采礦工程中的綠色開采技術

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采礦工程中的綠色開采技術:采礦工程中綠色開采技術的應用探討

摘要：近年來環境保護問題成為人們關注的焦點，就給采礦工程提出了新的挑戰。在我國的礦產開采工程之中，面臨著十分多的問題，采礦工程之中使用綠色開采技術，可以有效的實現采礦工程的可持續發展。

關鍵詞：采礦工程；綠色采礦技術；應用

引言

進入新世紀以來，隨著我國市場經濟水平的迅速提升，我國的環境保護工作也越來越受到了人們的重視，而在我國的煤礦開采工程中，卻也面臨著諸多的環境問題，如土地資源遭到嚴重破壞、水資源受到破壞以及大氣受到嚴重的污染等，因此為了有效地解決這些環境問題，也就提出了綠色開采技術的概念。在采礦的工程中，我們應能夠充分地認識到應用綠色開采技術的必要性和重要意義，并且進一步的研究和探索煤炭資源綠色開采的內涵，這樣才能深入的發展我國綠色開采的技術體系，同時有效的解決一系列的環境問題。

一、綠色采煤技術概述

在了解煤礦的綠色開采技術之前，我們應該首先從廣義資源的角度上來正確認識和對待煤炭、瓦斯、天然氣等一切可以利用的能源資源。發展和實施煤礦綠色開采技術的初衷，在于最大程度地減少或者有效防止當前煤礦開采作業對于環境的污染和對于其他資源的不良影響，如對地下水的嚴重污染等。其最終目標在于同時取得最佳的經濟效益和社會效益，實現二者的“雙贏”。

我國煤礦綠色開采技術的理論依據可以總結為四各方面：關鍵層理論；開采對巖層移動的影響及移動規律；水在裂巖體中的滲流規律；開采后巖層內節理裂隙分布發育規律等。基于傳統的煤礦產業所涉及的土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等問題，筆者認為煤礦綠色開采主要包括以下內容：首先，要實現對水資源的保護；第二，要實現對瓦斯的合理抽放；第三，要實現對土地與建筑物的保護。

二、煤礦開采系統的分類

1、礦井通風系統

我們都知道礦井通風是礦井安全生產的基本保障。礦井通風指借助于機械或自然風壓，向井下各用風點連續輸送適量的新鮮空氣，供給人員呼吸，稀釋并排出各種有害氣體和浮塵，以降低環境溫度，創造良好的氣候條件，并在發生災變時能夠根據撤人救災的需要調節和控制風流流動路線的作業。礦井通風系統由影響礦井安全生產的主要因素所決定。

2、礦井運輸系統

對礦井運輸設計時，應對井下煤炭、矸石、材料、設備及人員等的運輸作統籌安排。運輸方式與設備的選型，應根據礦井設計生產能力、煤層賦存條件、瓦斯情況、采煤方法等因素確定。

采區運輸：大、中型礦井的采區，要積極采用連續化運輸，發展重載下運帶式輸送機。

輔助運輸：要采用高效能、適應性能強、單機服務范圍廣的設備，減少環節逐步發展集裝箱運輸，要根據條件采用單軌吊車、卡軌車、膠套輪機車、齒軌機車、無軌膠輪車或其他運輸設備，逐步實現全礦井輔助運輸的機械化、連續化。

大巷運輸：主要運輸大巷的運輸方式應根據運量、運距和技術經濟效果優化確定。凡井型較大、采區生產集中、條件適合的礦井，可采用帶式輸送機，實現全礦井的連續運輸。采用軌道運輸的礦井，要發展底卸式或側卸式礦車。要研制改造與底卸式礦車配套的雙軌同步牽引電機車，大功率電機車和防爆柴油機車。

三、采礦工程中存在的環境問題

1、土地資源遭到嚴重破壞

導致土地資源遭到嚴重破壞的形式是多樣的，如土地沙漠化、水土流失、固體廢棄物的壓占以及地表塌陷等等，根據對相關資料的數據統計，在我國的采礦工程中，因地表沉陷而導致了受到破壞的土地面積超過了40萬公頃，每開采一萬噸原煤，就會產生大概0.3公頃的土地塌陷面積，并且每年的破壞速度還是在遞增的。而一般情況下，在采礦工程中，通常都會矸石，其含量約為煤炭總量的20%左右，所以我國目前矸石所要占用的土地面積也超過了1萬公頃。

2、水資源受到破壞

開采煤礦時，地下含水層的原始徑流難受都要受到破壞，所以就會產生大量的地下水，不但降低了區域含水層的水位，形成了地下水的降落漏斗，當地的地質水文條件都會受到較大的影響。采礦工程中，很多地表水體會受到影響，有一些溝泉甚至會出現干涸的情況，那么當地的植被生長情況肯定也會受到破壞，導致了嚴重的土地沙漠化的問題，這一問題在我國的西部地區體現的尤為明顯。

