采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

高礦斌

（陜西陜煤澄合礦業(yè)有限公司，陜西 渭南 715200）

近些年我國非常重視資源利用和環(huán)境綠色環(huán)保工作，經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中礦產(chǎn)資源發(fā)揮著重要的作用，但是不斷增加礦產(chǎn)資源的需求，已經(jīng)無法繼續(xù)利用傳統(tǒng)的開采工藝。此外在采礦工程中因?yàn)殚_采工藝和設(shè)備等方面的問題，將會(huì)引發(fā)礦產(chǎn)開采問題。因此本文分析了采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，創(chuàng)新采礦工程粗放式發(fā)展模式，通過引入綠色開采技術(shù)保護(hù)礦區(qū)周圍環(huán)境，推動(dòng)礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 采礦工程的負(fù)面影響

1.1 環(huán)境問題

1.1.1 土地資源問題

開采大量的礦產(chǎn)資源將會(huì)在礦區(qū)產(chǎn)生采空區(qū)，如果沒有采取針對性的補(bǔ)救措施，并且沒有及時(shí)填充采空區(qū)，將會(huì)引發(fā)塌陷事故，地面建筑物因此受到影響，最終不得不遷徙村莊，無法維持居民的日常生產(chǎn)生活。此外在采礦工程中將會(huì)產(chǎn)生大量的矸石和尾礦以及廢石等，隨意遺棄和堆積這類物質(zhì)，將會(huì)引發(fā)次生地質(zhì)災(zāi)害，因?yàn)閻毫犹鞖獾挠绊懀瑢?huì)引發(fā)滑坡和泥石流等災(zāi)害。如果礦產(chǎn)資源開采行為不合理，將會(huì)破壞礦區(qū)的自然景觀和農(nóng)田以及山林等[1]。

1.1.2 水資源問題

在開采礦產(chǎn)資源的過程中將會(huì)破壞地表，不斷加深開采深度，將會(huì)引發(fā)地表變形等問題，因此采礦工作不僅會(huì)影響到地表河流，而且會(huì)影響到地下徑流，導(dǎo)致地表水和地下水流動(dòng)因此受到干擾，引發(fā)河流斷流或者干涸，最終破壞生態(tài)平衡，降低水資源質(zhì)量。此外采礦人員在日常生活和工作中將會(huì)產(chǎn)生較多的廢棄物，如果沒有合理處理這些廢棄物，將會(huì)污染水資源。利用傳統(tǒng)的采礦技術(shù)會(huì)引發(fā)環(huán)境污染問題，例如會(huì)污染水資源，在采礦工作中因?yàn)椴傻V行為不合理，將會(huì)破壞地下含水層，因此增加地下水量。降低區(qū)域內(nèi)環(huán)水層水位，明顯改變當(dāng)各地水文條件。針對傳統(tǒng)的礦山采礦工作，工作人員主要是利用各種機(jī)械設(shè)備完成工作任務(wù)，而利用的設(shè)備將會(huì)影響到原始徑流，最終引發(fā)水資源枯竭，改變地下水位。此外在開采礦石的過程中會(huì)產(chǎn)生很多廢棄物，延長施工時(shí)間將會(huì)加劇污染礦山開采過程，最終嚴(yán)重?fù)p害地下水資源。

1.1.3 大氣污染問題

開采礦產(chǎn)資源的過程中會(huì)產(chǎn)生較多的氣體，而這些氣體會(huì)影響到大氣質(zhì)量，同時(shí)會(huì)威脅到工作人員的生命健康。例如在開采部分礦山的過程中可能會(huì)產(chǎn)生易燃?xì)怏w，易燃?xì)怏w還會(huì)威脅到礦井安全性，不利于順利開展采礦工作。而且大量排放這些有害氣體，將會(huì)影響到周圍植物正常生長，還會(huì)影響到人體呼吸系統(tǒng)。如果在采礦工作中沒有加強(qiáng)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，那么將會(huì)嚴(yán)重威脅到周圍植物和人類生命，甚至?xí)l(fā)交通隱患，例如排放氣體降低能見度之后將會(huì)引發(fā)交通事故[2]。

