采矿工程中绿色开采技术的应用

2022-12-22高矿斌

世界有色金属 2022年19期

高矿斌

（陕西陕煤澄合矿业有限公司，陕西渭南 715200）

近些年我国非常重视资源利用和环境绿色环保工作，经济发展过程中矿产资源发挥着重要的作用，但是不断增加矿产资源的需求，已经无法继续利用传统的开采工艺。此外在采矿工程中因为开采工艺和设备等方面的问题，将会引发矿产开采问题。因此本文分析了采矿工程中绿色开采技术的应用，创新采矿工程粗放式发展模式，通过引入绿色开采技术保护矿区周围环境，推动矿业可持续发展。

1 采矿工程的负面影响

1.1 环境问题

1.1.1 土地资源问题

开采大量的矿产资源将会在矿区产生采空区，如果没有采取针对性的补救措施，并且没有及时填充采空区，将会引发塌陷事故，地面建筑物因此受到影响，最终不得不迁徙村庄，无法维持居民的日常生产生活。此外在采矿工程中将会产生大量的矸石和尾矿以及废石等，随意遗弃和堆积这类物质，将会引发次生地质灾害，因为恶劣天气的影响，将会引发滑坡和泥石流等灾害。如果矿产资源开采行为不合理，将会破坏矿区的自然景观和农田以及山林等[1]。

1.1.2 水资源问题

在开采矿产资源的过程中将会破坏地表，不断加深开采深度，将会引发地表变形等问题，因此采矿工作不仅会影响到地表河流，而且会影响到地下径流，导致地表水和地下水流动因此受到干扰，引发河流断流或者干涸，最终破坏生态平衡，降低水资源质量。此外采矿人员在日常生活和工作中将会产生较多的废弃物，如果没有合理处理这些废弃物，将会污染水资源。利用传统的采矿技术会引发环境污染问题，例如会污染水资源，在采矿工作中因为采矿行为不合理，将会破坏地下含水层，因此增加地下水量。降低区域内环水层水位，明显改变当各地水文条件。针对传统的矿山采矿工作，工作人员主要是利用各种机械设备完成工作任务，而利用的设备将会影响到原始径流，最终引发水资源枯竭，改变地下水位。此外在开采矿石的过程中会产生很多废弃物，延长施工时间将会加剧污染矿山开采过程，最终严重损害地下水资源。

1.1.3 大气污染问题

开采矿产资源的过程中会产生较多的气体，而这些气体会影响到大气质量，同时会威胁到工作人员的生命健康。例如在开采部分矿山的过程中可能会产生易燃气体，易燃气体还会威胁到矿井安全性，不利于顺利开展采矿工作。而且大量排放这些有害气体，将会影响到周围植物正常生长，还会影响到人体呼吸系统。如果在采矿工作中没有加强保护生态环境，那么将会严重威胁到周围植物和人类生命，甚至会引发交通隐患，例如排放气体降低能见度之后将会引发交通事故[2]。

1.2 土地资源问题

采矿工作中不可避免的会破坏周围土壤，同时会产生较多的废弃物。如果没有合理处理这些废弃物，并且忽视土壤保护工作，将会严重破坏土壤资源，最终引发土壤沙漠化和水土流失等问题，发生这些问题之后将会降低土壤肥力，而且会严重影响地表环境。为了合理处理这些废弃物，在开采矿产资源的过程中需要占用较多的土地资源，不仅会浪费土地资源，而且会导致废弃物占据较多的地表面积。

2 概述绿色开采技术

2.1 内涵

针对矿山绿色开采工作，充分利用矿石和瓦斯以及地下水等资源，通过共同开发利用，避免浪费和破坏资源。利用绿色开发技术，可以在矿山开采过程中减少对于环境和资源的负面影响，保障采矿工程的综合效益[3]。

2.2 绿色开采技术的应用价值

因为绿色开采技术具有较多的优势，因此在各种矿产资源开采过程中广泛应用。例如在开采某些金属矿井的过程中，通过利用绿色开采技术有利于提高采矿工程的开采效率和开采质量，同时可以减少破坏自然环境和地表，加强落实环境保护工作。此外通过利用绿色开采技术可以延长开采时间和周期，保障采矿工程的经济效益。

2.3 绿色开采技术的应用条件

为了在采矿工程中推广利用绿色开采技术，采矿人员需要优化开采技术条件。为了有效利用绿色开采技术，相关工作人员需要加强利用先进的技术理念和设备，强化监督和管控矿产开采地点和附近自然情况，避免因为开采工作影响和破坏区域地表和自然生态环境。采矿企业的管理人员需要系统性的培训企业员工，显著提高采矿人员的专业素质和技术能力，进一步提高矿产资源开采效率和质量。

