采礦工程中綠色開采技術(shù)的研究

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摘要：通過分析傳統(tǒng)采礦工程對(duì)環(huán)境的不利影響，闡述了綠色開采在采礦作業(yè)過程中的重要意義，研究分析了礦產(chǎn)與瓦斯共采技術(shù)、綠色處理矸石的技術(shù)、保水開采技術(shù)組成的綠色開采技術(shù)體系。

關(guān)鍵詞：綠色環(huán)保;采礦技術(shù);工程技術(shù)

引言

由于礦產(chǎn)開采會(huì)對(duì)周邊環(huán)境造成一定程度的破壞，政府環(huán)保部門和礦產(chǎn)相關(guān)企業(yè)要及時(shí)對(duì)采礦施工方法進(jìn)行改善，對(duì)已經(jīng)開采的礦區(qū)制定后期修復(fù)方案。礦產(chǎn)開采過程中綠色開采技術(shù)的運(yùn)用，減少對(duì)周邊環(huán)境的破壞，有助于人與自然和諧相處的可持續(xù)發(fā)展。

1傳統(tǒng)采礦工程對(duì)環(huán)境的不利影響

1.1采礦工程對(duì)水資源的破壞

在采礦作業(yè)過程中，由于破壞了地層結(jié)構(gòu)造成大量地下水排至地表，導(dǎo)致地下水水位大幅下降。同時(shí)，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(dǎo)致人們?nèi)粘Ｉ詈娃r(nóng)業(yè)種植嚴(yán)重缺水。周邊地表植被也因缺水而干枯，進(jìn)而形成沙漠化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，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(qū)，人們?nèi)粘Ｉ钣盟艿狡茐某潭缺容^嚴(yán)重[1]。

1.2采礦工程對(duì)土地資源的破壞

采礦工程對(duì)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(jù)國土資源管理局的調(diào)查顯示，目前我國因采礦工程導(dǎo)致的地表塌陷面積已經(jīng)超過40萬公頃，這相當(dāng)于每開采1萬t的原煤，就有0.3公頃的土地塌陷，這一數(shù)據(jù)正在以每年0.05%的速度在增長(zhǎng)。在煤礦的開采過程中，一般都會(huì)有矸石，其含量約為煤炭總量的20%，不進(jìn)行及時(shí)的處理，矸石積累量會(huì)越來越多。目前我國存放矸石所占用的土地面積遠(yuǎn)超1萬公頃，政府相關(guān)環(huán)保部門要督促相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)合理處理矸石閑置問題。

1.3采礦工程對(duì)大氣的破壞

在采礦過程中由于環(huán)境的變化，會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害的氣體，如CO2、CH4、SO2等。這些氣體不但會(huì)增加開采的難度，也會(huì)污染大氣環(huán)境，其中CO2等氣體是導(dǎo)致全球性變暖的主要成分。由上述可見，我國礦產(chǎn)開采過程中所導(dǎo)致的大氣問題，且礦區(qū)環(huán)境容量不能承受如此巨大的污染量，而礦產(chǎn)又是國家發(fā)展必不可少的資源。因此，我國環(huán)保部門要積極敦促礦產(chǎn)企業(yè)，及時(shí)研發(fā)綠色開采機(jī)械設(shè)備，采取綠色采礦措施，最大限度的降低采礦工程對(duì)周邊環(huán)境的破壞。

2應(yīng)用綠色開采技術(shù)的必要性和重要意義

2.1礦井中資源的再利用

在礦產(chǎn)開采過程中，要盡量避免對(duì)周邊土地資源的破壞。廣義上的礦區(qū)資源主要包括煤層內(nèi)存在的瓦斯、矸石、地下水及周邊礦床等。對(duì)于礦區(qū)資源要做到物盡其用，在保證礦區(qū)周邊環(huán)境不被破壞的情況下，對(duì)礦區(qū)資源進(jìn)行合理開采、利用[2]。以往礦產(chǎn)企業(yè)在開采過程中，只專注對(duì)瓦斯進(jìn)行防治，保證在礦產(chǎn)開采過程中不出現(xiàn)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(jù)礦井的涌水量、地質(zhì)水文條件等相關(guān)參數(shù)來進(jìn)行劃分。在開采過程中，礦井水通常被當(dāng)做水害來處理，這是對(duì)水資源的浪費(fèi)行為。因此，礦產(chǎn)企業(yè)在對(duì)地下水進(jìn)行防治時(shí)，要對(duì)其他資源進(jìn)行合理的利用，這不僅可以為公司節(jié)約采礦成本，還可為公司帶來巨大的副產(chǎn)值。