1.2 土地資源問題

采礦工作中不可避免的會(huì)破壞周圍土壤，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多的廢棄物。如果沒有合理處理這些廢棄物，并且忽視土壤保護(hù)工作，將會(huì)嚴(yán)重破壞土壤資源，最終引發(fā)土壤沙漠化和水土流失等問題，發(fā)生這些問題之后將會(huì)降低土壤肥力，而且會(huì)嚴(yán)重影響地表環(huán)境。為了合理處理這些廢棄物，在開采礦產(chǎn)資源的過程中需要占用較多的土地資源，不僅會(huì)浪費(fèi)土地資源，而且會(huì)導(dǎo)致廢棄物占據(jù)較多的地表面積。

2 概述綠色開采技術(shù)

2.1 內(nèi)涵

針對礦山綠色開采工作，充分利用礦石和瓦斯以及地下水等資源，通過共同開發(fā)利用，避免浪費(fèi)和破壞資源。利用綠色開發(fā)技術(shù)，可以在礦山開采過程中減少對于環(huán)境和資源的負(fù)面影響，保障采礦工程的綜合效益[3]。

2.2 綠色開采技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值

因?yàn)榫G色開采技術(shù)具有較多的優(yōu)勢，因此在各種礦產(chǎn)資源開采過程中廣泛應(yīng)用。例如在開采某些金屬礦井的過程中，通過利用綠色開采技術(shù)有利于提高采礦工程的開采效率和開采質(zhì)量，同時(shí)可以減少破壞自然環(huán)境和地表，加強(qiáng)落實(shí)環(huán)境保護(hù)工作。此外通過利用綠色開采技術(shù)可以延長開采時(shí)間和周期，保障采礦工程的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 綠色開采技術(shù)的應(yīng)用條件

為了在采礦工程中推廣利用綠色開采技術(shù)，采礦人員需要優(yōu)化開采技術(shù)條件。為了有效利用綠色開采技術(shù)，相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)利用先進(jìn)的技術(shù)理念和設(shè)備，強(qiáng)化監(jiān)督和管控礦產(chǎn)開采地點(diǎn)和附近自然情況，避免因?yàn)殚_采工作影響和破壞區(qū)域地表和自然生態(tài)環(huán)境。采礦企業(yè)的管理人員需要系統(tǒng)性的培訓(xùn)企業(yè)員工，顯著提高采礦人員的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)能力，進(jìn)一步提高礦產(chǎn)資源開采效率和質(zhì)量。

3 采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

3.1 保水開采技術(shù)

當(dāng)前在采礦工程中廣泛利用保水開采技術(shù)，這是一種重要的綠色開采技術(shù)，可以有效處理采場的突水問題。同時(shí)可以保護(hù)礦區(qū)的水資源，避免因?yàn)椴傻V行為擾動(dòng)礦區(qū)水文環(huán)境，同時(shí)可以控制水資源污染問題。采礦企業(yè)在開采過程中利用保水開采技術(shù)，同時(shí)開展礦產(chǎn)開采和水資源保護(hù)工作，有利于優(yōu)化整體水環(huán)境。此外在利用保水開采技術(shù)之前，采礦人員需要深入調(diào)查采礦工程周圍環(huán)境和地質(zhì)結(jié)構(gòu)等，結(jié)合調(diào)查結(jié)果合理確定開采范圍。開展調(diào)查工作的過程中有利于合理預(yù)測水資源，同時(shí)可以幫助采礦人員控制地下巖石結(jié)構(gòu)，有效控制水質(zhì)破壞問題。在完成區(qū)域采集工作之后如果產(chǎn)生地下漏洞情況，增加降雨之后將會(huì)逐漸消失，這說明巖層具有良好的隔水性能。如果完成開采工作之后形成水洼，可以利用保水開采技術(shù)保護(hù)地下水資源，避免因?yàn)殚_采活動(dòng)影響到周邊水文地質(zhì)。

3.2 矸石處理技術(shù)

在開采礦產(chǎn)資源的過程中會(huì)產(chǎn)生較多的矸石，而矸石具有自燃特征，燃燒后產(chǎn)生的氣體將會(huì)危害外界自然環(huán)境。相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)利用綠色開采技術(shù)，可以覆蓋矸石等廢棄物，避免因?yàn)轱L(fēng)吹等因素引發(fā)環(huán)境污染。也可以利用針對性的措施提取矸石內(nèi)部的金屬元素，方便采礦人員處理矸石。采礦人員還可以利用相應(yīng)的溶劑處理矸石。也可以在建筑工程中利用矸石材料，有利于建筑工程的施工成本，同時(shí)可以緩解我國施工資源緊張狀態(tài)。

3.3 礦山與瓦斯共采技術(shù)

