采矿工程中绿色开采的应用探究

孙法东 张磊 王业亮

摘 要：现阶段，随着我国经济社会的不断发展与进步，人们对于各种能源的需求越来越高的同时，人们也加大了对环境保护问题的关注力度，从而使得人们对于采矿工程中所采用的技术也加大了其重视程度。不仅仅是煤炭的开采，同时各类金属类的开采也同样面临着极大的困难和严峻的挑战。随着采矿量的不断增加，其中也暴露出了诸多问题急需解决，例如目前由于采矿工程所带来的的环境破坏问题，更应该引起相关部门的重视程度。合理的采用绿色开采模式是未来采矿工程得以顺利发展的趋势之一，其也值得我们更加深入的进行探讨和分析。基于此，本文对采矿工程中绿色开采的应用进行分析。

关键词：采矿工程；绿色开采；技术；应用

1采矿工程应用绿色开采的意义

矿产开采过程中，一系列因开采而造成的环境问题往往都是由采矿技术导致的，例如由于破坏原始覆岩层结构而导致水体污染，降低土壤质量，造成地面沉降，破坏地表景观等。绿色开采技术的应用，能够保护地下水资源，实现保水开采；减少因开采而导致的地表沉陷，避免对地面建筑造成破坏，实现减沉开采；减少煤矿矸石的排放，避免矸石堆积，实现矸石减排。由此可见，绿色开采技术的应用，能够提升采矿工程环境效益，促进采矿工程实现经济效益与社会效益的共赢。

2采矿工程中的绿色开采技术及其应用

2.1煤矿采空区充填技术及其应用

煤矿开采过程中，由于煤体和煤矸石被开采移出，使地下形成空洞或空腔，造成地面沉降或地表坍塌，导致环境的破坏。传统的采空区充填技术主要有矸石带状充填、矸石自溜充填、水力充填、风力充填以及灰煤粉充填等。矸石带状充填通过沿工作面砌筑矸石带，达到充填支撑作用，但是其工作量大，充填效率较低；矸石自溜充填设备简单、材料要求低，但充填效果差；水力充填效果好，但对设备和材料的要求较高；风力充填较水力充填系统简单，但充填成本高，效果不及水力充填；粉煤灰充填强度较低，而且会对环境造成二次污染。

融合绿色开采技术的新型采空区充填技术，从提高充填效果、注重资源回收循环利用以及环境保护等目标出发，在传统充填技术上做了较大的改进。采空区冒落矸石空隙注浆胶结充填技术，利用冒落带的特点，在冒落矸石间的空隙没有被压实之前，通过钻孔向离层注入具有固化功能的细粒浆体，充填后的浆体与冒落矸石胶结，从而达到支撑上覆岩层的目的。交替胶结充填也被称作膏体胶结充填，将矸石、粉煤灰、工业炉渣及河沙等材料混合，加工成膏状浆体，通过充填泵输送至地下的采空区，从而达到充填支撑的效果。

2.2保水开采技术及其应用

保水開采技术的施工原则是在对矿产资源进行开采前就详细调查矿产周边水资源的分布情况，然后科学、合理地对开采范围进行选择。如果施工范围内含有隔水层或是含水层，并且无法避开，那么要先对地下水位的下降规律以及煤层采动覆岩的破坏特点进行认真分析，并在开采过程中设置防水煤岩柱，将保水采煤的技术贯彻落实到开采过程中，比如底板加固保水，降低导水断裂带高度、煤层长壁工作面浅埋保水等。以往在对地下矿产资源进行开采的过程中，由于技术手段落后，环保意识不强，不仅地表环境遭到损毁，很多珍贵的地下水资源也遭到破坏和污染。为了使水资源得到有效保护，在采矿工程中，我们应当充分认识到保护水资源的重要性，加强环保意识，对涉及地下水资源的开采工程要积极采用绿色开采技术来降低对水资源的破坏程度。对开采技术和工艺进行完善和优化，将保水技术进行恰当的应用是对水资源进行保护的一种有效措施，除此之外，我们还应当对水资源的直接保护措施也予以足够的重视。地面灌浆技术可以形成一层地下水的保护结构，有效避免水资源遭受采矿工程的施工影响，进而起到保护水资源免受污染的作用，同时也能防止地下水结构被破坏。