2.2綠色開采技術(shù)的相關(guān)理論問題

礦產(chǎn)開采過程導(dǎo)致的一系列環(huán)境問題，是對(duì)地層破壞帶來的結(jié)果。如果地層被破壞導(dǎo)致巖層運(yùn)動(dòng)，不僅增加了礦產(chǎn)開采的難度，還會(huì)形成裂隙巖體。礦產(chǎn)綠色開采技術(shù)的主要理論基礎(chǔ)是：對(duì)開采過程中出現(xiàn)的各類巖層變化規(guī)律進(jìn)行總結(jié)分析，從防護(hù)的角度總體開展工作，進(jìn)而利用先進(jìn)設(shè)備或措施對(duì)礦區(qū)資源進(jìn)行科學(xué)、合理的處理，使得物盡其用，以減少因采礦工程而產(chǎn)生的一系列環(huán)境問題。

3綠色開采技術(shù)的相關(guān)技術(shù)體系

3.1礦產(chǎn)與瓦斯共采技術(shù)

瓦斯是導(dǎo)致全球變暖的一種氣體，同時(shí)也是綠色環(huán)保的清潔能源。在礦區(qū)由于存在大量瓦斯氣體，采礦過程中稍不注意便會(huì)引發(fā)重大安全事故。因此，要盡量將瓦斯氣體合理進(jìn)行資源化，建議采取以下措施、技術(shù)進(jìn)行開采：一是開采前的瓦斯抽采技術(shù)，在全面開采工程開始之前，對(duì)礦井內(nèi)、煤層內(nèi)的瓦斯氣體抽出，這很大程度上降低了礦井安全事故的發(fā)生機(jī)率。但由于我國礦井內(nèi)透氣性普遍不高，針對(duì)這種情況，瓦斯抽采技術(shù)需要更進(jìn)一步的改進(jìn)。二是礦產(chǎn)、瓦斯共采技術(shù)，在開采完礦產(chǎn)之后，采空區(qū)會(huì)產(chǎn)生壓力差釋放大量瓦斯氣體，此時(shí)再進(jìn)行瓦斯的抽采。三是對(duì)開采完的廢棄礦井抽采瓦斯，廢棄的礦井煤層蘊(yùn)含大量瓦斯氣體，針對(duì)這種情況，可以利用巖層內(nèi)部的裂隙，科學(xué)地進(jìn)行瓦斯抽采。

3.2綠色處理矸石技術(shù)

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(shí)進(jìn)行處理，對(duì)地形地貌有嚴(yán)重的影響。同時(shí)由于矸石在40~50℃時(shí)會(huì)發(fā)生自燃，這不僅對(duì)大氣造成污染，還增加了火災(zāi)等事故的發(fā)生概率。如果政府環(huán)保部門不督促礦產(chǎn)企業(yè)對(duì)矸石及時(shí)進(jìn)行處理，就會(huì)增加事故的發(fā)生幾率，造成環(huán)境污染[3]。因此，各地政府環(huán)保部門要建立完善的監(jiān)督管理制度，以敦促相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)及時(shí)采取合理的措施，或是開發(fā)減少采礦工程中矸石排出的綠色開采技術(shù)。減少矸石排出量還可以從優(yōu)化巷道布置結(jié)構(gòu)入手，但相關(guān)挖掘技術(shù)又涉及到對(duì)巷道的維護(hù)技術(shù)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(chǎn)生，就要對(duì)現(xiàn)行采礦措施或技術(shù)及時(shí)進(jìn)行更新，同時(shí)根據(jù)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(shù)

保水開采技術(shù)和防止?jié)⑺_采技術(shù)有很大的不同，防止?jié)⑺_采技術(shù)要求開采工作嚴(yán)格按照規(guī)章進(jìn)行的預(yù)防措施；而保水開采技術(shù)是在進(jìn)行礦產(chǎn)開采的同時(shí)，保證周邊地質(zhì)水文不受很大影響。在某些地區(qū)，在礦產(chǎn)開采完之后巖層還會(huì)發(fā)生間斷性運(yùn)動(dòng)形成地下漏斗，隨著降雨的增加會(huì)逐漸消失；但在一些地區(qū)，由于地質(zhì)或開采方式的區(qū)別，礦產(chǎn)開采完之后會(huì)形成水洼，這對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成一定的影響。所以，礦產(chǎn)企業(yè)要嚴(yán)格按照政府環(huán)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(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，始終要堅(jiān)持科學(xué)、可持續(xù)的發(fā)展觀念。

4結(jié)語

開采過程中出現(xiàn)的一系列環(huán)境問題，需要各級(jí)政府環(huán)保部門和相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)積極落實(shí)綠色發(fā)展觀，針對(duì)各地不同的地質(zhì)條件，制定科學(xué)的開采措施，同時(shí)需要礦產(chǎn)企業(yè)加大對(duì)先進(jìn)開采設(shè)備的研發(fā)投入和加大對(duì)先進(jìn)綠色開采技術(shù)的研究投入力度，盡最大可能降低采礦工程對(duì)礦區(qū)周邊環(huán)境的影響。對(duì)已經(jīng)進(jìn)行礦產(chǎn)開采的地區(qū)，要及時(shí)制定綜合性治理方案。

參考文獻(xiàn)

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作者：鄭媛 單位：山西省煤炭建設(shè)監(jiān)理有限公司