很多礦產(chǎn)資源具有較高的應(yīng)用價(jià)值，但是因?yàn)榧夹g(shù)限制，采礦企業(yè)只能開采集中礦產(chǎn)資源，因此浪費(fèi)了礦產(chǎn)資源。在傳統(tǒng)礦產(chǎn)開采過程中將會(huì)產(chǎn)生較多的瓦斯氣體，但是采礦企業(yè)并沒有及時(shí)收集處理易燃?xì)怏w，不利于充分發(fā)揮出資源價(jià)值。因此可以利用礦山與易燃共采技術(shù)，可以綜合利用礦產(chǎn)資源，保障采礦工程的經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 鉆井技術(shù)

利用鉆井技術(shù)，指的是在開采范圍內(nèi)的輸送巷下部預(yù)留填充帶，可以為后續(xù)材料巷開采工作提供便利，在后續(xù)開采工作中無需預(yù)留礦產(chǎn)。為了優(yōu)化鉆井技術(shù)應(yīng)用效果，采礦企業(yè)需要完善注漿填充系統(tǒng)，設(shè)計(jì)專業(yè)的開采場地，在回風(fēng)巷上設(shè)計(jì)注漿泵，從而形成循環(huán)作業(yè)體系。此外采礦人員需要結(jié)合開采過程中充填帶凝固時(shí)間和工作面輸送巷的長度等，合理控制填充袋規(guī)格。

3.5 固體廢棄物綜合利用技術(shù)

在開采礦產(chǎn)資源的過程中會(huì)產(chǎn)生較多的礦渣和矸石等，這些廢棄物會(huì)占用較多的土地資源，而且在堆放這些廢棄物的過程中將會(huì)釋放二氧化硫等氣體，嚴(yán)重污染環(huán)境。通過利用綠色開采技術(shù)可以有效處置廢棄物，主要是利用再次提煉和利用技術(shù)，可以合理提煉矸石，獲得有價(jià)值的資源，并且在其它工程中利用礦渣，而且可以順利恢復(fù)礦場為耕地或者草地等，有利于充分開發(fā)和利用土地資源。

3.6 填充開采技術(shù)

利用填充開采技術(shù)的過程中，主要是通過交替膠結(jié)填充技術(shù)在矸石中添加河沙和爐渣等材料，通過加水?dāng)嚢柚笮纬蓾{液，隨后在施工中填充。利用填充開采技術(shù)有利于提高采礦工程開采過程的安全性，同時(shí)可以控制污染問題。利用填充開采技術(shù)需要分析矸石位置，進(jìn)一步提高采空區(qū)的穩(wěn)定性。在實(shí)際操作過程中可以全面粉碎矸石，同時(shí)有效控制矸石粒徑，提高整體材料的粘結(jié)性，有效控制地面下沉問題。

采礦企業(yè)可以選用毛石填充和支護(hù)技術(shù)，因此減少毛石排放量，在實(shí)際工作中根據(jù)順槽方式充分利用毛石。在實(shí)際工作中，需要利用機(jī)車向罐籠硐室中傳送毛石，并且利用順槽填充方式傳送毛石，同步開展毛石加入和混凝土澆筑工作，從而形成毛石和混凝土帶。利用毛石填充技術(shù)，采礦人員需要提前優(yōu)化篩選和粉碎處理毛石，因此減少毛石的數(shù)量，同時(shí)可以延長采礦工程服務(wù)時(shí)間，降低安全事故發(fā)生率，同時(shí)可以有效控制地面沉降問題。

3.7 勘探開采技術(shù)

在傳統(tǒng)開采工作中，工作人員缺乏保護(hù)意識(shí)，因此在開采礦產(chǎn)資源的過程中，將會(huì)不斷降低采礦區(qū)地下水的水位，同時(shí)會(huì)干擾地下水流動(dòng)。為了解決上述問題，需要積極利用勘探開采技術(shù)。利用勘探開采技術(shù)可以結(jié)合灌漿技術(shù)和采礦技術(shù)，在開采礦產(chǎn)資源的過程中可以保護(hù)巖層和地下水等，同時(shí)可以在最大程度上保護(hù)采礦區(qū)周圍的水資源和地表環(huán)境。

4 影響綠色開采技術(shù)應(yīng)用的因素

4.1 地質(zhì)條件

雖然利用各種綠色開采技術(shù)可以降低采礦工程的負(fù)面影響，但是在實(shí)際工作中仍舊存在較多的限制因素，地質(zhì)條件是主要影響因素。礦產(chǎn)資源礦床和周圍巖石性質(zhì)等直接關(guān)系到綠色采礦技術(shù)的選擇，如果在地下水層周圍分布礦產(chǎn)資源的礦床，那么在開采礦產(chǎn)資源的過程中不利于保護(hù)地下水資源。