3、大氣污染的問題

在采礦的過程中，會釋放出大量的有害氣體，如二氧化碳和二氧化硫等，不但會污染空氣，還會導致所謂的溫室效應的問題出現。可見，在我國的采礦工程中，是存在著嚴重的環境問題的，顯然這是礦區的環境容量無法承受的。而煤炭又是我國最重要的能源，在短時間內根本無法徹底的改變這一現狀，所以在我國相關部門的要求和推進下，應更新煤炭的開采理念，應用綠色開采技術，最大化的降低開采煤炭活動對環境和資源帶來的影響。

四、采礦工程中綠色開采技術的應用

1、采空區充填開采技術

采空區充填開采技術是綠色開采技術的重要組成部分，尤其在經濟發達地區解決建筑物下開采更應受到重視。從理論上來說，充填采礦是解決煤礦開采環境問題的理想途徑，但由于目前充填采礦的成本相對偏高，限制了該項技術在煤礦的試驗與應用。在市場經濟條件下，充填技術的關鍵是充填材料的選取及如何降低成本。另外就是充填技術本身，它應該包括充填系統與開采系統的協調；充填運輸系統的暢通；充填后材料的力學特性等。順利解決上述問題將根本改變將來我國經濟發達區域的開采技術。為了降低充填成本，基于巖層控制的關鍵層理論，提出了部分充填（條帶充填）控制開采沉陷的思路：僅充填部分采空區，只要保證未充填采空區的寬度小于覆巖主關鍵層的初次破斷跨距，且充填條帶能保持長期穩定，就可有效控制地表沉陷。

2、保水開采技術

保水開采技術指的是在開采中采取相對合理的開采技術與設備工藝，在開采中實施地面注漿，以實現在開采中保護地下水不受污染的目的。煤礦在經過開采后，往往出現上層巖層破裂的現象，很容易造成地下水的漏斗式下陷。由于煤礦頂端多為堅硬的巖層，在煤礦開采后，頂板的裂縫往往容易通過采空區貫穿地表，使頂板上方巖層中的水漏失，造成煤礦區的地下水資源枯竭。只有將工作面推進，使上覆巖層中的軟弱巖層進行進一步的壓實，地下水水位才有可能恢復。由于現階段保水開采技術的實施還未完善，對于保水開采技術還需要進行進一步的開發和完善。

3、瓦斯抽采

眾所周知，瓦斯是一種潔凈能源，同時也是煤礦井內的主要有害氣體。對于這種特殊的有害氣體，我們需要對其進行合理利用，將其實現資源化開采，目前主要有以下幾種途徑：

第一，煤礦開采之前抽采瓦斯。顧名思義，就是在進行煤礦開采之前，將煤層內的瓦斯抽出來，既實現了對瓦斯資源的有效采集，又減少了瓦斯對煤礦安全的威脅，可謂一舉兩得。作為該項技術，其關鍵之處在于煤層的透氣性，透氣性越好，抽采瓦斯難度越低。

第二，煤與瓦斯共同開采。如果不能夠在煤礦開采之前進行瓦斯抽采，那么可以采用煤與瓦斯共同開采的模式。該方法的優勢在于，在進行了一部分煤礦開采之后，煤層的壓力明顯降低，因此大量瓦斯在采空區范圍內得到釋放，這種結構有利于瓦斯抽采，形成了煤與瓦斯共采的體系。

第三，廢棄礦井抽采瓦斯。鑒于廢棄礦井內的煤層經過充分采動，其內部充滿豐富的瓦斯資源，因此可以利用采動之后巖體內的裂隙分布及鉆孔技術，將瓦斯抽排管裝在井下，將礦井口進行封閉之后，可以抽出大量的瓦斯資源。

此外，還有通過回風井進行瓦斯回收的技術，以及留巷鉆孔法、卸壓法等具體作業方法。

4、土地保護技術

在煤礦建設及開采過程中，要盡量減少對地面植被的砍伐，積極預防水土流失的發生。在坡地修筑梯田、開溝筑埂、植樹造林，增加水分深入，減少沖刷，攔蓄水土，防止水土流失。在溝谷中、溝頭攔截地表水，制止溝壑發展；溝坡兩崖造林、種草、防止沖刷；溝底修建淤地壩，攔截洪水泥沙淤積壩內，減少水土流失。在礦區內全面規劃，科學造林，合理耕作，設法增加地面的粗糙度和植被覆蓋率，進行小流域綜合治理，控制水土流失，改善生態環境。

在礦區開發建設的同時還應加強生態建設，采取工程和生態結合等有效辦法，防止水土流失。總之，水土流失應預防與治理相結合，興利與除害相結合，因地制宜，統籌規劃，綜合治理。

