对矿山开釆防沉降及绿色开釆技术要点的探讨

2020-12-09胡兴华

中国金属通报 2020年22期

胡兴华

（大余龙威钨业有限公司，江西赣州 341000）

在我国煤矿开采行业发展的初期，会将焦点在生产效率上，就是希望以更快的方式获取到更加多的煤矿资源，此时往往会以粗放化的发展方式来进行，这样就会忽视对于环境的保护，实际经营管理理念也比较落后，甚至存在过度开采的情况，有的地方甚至因此出现了大量的地质灾害，造成极其负面的影响。显然在建设生态文明社会的背景下，这种矿山开采行为是会被摒弃的，于是就需要在实际矿山开采的过程中，使用防沉降以及绿色开采技术，以确保依靠技术手段提升实际开采质量和效益。

1 绿色开采技术的概况

1.1 绿色开采技术的内涵

绿色开采技术的本质，就是处理好矿产资源开采与环境保护之间的关系，确保在开采资源的过程中，不会造成环境污染或者造成较低的环境污染，使得矿产资源的使用进入到高效化和环保化的状态，这样可以对于环境起到良好的保护效能。从某种角度上来讲述，绿色开采技术是现代煤矿发展的必然趋势，其关注的不仅仅是资源的利用效率，还关注到环境的保护，充分展现出可持续发展的理念，是值得在实际煤矿开采实践中推崇的。

1.2 绿色开采技术的特点

基于上述内涵，可以发现相比较之前开采技术，矿山绿色开采技术的特点集中体现在：其一，专业性，因为关注的技术指标更加多，不仅仅要确保资源开采率还需要控制环境污染指标，此时的技术必然是专业性很高的，否则就难以处理好这两者之间的关系；其二，效益综合性，使用矿山绿色开采技术不仅仅可以使得经济效益得到提升，还可以使得社会效益和生态效益得以提高，由此展现出效益的综合性特点；其三，低排放性，就是说在实际绿色开采技术方案中，实际的开采行为可以达到高利用低排放的特点，继而使得开采行为朝着绿色化的方向发展和进步。

2 矿山开采防沉降技术要求分析

防止出现沉降，这是开采过程中首先需要保证的。在不同的开采环境下，实际防沉降需要关注的节点是不一样的，以全部填充开采为例，在实际煤炭开采计划执行之后，需要对于空的区域进行固体材料的回填，这样可以使得顶板岩层的下沉得到控制，使得地表变形发生风险得到管理，使得下沉的问题得到解决，这样就可以确保地面建筑处于理想的状态。在此过程中，大多数会选择以水沙填充的方式或者风力填充的方式来进行。再者如果是条带式的开采模式，此时就需要注意的是：要遵循煤层以及以上覆岩层组合的原则，以采留比为基准，保证开采一条，并且预留一条。当然这种方式多数可以使用到地下煤矿资源开采中，因为可以保留对应的煤柱形，可以发挥其对于覆岩层的支撑效能，这样就不太容易出现变形或者位移的情况；还有就是可以以协助式的方式来进行开采，关注于工作面开采间距，开采位置，开采顺序等维度，做好多方面的规划和安排，依靠这样的架构，可以使得开采与地表变形之间达到抵消的状态，这样也可以降低实际变形风险。另外，还需要注重实际开采过程的精细化管理，此时需要将关注点设定在：其一，充填采空区在选择材料的时候，也需要谨慎处理，此时可以将井下废石，尾矿作为首选，这样可以与缓冲层保持吻合。大量的工程表明，使用充填方式，可以使得采空区处于相对稳定的状态，此时处理方案的选择是至关重要的。再者，在浅孔留矿采矿法使用的时候，还需要控制好采场结构参数，并且预留对应的柱子，设定好对应的尺寸。还需要控制好开采的顺序，依靠科学合理的方案，确保巷道断面大小，巷道断面的形状达到理想状态。接着在锚杆支护的时候，还需要注意实际支撑系统和加固系统的使用，对于采空区域，还可以使用十米跨度的顶柱，引导锚杆支护进入到更加理想的状态。