4.2 技術(shù)條件

采礦企業(yè)利用綠色開采技術(shù)的過程中將會(huì)面臨技術(shù)條件的影響，例如在采礦工作中落實(shí)瓦斯采集工作，將會(huì)增加技術(shù)條件的復(fù)雜性，不利于合理選擇采礦方式。此外在深層開采過程中，一些采礦企業(yè)并不具備同時(shí)開采瓦斯和礦物質(zhì)的條件。

4.3 經(jīng)濟(jì)條件

采礦企業(yè)利用綠色開采技術(shù)需要考慮經(jīng)濟(jì)條件，例如在矸石處理和瓦斯采集以及水資源保護(hù)等階段需要支付額外的經(jīng)濟(jì)成本，但是一些小型采礦企業(yè)資金不夠充足，因此不愿意支付綠色開采技術(shù)的成本，在實(shí)際開采過程中不選擇利用綠色開采技術(shù)。

5 綠色采礦工程的發(fā)展建議

5.1 加強(qiáng)采礦工程中綠色開采技術(shù)管理

采礦人員在植被保護(hù)過程中，需要加大力度巡查開采地區(qū)的安全性，同時(shí)需要詳細(xì)劃分開采區(qū)的管理制度，如果在開采區(qū)產(chǎn)生裂縫，開采人員需要分析現(xiàn)場沉降量，檢查裂縫的尺寸和走向等，從而控制危害發(fā)展程度。此外需要嚴(yán)格開采環(huán)境的安全性，保障開采區(qū)域運(yùn)行的安全性。如果在開采過程中發(fā)生滑坡問題，相關(guān)工作人員需要分析滑坡發(fā)生的問題，并且利用針對性的處理措施，優(yōu)化安全檢查工作。在排土場作業(yè)中需要落實(shí)污染防治工作，采礦企業(yè)需要統(tǒng)一控制排土工作。結(jié)合實(shí)際情況合理治理開采區(qū)域的污染問題。此外需要利用生物治理方法，避免在開采區(qū)發(fā)生水土流失問題。例如可以在采礦區(qū)種植植物，還可以安排專業(yè)人員開展維護(hù)保植工作，此外需要修建攔擋設(shè)施，有效控制水土流失問題，避免向農(nóng)田中流入廢水，保護(hù)周邊生態(tài)環(huán)境。

5.2 優(yōu)化巷道布置工作

在新時(shí)期改變了采礦工程的開采要求，為了保障開采效益，采礦企業(yè)需要結(jié)合礦區(qū)地質(zhì)條件優(yōu)化布置巷道，同時(shí)需要完善工藝技術(shù)評(píng)價(jià)體系，確定選用的采礦方法適應(yīng)開采布置情況。加大力度發(fā)展高產(chǎn)高效礦井，同時(shí)需要優(yōu)化巷道布置系統(tǒng)，合理簡化巷道，提高采礦工作參數(shù)的精確性，集中化生產(chǎn)礦山資源，保障采礦工程中綠色開采的綜合效益。

5.3 研發(fā)新設(shè)備

采礦工程管理工作面臨較多的安全問題，需要利用針對性的措施處理問題，不僅需要關(guān)注安全問題，同時(shí)需要合理利用采礦設(shè)備等外界資源。針對采礦設(shè)備損壞和老化等問題，采礦企業(yè)需要加大設(shè)備投資，及時(shí)更換損壞的采礦設(shè)備和老化的設(shè)備，為實(shí)際工作奠定基礎(chǔ)。

為了快速發(fā)展采礦工程中綠色開采技術(shù)，需要加大力度研究新型設(shè)備，因?yàn)樯a(chǎn)工具直接影響到生產(chǎn)率，如果無法保障生產(chǎn)工具的質(zhì)量，將會(huì)降低生產(chǎn)效率，還會(huì)引發(fā)資源浪費(fèi)問題。在采礦過程中需要做到以下幾個(gè)方面：①在深礦井開采過程中，需要利用合適的設(shè)備和技術(shù)治理熱害。②加大力度發(fā)展監(jiān)控技術(shù)和沖擊地壓防治技術(shù)。③完善礦井高產(chǎn)配套設(shè)備和技術(shù)。④配置針對性的維護(hù)措施和維護(hù)設(shè)備