結束語

資源與環境協調的綠色開采是解決煤炭開采環境問題的根本出路。要實現綠色開采，需要綜合研究和解決經濟與技術等方面的問題。綠色采礦可以減少環境污染，還能帶來良好的社會經濟效益。綠色采礦是形成綠色礦業及礦區綠色家園的重要組成部分，相信隨著綠色開采的不斷發展和完善，煤礦綠色開采一定會發揮它應有的作用，為人類與自然的協調發展做出貢獻。

采礦工程中的綠色開采技術:采礦工程中綠色開采技術的應用分析

摘 要：隨著生活水平的提高以及環境污染程度的不斷加劇，環境保護受到了社會大眾的廣泛關注。尤其是我國采礦工程的粗放式管理與可持續發展理念具有較大的矛盾，開采過程中可能出現土地資源的破壞、水資源以及大氣環境的污染等，綠色開采技術也應運而生。只有充分認識到綠色開采技術的重要意義，加快探索的步伐才有可能解決造成的一系列環境問題。本文首先分析采礦過程中存在的環境問題，隨后探討相應的綠色開采技術。

關鍵詞：采礦工程；綠色開采技術；環境保護

礦產資源是支撐我國經濟可持續發展的重要能源，隨著城市化進程的加快，各行各業對于礦產資源的需求量越來越大。但是受到我國傳統采礦工藝技術的影響，采礦生產過程中對地表、水以及大氣等環境造成的污染較為嚴重，不利于行業的可持續發展及環境保護。因此，積極分析采礦過程中對環境不友好的方面，探討綠色開采技術，構建二者自然和諧共處的局面非常重要。

1 采礦工程活動中對環境造成的影響

1.1 采礦工程中對水資源的破壞

采礦會直接破壞地下水層的徑流，導致地下水被排出地表，礦區中地下水位陡降，形成地下水降落漏斗，水質與水文環境均造成嚴重的影響。由于開采過程中造成地表變形導致水體徑流異常，嚴重的情況下可能造成河流斷流、泉水干涸，對于自然生態環境以及居民的日常生活均造成破壞，甚至出現無法開展正常的農耕活動的現象。根據相關資料統計，僅因煤礦開采造成的地下水資源破壞與污染就高達24億立方米，其造成的危害在西北的干旱地區顯得非常突出。

1.2 采礦工程對于土地資源的破壞

采礦工程可能通過多種形式造成土地資源破壞，例如地讓沙漠化、固體廢棄物壓占地表、水土流失等。有統計學資料提示，我國采礦工程中，由于地表沉陷而遭受破壞的土地面積已經超過40萬公頃，這意味著每開采一萬噸原煤就會產生約0.3公頃的土地塌陷，這樣的破壞現象隨著生產速度的提高正在加劇。除此之外，煤炭在開采過程中會產生固體廢棄物，這些固體廢棄物需要占據大量的地表進行安置，平均每年占地面積超過20萬平方米。

1.3 采礦工程對于大氣環境造成的破壞

礦產資源開發過程中會釋放出各種各樣的有害氣體，最為常見的有瓦斯、二氧化碳及二氧化硫。二氧化碳、瓦斯等會增加溫室效應，其中后者產生溫室效應的可能性高出二氧化碳的4到5倍，而我國每年僅用于煤炭開采排放的瓦斯氣體超過150億立方米，對于地球環境的危害不言而喻。此外，開發過程中產生的二氧化硫屬于有毒氣體，對于植物的生長、人體呼吸系統均產生破壞，對農業以及人類健康的威脅較大。

2 采礦工程中綠色開采技術的應用

2.1 保水綠色開采技術的應用

保水開采技術預防止潰水技術存在著較大的差異，后者更加重視操作過程中的安全。而保水開采技術的重點在于監測巖層地質水文條件的變化。很多區域進行采集活動完成之后，會出現地下漏斗的現象，而隨著降雨的增加漏斗會逐漸消失，提示巖層的隔水性較好；在部分區域開采完成之后會形成水洼，甚至能夠在湖泊、河流以及海下進行開采活動，對于水文條件的影響不大。保水開采技術，通過特殊的采開采工藝以及地面灌漿技術能夠保護地下水資源不受到破壞，對于環境的影響小，屬于環保、有效的綠色開采技術。

2.2 矸石的處理技術

采礦工程中矸石的排出量非常高，不但影響到地表環境，偶爾還會出現矸石自燃的現象，加劇大氣環境的污染，對于環境保護非常不利。我國的情況往往是原本堆積的矸石沒有進行處理，而新產出的矸石越來越多，造成污染現象越來越嚴重。針對矸石，主要的綠色處理技術有覆蓋，在廢棄物上進行覆蓋，減少風吹等作用下對環境的污染；第二是根據矸石的化學物理性質選擇相關的溶劑進行處理；第三是對矸石進行綜合利用，將其中具有利用價值的金屬等提煉出來，提高經濟效益；最后是將矸石作為建筑材料，開采得到的尾礦以及被提煉之后的廢石都具有作為建筑材料的價值，尤其是當下我國建筑材料成本不斷上升，使用矸石能夠較好地緩解資源緊張的現象。