3 采矿工程中绿色开采技术的应用

3.1 保水开采技术

当前在采矿工程中广泛利用保水开采技术，这是一种重要的绿色开采技术，可以有效处理采场的突水问题。同时可以保护矿区的水资源，避免因为采矿行为扰动矿区水文环境，同时可以控制水资源污染问题。采矿企业在开采过程中利用保水开采技术，同时开展矿产开采和水资源保护工作，有利于优化整体水环境。此外在利用保水开采技术之前，采矿人员需要深入调查采矿工程周围环境和地质结构等，结合调查结果合理确定开采范围。开展调查工作的过程中有利于合理预测水资源，同时可以帮助采矿人员控制地下岩石结构，有效控制水质破坏问题。在完成区域采集工作之后如果产生地下漏洞情况，增加降雨之后将会逐渐消失，这说明岩层具有良好的隔水性能。如果完成开采工作之后形成水洼，可以利用保水开采技术保护地下水资源，避免因为开采活动影响到周边水文地质。

3.2 矸石处理技术

在开采矿产资源的过程中会产生较多的矸石，而矸石具有自燃特征，燃烧后产生的气体将会危害外界自然环境。相关工作人员需要加强利用绿色开采技术，可以覆盖矸石等废弃物，避免因为风吹等因素引发环境污染。也可以利用针对性的措施提取矸石内部的金属元素，方便采矿人员处理矸石。采矿人员还可以利用相应的溶剂处理矸石。也可以在建筑工程中利用矸石材料，有利于建筑工程的施工成本，同时可以缓解我国施工资源紧张状态。

3.3 矿山与瓦斯共采技术

很多矿产资源具有较高的应用价值，但是因为技术限制，采矿企业只能开采集中矿产资源，因此浪费了矿产资源。在传统矿产开采过程中将会产生较多的瓦斯气体，但是采矿企业并没有及时收集处理易燃气体，不利于充分发挥出资源价值。因此可以利用矿山与易燃共采技术，可以综合利用矿产资源，保障采矿工程的经济效益。

3.4 钻井技术

利用钻井技术，指的是在开采范围内的输送巷下部预留填充带，可以为后续材料巷开采工作提供便利，在后续开采工作中无需预留矿产。为了优化钻井技术应用效果，采矿企业需要完善注浆填充系统，设计专业的开采场地，在回风巷上设计注浆泵，从而形成循环作业体系。此外采矿人员需要结合开采过程中充填带凝固时间和工作面输送巷的长度等，合理控制填充袋规格。

3.5 固体废弃物综合利用技术

在开采矿产资源的过程中会产生较多的矿渣和矸石等，这些废弃物会占用较多的土地资源，而且在堆放这些废弃物的过程中将会释放二氧化硫等气体，严重污染环境。通过利用绿色开采技术可以有效处置废弃物，主要是利用再次提炼和利用技术，可以合理提炼矸石，获得有价值的资源，并且在其它工程中利用矿渣，而且可以顺利恢复矿场为耕地或者草地等，有利于充分开发和利用土地资源。

3.6 填充开采技术

利用填充开采技术的过程中，主要是通过交替胶结填充技术在矸石中添加河沙和炉渣等材料，通过加水搅拌之后形成浆液，随后在施工中填充。利用填充开采技术有利于提高采矿工程开采过程的安全性，同时可以控制污染问题。利用填充开采技术需要分析矸石位置，进一步提高采空区的稳定性。在实际操作过程中可以全面粉碎矸石，同时有效控制矸石粒径，提高整体材料的粘结性，有效控制地面下沉问题。

采矿企业可以选用毛石填充和支护技术，因此减少毛石排放量，在实际工作中根据顺槽方式充分利用毛石。在实际工作中，需要利用机车向罐笼硐室中传送毛石，并且利用顺槽填充方式传送毛石，同步开展毛石加入和混凝土浇筑工作，从而形成毛石和混凝土带。利用毛石填充技术，采矿人员需要提前优化筛选和粉碎处理毛石，因此减少毛石的数量，同时可以延长采矿工程服务时间，降低安全事故发生率，同时可以有效控制地面沉降问题。

3.7 勘探开采技术

在传统开采工作中，工作人员缺乏保护意识，因此在开采矿产资源的过程中，将会不断降低采矿区地下水的水位，同时会干扰地下水流动。为了解决上述问题，需要积极利用勘探开采技术。利用勘探开采技术可以结合灌浆技术和采矿技术，在开采矿产资源的过程中可以保护岩层和地下水等，同时可以在最大程度上保护采矿区周围的水资源和地表环境。

4 影响绿色开采技术应用的因素

4.1 地质条件

虽然利用各种绿色开采技术可以降低采矿工程的负面影响，但是在实际工作中仍旧存在较多的限制因素，地质条件是主要影响因素。矿产资源矿床和周围岩石性质等直接关系到绿色采矿技术的选择，如果在地下水层周围分布矿产资源的矿床，那么在开采矿产资源的过程中不利于保护地下水资源。

4.2 技术条件

采矿企业利用绿色开采技术的过程中将会面临技术条件的影响，例如在采矿工作中落实瓦斯采集工作，将会增加技术条件的复杂性，不利于合理选择采矿方式。此外在深层开采过程中，一些采矿企业并不具备同时开采瓦斯和矿物质的条件。