3 矿山绿色开采技术控制要点分析

矿山绿色开采技术的控制和管理，也是实际技术系统中的重要节点，对此就需要以精细化管理的意识来进行管控，详细来讲述实际技术控制的要点在于：

3.1 煤炭瓦斯共同开采技术

在煤矿资源开采的过程中，还以岩层移动，岩层破坏状态为对象，做好综合研判，确保可以对于瓦斯产生良性的效用，这样就可以使得实际瓦斯抽取率得到提升。该技术在此过程中的使用，可以形成采煤系统和抽取采瓦斯系统，依靠岩层的移动，使得煤层的渗透率不断提升，并且在此过程中还可以为瓦斯的移动创造良好的环境，实际瓦斯抽取节点也能够得到有效的控制。再者，在实际技术开采的阶段，需要将技术控制的焦点放在煤层透气性管理上，依靠抽采工艺，使得实际的生产效率和效益得到不断提升。

3.2 煤巷支护技术和矸石处理技术

煤矿资源开采处于高效化的状态，仅仅是一个管控指标，还需要对于煤巷支护技术进行优化部署。在此过程中实际技术控制的细节在于：要实现矸石数量的控制，尽可能的使用煤巷来替代岩巷，由此形成理想的技术环境；在采掘煤矿的时候，还需要做好岩石巷道的挖掘，此细节也是需要进行管理的；在该技术使用的过程中，还需要利用矸石井下处理系统，沿着空留巷和条带煤柱内部来进行填充操作，在此基础上进入到无煤柱开采状态，这样也可以起到理想的技术控制效果。

3.3 填充开采技术

填充开采过程也需要进行管理，在选择材料的时候，需要以煤矸和粉煤灰为主要材料，这样的材料方案可以使得资源的效率得到提升，还可以控制出现地面坍塌的情况。再者，地面上的废弃物和垃圾会因此被消耗，有着明显环保性的效能。在多种充填方式中，最为理想的方案有：矸石充填方案，水沙充填方案和膏体充填方案。在膏体填充的过程中，流动性处于较高的状态，凝结度也比较高，因此可以快速的达到填充效果。

4 矿山绿色开采技术使用策略

矿山绿色开采技术效益的发挥，需要对应的行为主体，妥善的结合实际情况，设计科学的绿色开采技术方案，综合运用多方面的绿色开采资源，以进入到理想的绿色开采格局中去。在此过程中，矿山绿色开采技术使用中，需要积极做好如下几个方面的工作。

4.1 积极构建力量的煤矿绿色开采技术使用环境

正确看待当前我国煤炭资源的储存情况和发展形势，设定正确的煤炭绿色开采和绿色开采技术的方向，应该将实际的焦点放在：如何实现有限资源的开发和保护；如何确保矿井采煤方法是更加理想的；煤层巷道支护技术和矸石排放技术的有效使用；煤与瓦斯共采技术的发展；煤矿地下气体技术的使用；塌陷区域生态治理技术方案的设计；对应煤矿开采区域环境恢复技术的使用。

4.2 注重煤炭以及伴生资源利用朝着综合性的方向进展

煤层气的综合运用，也应该成为矿山绿色开采技术系统架构的重要节点。全国高瓦斯矿区，有很多已经建设了燃气往复式内燃机发电站，还有部分是民用煤层气储存站，敷设了对应官网，与附近居民燃气系统是关联的。当然仅仅依靠这样的方式未必能够达到理想的综合效益，此时就需要将发力点放在煤层气的综合开发上，主要有：其一，关注低密度瓦斯和煤矸石的综合利用。从前主要使用的区域有，煤矸石电厂，煤矸矿石发电厂，煤矸石建材厂，煤矸石复垦厂等。除此之外，还有煤矸石生产铝，生产铁，煤矸石新型工业填料等方向；其二，强化瓦斯制造工业炭黑，清洁发展机制项目的发展，加大实际投入，实现研究系统的加固，这样才能够使得瓦斯综合利用进入到更加理想的状态[1]。

