。比如可以將廢料轉(zhuǎn)化為其他能源的原料，經(jīng)過(guò)處理，通過(guò)一些微量元素提取，從而將這些物質(zhì)應(yīng)用于農(nóng)作物生長(zhǎng)上，這些手段可以促進(jìn)廢料直接排放到自然環(huán)境中，降低環(huán)境污染的成本。以瓦斯為例，瓦斯是煤炭生產(chǎn)中的最主要廢氣來(lái)源，尤其是煤礦開采過(guò)程中的瓦斯爆炸，給煤礦開采帶來(lái)了很大的安全隱患，瓦斯的治理同時(shí)也包含了瓦斯的使用，瓦斯作為一種新型能源，如果能夠有效利用的話，也可以產(chǎn)生一定的生態(tài)效益，實(shí)現(xiàn)煤礦開采的綠色健康發(fā)展。

3.5 礦區(qū)數(shù)字化建設(shè)

綠色礦山建設(shè)是未來(lái)的發(fā)展方向，然而這種建設(shè)應(yīng)以科技創(chuàng)新為主，通過(guò)推動(dòng)礦山數(shù)字化建設(shè)，加強(qiáng)模式創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和技術(shù)創(chuàng)新，打造一批高學(xué)歷、高素質(zhì)具有環(huán)保意識(shí)的專業(yè)技術(shù)人員，有效運(yùn)用煤礦環(huán)保技術(shù)，更好地服務(wù)綠色礦山。比如采用數(shù)字化開采系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煤礦開采的三維模擬，同時(shí)以人工智能為依托，實(shí)現(xiàn)地下礦井的仿真技術(shù)，模擬采礦工作環(huán)境，采用數(shù)字化瓦斯治理方法、數(shù)字化頂板控制技術(shù)等，這些都是未來(lái)綠色礦山開采的方向。只有煤礦開采工作者長(zhǎng)期地進(jìn)行實(shí)踐和探索，促進(jìn)煤礦企業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，才能實(shí)現(xiàn)礦山數(shù)字化的建設(shè)目標(biāo)[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綠色礦山需要政府、社會(huì)和煤礦管理部門的配合，也需要社會(huì)公眾的監(jiān)督，煤礦企業(yè)更應(yīng)該以身作則，在煤礦開采中強(qiáng)化綠色環(huán)保的理念，積極進(jìn)行科技創(chuàng)新，推動(dòng)煤礦環(huán)保技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)煤礦資源的高效開采，生態(tài)環(huán)境保護(hù)部門也應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)煤礦的監(jiān)督，引導(dǎo)煤礦企業(yè)不斷采用新的科學(xué)技術(shù)，促進(jìn)先進(jìn)的環(huán)保技術(shù)來(lái)保護(hù)煤炭開采環(huán)境，如果發(fā)現(xiàn)煤礦有違背綠色礦山的行為，應(yīng)立即進(jìn)行制止，從而實(shí)現(xiàn)綠色礦山的建設(shè)和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和效益的雙豐收。