采矿工程中绿色开采技术的相关应用

2018-11-30赵龙

炎黄地理 2018年11期

赵龙

（山东黄金集团（莱州）有限公司三山岛金矿，山东莱州 261442）

引言

在传统的采矿工程开采过程中，需要进行大量的挖掘施工，对地表植被、地下水层原本的径流等等都造成了极大的破坏，严重影响了当地的生态平衡以及生态环境的可持续发展。特别是采矿工程施工对环境的破坏，其影响效果会持续很长时间，对当地的社会经济都会造成严重的影响，不利于当地社会经济的可持续发展，更对人们的生存环境造成了严重的威胁。因此，在采矿工程中实施绿色开采技术，实现经济建设与自然生态环境的和谐统一，在实施采矿施工的过程中，最大限度的保证周边的环境，就成为我国社会经济建设过程中的重要内容和原则，也是建设可持续发展型和环境友好型社会的必要措施。

1 采矿工程活动中对环境造成的影响

1.1 采矿工程中对水资源的破坏

在采矿过程中会碰到很多的环境污染问题，其中最为典型的就是对于周边水环境的破坏。一些采矿工程进行时会破坏地下水层的径流，使其地下水逐渐的浮出地表。而矿区中的地下水位会逐渐下降，成为一个漏斗形状。此类情况会给水文环境造成非常大的影响。不仅影响水质，还会在开采过程中应地表变形引发水土流失问题，严重的可能会使周边的河流枯竭断流，影响周边居民的生活。

1.2 采矿工程对于土地资源的破坏

除了对水文环境影响以外，采矿工程可能会对于周边土地资源造成破坏。比较典型的环境问题例如周边土地荒漠化，采矿工程留下的固体废弃物堆积到地表引发水土流失。这些废弃物在地表占有很大的位置，不仅污染环境也影响土地后期利用。

1.3 采矿工程对于大气环境造成的破坏

矿产资源在进行开采时会产生很多种有害气体，我们最常见的就是瓦斯气体以及部分的二氧化硫和二氧化碳。这些有害气体一旦散发在空气中就会极大的影响周边环境的植物生长，而且对于在矿场地区周围的人们身体健康也会造成危害。

2 采矿工程中绿色开采技术的相关应用要点

2.1 煤与瓦斯共采技术应用

煤与瓦斯共采技术的是当前采矿工程中绿色开采技术的重要组成内容，其主要通过对采矿期间所排有害气体进行实时设置，以减少有害气体排放，降低其对周边区域空气污染为根本开展进行相应作业。这个过程中结合我国煤矿地质基本条件，煤层中气体往往很难渗透出来，因此在开矿期间智能排完气再采矿；而煤与瓦斯共采技术可有效将瓦斯与矿产做同步开采，实现对瓦斯高效回收利用，降低环境污染同时促进整体矿产资源开采效率。我国品质较高煤矿资源多存在煤层中，且煤层中所含瓦斯量相对较大，煤与瓦斯共采技术应用可以将瓦斯、二氧化硫等气体做煤层抽离，以此有效提升工人工作效率和工作安全性。

这个过程中对相应煤层中瓦斯浓度的检测，明确煤层中瓦斯浓度小于20%时将其用作发电配置，有效提升开矿能源；针对浓度较高瓦斯则采用液化技术确保其煤层瓦斯能够得到高效回收利用。

2.2 保水开采技术应用

以往的采矿工程开采期间，相应工作人员会忽略对水资源的保护，继而导致周围水资源被污染破坏，造成水位现将生态环境受损的状况发生。保水开采技术作为新型绿色开采技术，利用保水开采技术能够最大限度保障区域内水资源不被污染破坏；这个过程中通过特定采煤技术和地面灌浆技术使工作人员在开采期间可以很好的对地下水层进行保护，避免开矿对地表及地下水资源的损害。保水开采技术应用在矿石开采前，相应工作人员必须对周围区域内水资源、地质结构做全方位调查，预先设定实施开采工作方法，同时做好开采工作对地质、水层所造成影响预测，明确其是否存在改变地下水层原有形态的因素，以此选取合适开采区间。在开采范围内未做隔水层设定时，将可能塌陷地层与含水层做实时隔开；而开采范围内若有隔水层，则设置相应水煤岩柱来有效降低煤矿开采对地下水位的影响，保障整个开采期间不会对周边水环境造成污染破坏。

2.3 采空区的充填技术

针对采空区问题的绿色开采技术，主要通过充填技术解决采空区。传统充填技术主要采用粉煤灰、水等作为充填料，其成本过程，还可能会产生二次污染，因此不利于普遍应用。随着绿色理念的应用，改进后的绿色充填技术主要有以下两种方法：

（1）采空区冒落矸石空隙注浆胶结充填法。这种充填方法的特点就是利用顶板冒落形成的矸石，作为充填过程中的支撑主体，在矸石的空隙中充填特殊材料，使其固结成为一个整体，提高力学强度，从而对上部岩层起到有效的支撑作用，有效解决地面塌陷、沉降等问题。

（2）交替胶结充填法。这种方法使用矸石河沙的混合物作为填充料，矸石与河沙混合后，形成牙膏状的半流体，能够密实的充填到采空区中，从而形成稳定的力学支撑体，对上部岩层进行有效支撑。

2.4 “无矿柱开采”技术

“无矿柱开采”技术主要原理是预先在上个开采区域输送巷下留出充填带，其作用是，进入下阶段开采时发挥作用，达到不预留矿柱的目的，实现无矿柱开采。该技术主要用于建构注浆型填充系统，应在铁矿井下设计和建设专用的车场与搅拌站，同时，还要在“专门回风巷”上面位置，科学设计出“注浆泵硐室”，目的是形成“搅拌—泵送—填充”这种连续式的作业模式，其中，充填带规格确定依据包括：①充填带的凝固时间；②矿压大小；③阶段面与工作面输送巷间长度。