2.3 煤炭和瓦斯共采技術的應用

盡管瓦斯屬于一類溫室氣體，同時也是一類清潔能源，在很多情況下也是造成礦井重大事故的根源。針對瓦斯氣體進行綠色處理對于環境、生產安全均具有重要意義。首先在煤礦開采之前，采用合理的技術將其從礦層中抽出；第二種就是煤炭與瓦斯共采技術，煤炭開采工作完成之后圍巖的壓力下降，此時采空區會釋放出大量的瓦斯氣體，在這一階段進行抽取就能夠實現煤炭與瓦斯共采。

3 結束語

綜上所述，我國采礦工程對于環境造成的污染現象還比較嚴重，各個礦區應當充分分析自身的開采特點，加強綠色開采技術的開發與應用，進一步討論相關措施的改善。本文對采礦工程中造成的水資源破壞、土地資源破壞以及大氣污染等現象進行分析，具體探討相應的綠色采礦技術，以期能夠減少采礦過程中對環境造成的負面影響，促進采礦工程的可持續發展。

作者簡介：鄒迪（1988-），男，山東人，本科，采礦工程助理工程師，主要從事井下采煤掘進技術工作。

采礦工程中的綠色開采技術:采礦工程中的綠色開采技術研究

[摘 要]綠色采礦是綠色礦山建設的重要組成部分，隨著采礦業的迅速發展，伴隨著采礦活動對礦山環境破壞程度也日益增加，為保護礦山地質環境及生態環境，分析研究采礦過程中存在的環境破壞問題，找到綠色的采礦開采技術，是當前甚至未來面臨的一個重大任務。

[關鍵詞]采礦工程；環境保護；綠色開采

引言

隨著社會經濟的不斷發展，礦業也隨之得到了較好的發展，在21世紀科學技術的推動下，礦山開采技術也獲得了改進和完善，但土地、植被資源的破壞、水資源的污染、大氣環境的污染等問題的出現，在環境保護越來越重視的今天，綠色采礦這一名詞的提出就有著深遠和重大的意義，分析礦山開采對環境的破壞原因，加強對綠色采礦技術的研究、推廣使用，有效解決礦山開采中的環境問題，是國家、礦山企業及一個采礦工作者要慎重面對的問題，也是當今甚至未來一直要面臨的工作任務。

1 傳統采礦工程對環境的影響

1.1 采礦工程對水資源的破壞

礦床開采過程對地下水層的徑流造成了破壞，大量地下水被排出地表，造成了礦區地下水水位下降，低下水文地質被破壞，形成地下水沉降下移。同時在地表開采的過程產生的地表變形使低下水體受到影響，嚴重情況下使河流斷流、池塘、泉水干涸，居民的日常生活和農業種植因為缺水導致無法正常生活和開展農業作業。由于采礦工程對地下水以及地表水的破壞，以及對地表植被、土層的破壞，土地沙漠化現象日趨嚴重。

1.2 采礦工程對土地資源的破壞

礦床開采導致的地表破壞、水土流失、森林植被破壞、固體廢棄物污染導致的土地資源破壞現象十分嚴重。由于我國礦床開采技術對土地疏于保護，導致地面沉陷和地表塌陷現象十分嚴重。

2 采礦工程中的綠色開采技術初探

2.1 采礦工程中的露天開采技術

2.1.1 分臺階開采技術。露天開采時，通常是把礦體劃分成一定厚度的水平分層，自上而下逐層開采，并保持一定的超前關系，在開采過程中各工作水平在空間上構成了階梯狀，每個階梯就是一個臺階或稱為階段，這種開采方式叫做臺階式開采。臺階是露天采礦場的基本構成要素之一，是進行獨立剝離和采礦作業的單元體。

2.1.2 分層開采技術分層式開采是將開采設計的每個臺階都作為獨立分層和獨立的體系，每個分層中都包括很多平面尺寸相同但高度可以不同的網塊，不同分層中網塊高度可根據工程、工藝生產需求變化，但網塊平面尺寸相同。

2.1.3 高臺階采礦隨著露天開采設備不斷更新并且在步入大型化的發展趨勢，國外很多礦山開始研究、采用高臺階開采工藝。而我國相較他國對高臺階開采技術的研究起步較晚，采用高臺階開采的露天礦也很少，而且臺階高度較國外也相差甚遠。不過近些年，我國大型露天采礦裝備水平有顯著的提高，斗容超過10m以上的大型挖掘設備逐漸增多并且得到了更多有效的運用，為高臺階開采的新工藝的發展與實施提供了有利的技術保證。