2.3煤炭和瓦斯的共采技术及其应用

瓦斯是一种有毒气体，当气体达到一定浓度时，可以使人窒息；它还具有可燃性，容易燃烧甚至爆炸；同时它也是导致温室效应的主要因素。但瓦斯也并非一无是处，如果可以将其资源化，同样可以为我所用。因此，在煤矿开采工程中，我们可以采取以下技术来有效降低瓦斯所产生的危害。如果我们可以在煤炭开采之前就利用抽采技术，将瓦斯气体从煤层中抽离出来，那么就可以大大提高采煤工程的安全性，降低安全事故的发生率。但由于我国煤矿资源具有煤层渗透率低且变化程度高的特点，因此要想在开采前对瓦斯进行预抽还存在较大的技术困难。煤炭和瓦斯共采技术是目前一种可行性比较高的开采技术，它是利用围岩压力会因煤炭的开采而大大降低的契机来进行瓦斯抽取的。当煤炭开采后，围岩压力降低，岩层的移动会使渗漏率增加，采空区便会有大量的瓦斯气体被释放，这时再对其进行抽取便会容易得多。废弃矿井的煤层中也含有很多瓦斯气体，我们可以根据岩体内裂隙场的分布情况将废弃矿井中的瓦斯气体抽出。

2.4煤矸石填充支护技术及其应用

煤矿开采过程中所产生的煤矸石过量堆积会造成土地资源无法合理利用。采用煤矸石填充支护技术可以有效的降低煤矸石的排量。该技术的主要实现原理是，通过奇数点分顺槽低桥墩进行填充，并且桥墩之间的空隙用注浆进行相应的填充，从而可以将煤矸石充分运用起来。但是，在采用该方法对煤矸石进行利用的过程中，首先要做的是对煤矸石进行相应的筛选，并且将筛选出来的煤矸石进行一定的粉碎再利用。通过该技术可以有效解决煤矸石的排放问题，有效降低安全事故发生概率的同时也降低了地面下沉问题的发生。

2.5煤炭地下气化技术及其应用

相对于传统的采煤工艺来说，煤炭地下气化技术是具有革命性的创新技术。这一技术主要是通过热化学反应将煤炭直接在地下转换成可燃性气体，同时还要设置有效的污染控制措施来减少对环境的危害。对于这一技术来说，可以极大地改善煤矿开采的环境以及所要用到的机械化程度，这是对于未来煤矿开采技术要重点研究的方向。

2.6无煤柱开采技术及其应用

无煤柱开采技术，是在前一个开发区域的输送巷下面，预留一条充填带，在开采下一个阶段材料巷时，可以沿着预留的充填带，而不需要再预留煤柱，从而实现无煤柱开采。无煤柱开采的关键在于构建注浆填充系统，主要设备，如车场和搅拌站应置于井下，注浆泵硐室置于回风巷的上面，保证搅拌、泵送和填充的不间断作业。此外，预留充填带的设计要根据充填带的凝固时间、矿压及工作面输送巷长度等，严格控制充填带的规格。

结语

综上所述，我们通过以上对采矿工程中绿色开采技术的相关应用分析，知道了我国要想走可持续发展的道路，就必须在进行资源开采的同时保护好我们的环境，切不能以牺牲环境为代价盲目的追求经济利益。而本文也对上述问题做出了很好的分析说明，这是我们每一个矿区都应该密切关注的，每个矿区都应该结合自己的实际情况去积极的研究、探讨适合自己的绿色开采技术，因为这不仅仅是资源开采的问题，这也是为我们的子孙留住绿水青山的有效途径。

参考文献

[1]宋峰军.采矿工程中绿色开采技术的应用探讨[J].能源与节能，2016（09）：175-176.

[2]郑媛.采矿工程中绿色开采技术的研究分析[J].机械管理开发，2016，31（09）：173-174.

作者简介

第一作者：姓名：孙法东 身份证号码：370481197209232319

第二作者：姓名：张磊 身份证号码：370406199201050018

第三作者：姓名：王业亮 身份证号码：370404198209135019

（作者单位：汉诺联合集团有限公司）