5.4 建設(shè)生態(tài)工程

因?yàn)椴粩嚅_采礦區(qū)將會(huì)引發(fā)開采區(qū)發(fā)生塌陷，并且會(huì)產(chǎn)生較多的廢棄物，因此在礦區(qū)開采過程中，采礦人員需要做好污染治理工作，并且需要落實(shí)責(zé)任制度，利用科學(xué)的措施建設(shè)生態(tài)工程，充分利用礦區(qū)的土地資源，維護(hù)生態(tài)環(huán)境生態(tài)可持續(xù)運(yùn)行。在礦區(qū)周圍可以發(fā)展農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，維持生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈可持續(xù)運(yùn)行，可以快速恢復(fù)因?yàn)殚_采工作破壞的土地。

5.5 提高采礦工程管理水平

為了提高采礦工程的管理水平，需要提高工程管理水平和現(xiàn)代高新技術(shù)應(yīng)用能力。科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，在采礦管理工作中不能繼續(xù)利用傳統(tǒng)方法，可以利用機(jī)械化和智能化等手段，豐富綠色開采工作的管理機(jī)制。在綠色開采工程管理過程中利用現(xiàn)代技術(shù)，也因此提高了管理人員的技術(shù)要求。采礦企業(yè)需要完善人員培訓(xùn)機(jī)制和管理培訓(xùn)機(jī)制，提高采礦工作管理水平，有效處理采礦安全問題。為了提高采礦工程管理水平，采礦企業(yè)需要制定綠色管理類政策，有利于順利開展管理工作，制定的規(guī)章制度包括監(jiān)督管理法則和預(yù)防工作細(xì)則以及領(lǐng)導(dǎo)管理方法等，進(jìn)一步提高采礦環(huán)境的安全性。

6 綠色采礦技術(shù)未來發(fā)展趨勢

6.1 資源利用集約化

綠色采礦技術(shù)不斷發(fā)展，將會(huì)實(shí)現(xiàn)資源利用的集約化，主要要求如下：①提高礦產(chǎn)開采作業(yè)的合理性，提高技術(shù)創(chuàng)新力度，進(jìn)一步提高生產(chǎn)水平。②提高礦產(chǎn)資源利用率，顯著減少廢棄物的數(shù)量，同時(shí)要全部處置尾礦和礦渣，③選擇開采方式的過程中，通過合理規(guī)劃有效結(jié)合多種開采技術(shù)，例如可以利用臺(tái)階式開采和中深孔爆破技術(shù)等。④提高采礦作業(yè)的機(jī)械化水平，合理減少工作人員的工作量，維護(hù)工作人員的生命安全，在實(shí)際工作中做到以人為本。⑤減少土地占用面積，在礦產(chǎn)資源開采的同時(shí)要落實(shí)綠化工作，嚴(yán)格降低礦區(qū)裸露面積。⑥提高生產(chǎn)工藝的環(huán)保性，同時(shí)需要落實(shí)環(huán)境影響評(píng)價(jià)制度，積極開展污染防治工作，有效治理水土流失等問題，提高采礦生產(chǎn)模式的科學(xué)性。

6.2 礦山管理的規(guī)范性

實(shí)現(xiàn)礦山管理的規(guī)范性，需要做到以下幾點(diǎn)：①結(jié)合礦山特點(diǎn)完善生態(tài)保護(hù)機(jī)制，明確具體的分工和責(zé)任，同時(shí)需要完善工作方案，合理設(shè)計(jì)管理目標(biāo)。②明確資源管理和環(huán)境保護(hù)以及安全生產(chǎn)等方面的規(guī)章制度，合理保存相關(guān)資料和報(bào)表等。③保障礦區(qū)外貌的整潔性，維持良好的工作秩序，針對可能會(huì)發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害需要制定應(yīng)急預(yù)案，及時(shí)消除采礦區(qū)的安全隱患。④及時(shí)復(fù)墾和復(fù)綠閉坑礦區(qū)，滿足采礦標(biāo)準(zhǔn)要求，優(yōu)化整體生態(tài)效益。

7 結(jié)語

為了保障采礦工程的綜合效益，有效減少采礦工程的負(fù)面影響，本文分析了采礦工程中綠色采礦技術(shù)的應(yīng)用，同時(shí)提出綠色采礦工程管理措施，可以對于采礦企業(yè)發(fā)揮出參考作用，提高采礦工程的工作效率和質(zhì)量。