2.2 采礦工程中的連續開采技術

連續開采工藝就其本質而言是指將整個礦床作為大型的采場，通過對開采時間及空間的安排，實現整個礦床的連續開采。早在上世紀六十年代，人們已經開始了針對連續采礦技術的研發，先后在硬巖連續切割、振動放礦、帶式運輸等方面取得一定成績，并應用到工程實際生產中。現階段，非煤礦山連續開采技術研究的要點在于硬巖的連續切割采煤設備，此類設備過去因為所選用的刀盤制作成本高昂且使用周期短暫等缺陷，導致生產成本高昂，無法獲得普及使用。加之設備體型偏大，限制了其在復雜礦床或薄礦床開采中的使用。除此之外，連續開采技術的應用普及還有待加強對相關配套如提升、運輸等輔助系統的研發。

2.3 采礦工程中的無廢開采技術

在我國非煤礦山的開采中，產生的尾礦數量極為龐大，根據不完全統計其總量可達六十億噸以上。在這些尾礦中，除去一定比例的銅鐵等金屬外，多為各類非金屬元素，而這些非金屬元素則是其他行業所急需的生產原料。因此，加強對尾礦的綜合利用成為了非煤礦山綠色開發的重點之一，在具體實施中除了要不斷改良選礦回收工藝，還應增強針對尾礦的開采工藝研發，研發專用于尾礦開采的專業設備及相應的配套系統，從而提升尾礦開采利用效率。總而言之，非煤礦山開采導致的環境問題日益嚴重，積極拓展非煤礦山無廢開采工藝，實現非煤礦山綠色開采已成為今后我國非煤礦山發展的要點之一。

2.4 采礦工程中的復雜難礦開采技術

隨著多年的高強度開采，我國非煤礦山資源易采且品位高的礦床多已日益枯竭，未來礦產資源的開采必將面臨越發復雜多變的賦藏環境，因此如何對復雜難采礦床進行有效地開采也就成為了未來非煤礦山開采技術發展的關鍵所在，這也是滿足未來我國社會發展資源需求的必要措施。

2.4.1 富含水層礦體或大水層覆蓋的礦體綜合開采工藝。此類礦體在開采前應先對含水層狀況及水系同礦體間的聯系，特別是兩者在采動影響下的動態關聯調查清除。此外，還應增強對礦體能力聚集及消散規律的研究；增強對水壓作用下巖層變形破壞規律的探究；設計適用的采場涌水監測及預警設備；分析對比不同開采工藝、開采順序、采區布設方式等對采區穩定性的影響；設計合理的采場圍巖控制技術；增強對尾礦充填脫水技術的研究；探尋價格低、效率高的尾礦漿料制作、運輸、充填方式。

2.4.2 松散破碎礦體綜合開采工藝。此類礦床在成型過程中遭遇了強烈的地質構造，致使礦床及周邊巖體或其他礦體結構呈現嚴重的松散破碎狀態。因此，針對此類礦體開展詳實的地質勘測與研究工作，探究礦體破碎狀態及其在采動影響下的進一步破壞形態及可能造成的影響；分析此類礦床開采巷道布設優化方案；探尋巷道及采場最佳支護加固形式；設計合理、配套的生產工藝與設備；研究礦床開采經濟效益，尋找最優開采方案等均是未來非煤礦山技術發展的重要方向。

2.4.3 殘留礦體綜合開采工藝。此類資源的_采使用應進一步完善針對殘留礦體開采工藝及采場布設方式的優化升級；增強針對殘留礦體的勘測方法的研究；強化殘留礦體開采損失貧化控制工藝；強化殘留礦體開采圍巖控制措施；分析境界外礦體開采對采場穩定性的影響；增強對露天礦殘留礦體開采時巖層破壞變形的監測；分析露天開采殘留礦體的安全性等。

3 結語

采礦是礦產資源開發過程中必需的、不可逾越的手段，如何在采礦過程中減少負效應，減少對環境的破壞，對已開發礦山所產生的負效應進行綜合治理是必要的，其意義深遠。所以，應進一步加強礦床開采過程中所誘發的地質環境負效應及其綜合治理研究工作，推廣使用采礦工程中的綠色開采技術，保護我們人類賴以生存的地球環境。

作者簡介

張丹丹，男，1983年出生，籍貫浙江，采礦工程師，國家二級安全評價師，從事采礦設計、安全評價及現場技術服務工作。

采礦工程中的綠色開采技術:采礦工程中綠色開采技術的應用研究

摘 要：隨著我國經濟水平的迅速發展，我國環境保護工作提上日程，而在煤礦開采過程中，面臨著很多的環境問題，為了有效地解決這些環境問題，煤礦綠色開采應運而生。只有充分地認識到綠色開采技術的重要意義，加快探索的步伐才有可能解決造成的一系列環境問題。該文首先介紹了采礦工程中的綠色開采技術，重點論述采礦工程中綠色開采技術的應用方法。