4.3 经济条件

采矿企业利用绿色开采技术需要考虑经济条件，例如在矸石处理和瓦斯采集以及水资源保护等阶段需要支付额外的经济成本，但是一些小型采矿企业资金不够充足，因此不愿意支付绿色开采技术的成本，在实际开采过程中不选择利用绿色开采技术。

5 绿色采矿工程的发展建议

5.1 加强采矿工程中绿色开采技术管理

采矿人员在植被保护过程中，需要加大力度巡查开采地区的安全性，同时需要详细划分开采区的管理制度，如果在开采区产生裂缝，开采人员需要分析现场沉降量，检查裂缝的尺寸和走向等，从而控制危害发展程度。此外需要严格开采环境的安全性，保障开采区域运行的安全性。如果在开采过程中发生滑坡问题，相关工作人员需要分析滑坡发生的问题，并且利用针对性的处理措施，优化安全检查工作。在排土场作业中需要落实污染防治工作，采矿企业需要统一控制排土工作。结合实际情况合理治理开采区域的污染问题。此外需要利用生物治理方法，避免在开采区发生水土流失问题。例如可以在采矿区种植植物，还可以安排专业人员开展维护保植工作，此外需要修建拦挡设施，有效控制水土流失问题，避免向农田中流入废水，保护周边生态环境。

5.2 优化巷道布置工作

在新时期改变了采矿工程的开采要求，为了保障开采效益，采矿企业需要结合矿区地质条件优化布置巷道，同时需要完善工艺技术评价体系，确定选用的采矿方法适应开采布置情况。加大力度发展高产高效矿井，同时需要优化巷道布置系统，合理简化巷道，提高采矿工作参数的精确性，集中化生产矿山资源，保障采矿工程中绿色开采的综合效益。

5.3 研发新设备

采矿工程管理工作面临较多的安全问题，需要利用针对性的措施处理问题，不仅需要关注安全问题，同时需要合理利用采矿设备等外界资源。针对采矿设备损坏和老化等问题，采矿企业需要加大设备投资，及时更换损坏的采矿设备和老化的设备，为实际工作奠定基础。

为了快速发展采矿工程中绿色开采技术，需要加大力度研究新型设备，因为生产工具直接影响到生产率，如果无法保障生产工具的质量，将会降低生产效率，还会引发资源浪费问题。在采矿过程中需要做到以下几个方面：①在深矿井开采过程中，需要利用合适的设备和技术治理热害。②加大力度发展监控技术和冲击地压防治技术。③完善矿井高产配套设备和技术。④配置针对性的维护措施和维护设备

5.4 建设生态工程

因为不断开采矿区将会引发开采区发生塌陷，并且会产生较多的废弃物，因此在矿区开采过程中，采矿人员需要做好污染治理工作，并且需要落实责任制度，利用科学的措施建设生态工程，充分利用矿区的土地资源，维护生态环境生态可持续运行。在矿区周围可以发展农业和养殖业，维持生态产业链可持续运行，可以快速恢复因为开采工作破坏的土地。

5.5 提高采矿工程管理水平

为了提高采矿工程的管理水平，需要提高工程管理水平和现代高新技术应用能力。科学技术不断发展，在采矿管理工作中不能继续利用传统方法，可以利用机械化和智能化等手段，丰富绿色开采工作的管理机制。在绿色开采工程管理过程中利用现代技术，也因此提高了管理人员的技术要求。采矿企业需要完善人员培训机制和管理培训机制，提高采矿工作管理水平，有效处理采矿安全问题。为了提高采矿工程管理水平，采矿企业需要制定绿色管理类政策，有利于顺利开展管理工作，制定的规章制度包括监督管理法则和预防工作细则以及领导管理方法等，进一步提高采矿环境的安全性。

6 绿色采矿技术未来发展趋势

6.1 资源利用集约化

绿色采矿技术不断发展，将会实现资源利用的集约化，主要要求如下：①提高矿产开采作业的合理性，提高技术创新力度，进一步提高生产水平。②提高矿产资源利用率，显著减少废弃物的数量，同时要全部处置尾矿和矿渣，③选择开采方式的过程中，通过合理规划有效结合多种开采技术，例如可以利用台阶式开采和中深孔爆破技术等。④提高采矿作业的机械化水平，合理减少工作人员的工作量，维护工作人员的生命安全，在实际工作中做到以人为本。⑤减少土地占用面积，在矿产资源开采的同时要落实绿化工作，严格降低矿区裸露面积。⑥提高生产工艺的环保性，同时需要落实环境影响评价制度，积极开展污染防治工作，有效治理水土流失等问题，提高采矿生产模式的科学性。

6.2 矿山管理的规范性

实现矿山管理的规范性，需要做到以下几点：①结合矿山特点完善生态保护机制，明确具体的分工和责任，同时需要完善工作方案，合理设计管理目标。②明确资源管理和环境保护以及安全生产等方面的规章制度，合理保存相关资料和报表等。③保障矿区外貌的整洁性，维持良好的工作秩序，针对可能会发生的地质灾害需要制定应急预案，及时消除采矿区的安全隐患。④及时复垦和复绿闭坑矿区，满足采矿标准要求，优化整体生态效益。