4.3 注重清洁燃烧以及相关产品深化技术的发展

高度重视清洁燃烧方面，以及相关产品深化技术的发展。比如发展洗选技术，使得实际的洗选率得以不断提升，再者关注水煤浆技术的发展，使得煤炭清洁燃烧达到更加理想的状态，对于大型专门燃用水煤浆电厂和新型燃用设备，要成为实际成本控制和资源利用的重要设备支撑。国家在此方面应该积极从消费领域，政策扶持领域来进行优化，确保实际技术的政策环境能够进入到更加理想的状态[2]。

4.4 基于科技进步进入绿色开采技术创新格局

在绿色技术创新发展的过程中，也需要积极进行资金的投入，企业直接经济收入不是很高，此时就可能出现这样尴尬的局面：社会效益和环境效益比经济效益低，此时技术创新动力就陷入到不足的状态。为了改变这样的局面，国家需要引起高度重视，加大对于煤炭科技进步资金的付出，引入国家相关的先进技术，强化煤炭绿色开采技术的发展，依靠矿产资源的优化，重大技术的改造方面的优惠政策，使得环境保护与技术研发进入到更加融合的状态[3]。

5 矿山绿色开采技术发展趋势分析

随着国家越来越重视环境保护工作的开展，在资源开采方面的要求会越来越严格，关于环保方面的诉求也会朝着更加多元化的方向进展。无论是从政策引导的角度来看，还是从技术发展的角度来看，都需要以正确的视角去审视矿山绿色开采技术发展方向问题。

5.1 法制化发展

矿山绿色开采事业的发展，需要健全的社会支撑机制，这一点是毋庸置疑的。对于当前绿色开采而言，牵涉到的社会支撑系统，首先就需要考虑到立法问题和行政环境优化问题。尤其在当前关于此方面的法律法规处于相对滞后的状态，绿色开采行为的支持力度不够，影响到对应行为主体积极参与的意识，而违背绿色开采初衷的行为比较多，但是这种行为的惩处力度又处于严重不足的状态。再者，政府在实现经济政策制定的时候，多数会从市场经济体制的角度入手，绿色开采导向性也不是很理想。为了改变这样的局面，就需要高度关注实际资源价格政策的有效制定，确保对应政策可以使得矿产资源绿色开采进入到正轨，并且对于过度开采行为进行更加好的控制，这将为实际矿山绿色开采技术的发展创设良好的合规环境。从这些角度来看，矿山绿色开采技术势必会朝着法制化，合规化和规范化的方向发展，未来矿山开采的行为也会进入到更加精细化的管理状态，由此营造出良好的矿山开采行业发展格局[4]。

5.2 国际化发展

全球各个国家和地区都高度关注绿色开采技术的发展，这是全球化中需要共同面对的问题，因此这就注定了绿色开采技术将会朝着国际化的方向发展和进步。尤其在当前世界资源越来越匮乏，环境污染的严重性在不断提升，人类可持续发展和生存中面对的问题也越来越突出。其中矿产资源过度开发，使得资源合理的承载能力被打破，资源破坏和资源浪费的情况比较多。再者在实际资源使用的过程中，没有对于使用行为进行监督和管理，出现污染物超标的情况，环境容量也因此受到极大的负面影响，这些也使得环境和生态系统处于更加脆弱的状态。矿山开采的过程中会产生对应的废料，这些资源可以进入到综合运用的状态，不仅仅可以实现生态环境的保护，还可以确保资源进入到再利用的状态。很明显这些问题的解决，不能仅仅依靠一个国家和地区，站在全球生态系统保护的角度，必须要确保全球都协同次钠遇到实际的矿山绿色开采技术研究中去，然后将其作为实际资源开采中的重要技术手段[5]。