關鍵詞：煤礦 采礦工程 綠色開采技術

綠色開采指的是在開采煤礦的時候，盡量減少破壞與污染的環境，堅持穩定與健康發展之路，進而有效地統一環境效益、社會效益、經濟效益。為此，在開采煤礦的時候，應當實現保護和開發的統一以及治理和預防的統一，從而實現治理與應用的綜合性。下面，筆者對采礦工程的中綠色開采技術及其應用問題進行了簡要的分析。

1 采礦工程中的綠色開采技術

對當今的采礦作業技術進行分析，其中存在比較多的煤礦綠色開采技術，如潔凈煤技術、三下采煤和減沉技術、保水開采技術等，這一系列開采技術的設計都滲透了綠色環保的思想，在煤礦開采實踐中，綠色開采技術的應用不但降低了污染、提高了開采效率，而且實現了環境和采礦兩者之間的平衡性。

1.1 煤礦采空區充填技術

傳統的煤礦開采采空區充填技術是矸石帶狀充填、風力充填、水力充填、矸石自溜充填、粉煤灰充填等，這一系列的采空區充填技術要么充填效率低、要么形成二次污染、要么費用投入太大等，而滲透綠色開采技術的采空區充填技術有了比較大的完善，普遍應用現代化采空區充填技術的種類有：（1）交替膠結充填，在混合煤矸石、工業爐渣、河沙、粉煤灰之后，再加水變成牙膏樣的漿體，實時進行填充，以使穩定的支撐體形成，從而對地表的沉降進行有效控制，針對高溫度區域，該技術還可以實現井下溫度和火災危險的降低。（2）采空區冒落矸石空隙注漿膠結充填，其中重點對冒落帶的特點進行了應用，在壓實煤矸石空隙之前進行注漿，這樣可以迅速地膠結冒落的矸石與填充材料，從而使兩者一起支撐的覆巖層形成，最終大大地提高充填區的力學穩定性以及降低地表變形的可能性。

1.2 瓦斯與采礦共采技術

瓦斯與采礦共采技術可以有效地緩解瓦斯導致的空氣污染現象，并且也可以實現瓦斯應用效率的提升。然而，因為國內煤礦地質的特點，煤層的變化程度高、滲透率低，在進行開采之前較難預抽瓦斯。對于縱觀開采過程而言，結合開采過程中移動的巖層能夠實現滲漏率的增加，從而實現抽放瓦斯與運移瓦斯條件的優化，最終建立瓦斯和采礦共采的技術體系。

1.3 采礦保水技術

保水技術的中心理念是對開采煤礦范圍分布的水資源進行有效的調查，科學地選擇開采的范圍。針對不涵蓋隔水層或者是含水層的范圍，應當注意的是，在進行開采時不可以將開采垮落帶與水斷裂帶發育至含水層底部。針對涵蓋隔水層、含水層的范圍，應當對煤層采動覆巖破壞特點與地下水位下降規律進行有效分析。在進行開采時設置防水煤巖柱，貫徹實施保水采煤的技術，像是煤層長壁工作面淺埋保水、底板加固保水、導水斷裂帶高度的減小等技術。

1.4 處理煤殲石技術

在煤層堆放煤矸石設計巷道是目前降低煤矸石排放的一種關鍵方式，因為煤矸石圍巖的構造往往會出現比較大的變形情況，所以，務必持續優化支護巷道的技術，借助可縮性支架和填充巷道的方式實現煤矸石應用效率提升，從而控制煤矸石含量。

1.5 煤炭地下氣化技術

煤炭地下氣化技術大大地創新了傳統的采煤技術，是借助熱化學反應在地下直接轉化煤炭為能夠燃燒的氣體，且在控制污染的基礎上降低對環境的危害性。煤炭地下氣化技術實現了煤礦開采機械化水平與開采環境的優化，其屬于煤礦開采技術以后的一個重要發展趨勢。

2 采礦工程中綠色開采技術的應用方法

采礦工程中綠色開采技術的應用能夠降低對環境的破壞性，根據區域巖層分布、應力場、地壓、瓦斯水體運移場等理論，煤礦企業轉型的關鍵在于采礦工程綠色開采技術的應用。

2.1 應用煤矸石填充支護技術的方法

煤矸石充填支柱技術的應用能夠降低排放的煤矸石數量，其實現過程重點是借助奇數點順槽填充橋墩，且對橋墩間的空間進行注漿填充，進而有效的應用煤矸石，其具體的使用技巧是通過機車向罐籠硐室當中傳送煤矸石，再在順槽填充輸送帶上傳送煤矸石，在澆筑混凝土的過程中將煤矸石加入，進而使煤矸石混凝土帶形成。應當明確的是由于煤矸石充填技術還要求相應的煤矸石篩選技術，且粉碎篩選出的煤矸石。其實際應用成效是降低了排放的煤矸石數量，且實現了煤礦服務時間的延長，以及降低了煤礦出現安全事故的概率，另外，填充的大量煤矸石也使地面下沉的現象減少。

2.2 應用無煤柱開采技術的方法

無煤柱開采技術的應用原理是在上個開采范圍的輸送巷下面預留一條充填帶，進而在開采挖掘下一個階段材料巷的情況下可以順著設計好的充填帶，進而不需要對煤柱進行預留，最終使無煤柱開采實現。無煤柱開采技術的應用主要在于建構注漿填充系統，應當將專用的車場與攪拌站設計在煤礦井下，且將注漿泵硐室設計在專門回風巷的上面，從而使攪拌―泵送―填充的不間斷作業形成，其中，應當根據充填帶凝固時間、礦壓、階段面與工作面輸送巷的長度來確定充填帶的規格。

2.3 應用高效開采礦產資源的方法

不少煤礦煤層會產出比較多高價值的煤炭資源，因為受到開采效率與技術的影響，難以提高這一部分資源的應用效率，其中顯著的問題就是開采煤礦過程中排放瓦斯的現象，排放瓦斯不但使很多的資源浪費，還會污染環境，而綠色高效開采技術會在開采煤礦中過程中有效地應用瓦斯。近些年以來，國內應用瓦斯的技術不斷發展，經常應用的是低濃度瓦斯發電，基于該技術的進步，低濃度20%的瓦斯發電技術業已可以實現，甚至可以應用更低濃度的瓦斯技術，再者是瓦斯提濃，把煤礦當中搜集的瓦斯進行提濃，從而使瓦斯的應用效率提升，且借助管道應用于農業生產與工業生產，除此之外，對于濃度較高的瓦斯還能夠應用煤礦瓦斯液化技術。

2.4 應用保水開采技術的方法

作為一種新型采礦工程綠色開采技術的保水技術的中心理念是在高效開發應用煤礦資源的前提條件下，最大程度地保護地面的環境與地下水的環境。使用采礦保水技術重點是借助獨特的采煤技術與地面灌漿技術降低破壞水資源的程度。傳統的采煤技術中因為忽視了煤層會破壞水文，往往造成水位下降漏斗的形成，從而對分布的地下水產生影響作用，保水開采技術的應用兼顧到了開采煤炭會破壞水文地理與巖層，因而能夠有效地保護環境與水資源。

采礦工程中的綠色開采技術:采礦工程中綠色開采技術的研究

摘要：通過分析傳統采礦工程對環境的不利影響，闡述了綠色開采在采礦作業過程中的重要意義，研究分析了礦產與瓦斯共采技術、綠色處理矸石的技術、保水開采技術組成的綠色開采技術體系。

關鍵詞：綠色環保;采礦技術;工程技術

引言

由于礦產開采會對周邊環境造成一定程度的破壞，政府環保部門和礦產相關企業要及時對采礦施工方法進行改善，對已經開采的礦區制定后期修復方案。礦產開采過程中綠色開采技術的運用，減少對周邊環境的破壞，有助于人與自然和諧相處的可持續發展。

1傳統采礦工程對環境的不利影響

1.1采礦工程對水資源的破壞

在采礦作業過程中，由于破壞了地層結構造成大量地下水排至地表，導致地下水水位大幅下降。同時，由于開采造成的地表破壞，周邊地下河流或地上河流干涸，導致人們日常生活和農業種植嚴重缺水。周邊地表植被也因缺水而干枯，進而形成沙漠化。據不完全統計，我國每年由于采礦工程而受破壞的水資源有24億m3；而在西部地區，人們日常生活用水受到破壞程度比較嚴重[1]。

1.2采礦工程對土地資源的破壞

采礦工程對土地資源的破壞形式有多種，主要有：水土流失、土地沙漠化和地表塌陷等。據國土資源管理局的調查顯示，目前我國因采礦工程導致的地表塌陷面積已經超過40萬公頃，這相當于每開采1萬t的原煤，就有0.3公頃的土地塌陷，這一數據正在以每年0.05%的速度在增長。在煤礦的開采過程中，一般都會有矸石，其含量約為煤炭總量的20%，不進行及時的處理，矸石積累量會越來越多。目前我國存放矸石所占用的土地面積遠超1萬公頃，政府相關環保部門要督促相關礦產企業合理處理矸石閑置問題。

1.3采礦工程對大氣的破壞

在采礦過程中由于環境的變化，會產生大量有毒有害的氣體，如CO2、CH4、SO2等。這些氣體不但會增加開采的難度，也會污染大氣環境，其中CO2等氣體是導致全球性變暖的主要成分。由上述可見，我國礦產開采過程中所導致的大氣問題，且礦區環境容量不能承受如此巨大的污染量，而礦產又是國家發展必不可少的資源。因此，我國環保部門要積極敦促礦產企業，及時研發綠色開采機械設備，采取綠色采礦措施，最大限度的降低采礦工程對周邊環境的破壞。

2應用綠色開采技術的必要性和重要意義

2.1礦井中資源的再利用

在礦產開采過程中，要盡量避免對周邊土地資源的破壞。廣義上的礦區資源主要包括煤層內存在的瓦斯、矸石、地下水及周邊礦床等。對于礦區資源要做到物盡其用，在保證礦區周邊環境不被破壞的情況下，對礦區資源進行合理開采、利用[2]。以往礦產企業在開采過程中，只專注對瓦斯進行防治，保證在礦產開采過程中不出現安全事故。但在這過程中，卻忽略了瓦斯的益處。礦井水和地址類型，通常是根據礦井的涌水量、地質水文條件等相關參數來進行劃分。在開采過程中，礦井水通常被當做水害來處理，這是對水資源的浪費行為。因此，礦產企業在對地下水進行防治時，要對其他資源進行合理的利用，這不僅可以為公司節約采礦成本，還可為公司帶來巨大的副產值。

2.2綠色開采技術的相關理論問題

礦產開采過程導致的一系列環境問題，是對地層破壞帶來的結果。如果地層被破壞導致巖層運動，不僅增加了礦產開采的難度，還會形成裂隙巖體。礦產綠色開采技術的主要理論基礎是：對開采過程中出現的各類巖層變化規律進行總結分析，從防護的角度總體開展工作，進而利用先進設備或措施對礦區資源進行科學、合理的處理，使得物盡其用，以減少因采礦工程而產生的一系列環境問題。

3綠色開采技術的相關技術體系

3.1礦產與瓦斯共采技術

瓦斯是導致全球變暖的一種氣體，同時也是綠色環保的清潔能源。在礦區由于存在大量瓦斯氣體，采礦過程中稍不注意便會引發重大安全事故。因此，要盡量將瓦斯氣體合理進行資源化，建議采取以下措施、技術進行開采：一是開采前的瓦斯抽采技術，在全面開采工程開始之前，對礦井內、煤層內的瓦斯氣體抽出，這很大程度上降低了礦井安全事故的發生機率。但由于我國礦井內透氣性普遍不高，針對這種情況，瓦斯抽采技術需要更進一步的改進。二是礦產、瓦斯共采技術，在開采完礦產之后，采空區會產生壓力差釋放大量瓦斯氣體，此時再進行瓦斯的抽采。三是對開采完的廢棄礦井抽采瓦斯，廢棄的礦井煤層蘊含大量瓦斯氣體，針對這種情況，可以利用巖層內部的裂隙，科學地進行瓦斯抽采。

3.2綠色處理矸石技術

我國采礦過程中，每年都至少有5億t的矸石廢棄。大量的矸石閑置沒有及時進行處理，對地形地貌有嚴重的影響。同時由于矸石在40~50℃時會發生自燃，這不僅對大氣造成污染，還增加了火災等事故的發生概率。如果政府環保部門不督促礦產企業對矸石及時進行處理，就會增加事故的發生幾率，造成環境污染[3]。因此，各地政府環保部門要建立完善的監督管理制度，以敦促相關礦產企業及時采取合理的措施，或是開發減少采礦工程中矸石排出的綠色開采技術。減少矸石排出量還可以從優化巷道布置結構入手，但相關挖掘技術又涉及到對巷道的維護技術上，而隨著采礦的不斷深入開展，就不得挖掘巖石巷道。因此，要避免安全事故和污染的產生，就要對現行采礦措施或技術及時進行更新，同時根據不同礦層情況，采取不同的采礦措施，盡可能減少矸石的排出量。

3.3保水開采技術

保水開采技術和防止潰水開采技術有很大的不同，防止潰水開采技術要求開采工作嚴格按照規章進行的預防措施；而保水開采技術是在進行礦產開采的同時，保證周邊地質水文不受很大影響。在某些地區，在礦產開采完之后巖層還會發生間斷性運動形成地下漏斗，隨著降雨的增加會逐漸消失；但在一些地區，由于地質或開采方式的區別，礦產開采完之后會形成水洼，這對當地環境造成一定的影響。所以，礦產企業要嚴格按照政府環保部門的要求，采取合理的開采措施，不能為了利益就肆意破壞當地生態環境，始終要堅持科學、可持續的發展觀念。

4結語

開采過程中出現的一系列環境問題，需要各級政府環保部門和相關礦產企業積極落實綠色發展觀，針對各地不同的地質條件，制定科學的開采措施，同時需要礦產企業加大對先進開采設備的研發投入和加大對先進綠色開采技術的研究投入力度，盡最大可能降低采礦工程對礦區周邊環境的影響。對已經進行礦產開采的地區，要及時制定綜合性治理方案。

作者：鄭媛 單位：山西省煤炭建設監理有限公司