采礦工程中的綠色開采技術(shù)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了一篇采礦工程中的綠色開采技術(shù)范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

采礦工程中的綠色開采技術(shù):采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探討

摘要：近年來環(huán)境保護問題成為人們關(guān)注的焦點，就給采礦工程提出了新的挑戰(zhàn)。在我國的礦產(chǎn)開采工程之中，面臨著十分多的問題，采礦工程之中使用綠色開采技術(shù)，可以有效的實現(xiàn)采礦工程的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：采礦工程；綠色采礦技術(shù)；應(yīng)用

引言

進入新世紀以來，隨著我國市場經(jīng)濟水平的迅速提升，我國的環(huán)境保護工作也越來越受到了人們的重視，而在我國的煤礦開采工程中，卻也面臨著諸多的環(huán)境問題，如土地資源遭到嚴重破壞、水資源受到破壞以及大氣受到嚴重的污染等，因此為了有效地解決這些環(huán)境問題，也就提出了綠色開采技術(shù)的概念。在采礦的工程中，我們應(yīng)能夠充分地認識到應(yīng)用綠色開采技術(shù)的必要性和重要意義，并且進一步的研究和探索煤炭資源綠色開采的內(nèi)涵，這樣才能深入的發(fā)展我國綠色開采的技術(shù)體系，同時有效的解決一系列的環(huán)境問題。

一、綠色采煤技術(shù)概述

在了解煤礦的綠色開采技術(shù)之前，我們應(yīng)該首先從廣義資源的角度上來正確認識和對待煤炭、瓦斯、天然氣等一切可以利用的能源資源。發(fā)展和實施煤礦綠色開采技術(shù)的初衷，在于最大程度地減少或者有效防止當前煤礦開采作業(yè)對于環(huán)境的污染和對于其他資源的不良影響，如對地下水的嚴重污染等。其最終目標在于同時取得最佳的經(jīng)濟效益和社會效益，實現(xiàn)二者的“雙贏”。

我國煤礦綠色開采技術(shù)的理論依據(jù)可以總結(jié)為四各方面：關(guān)鍵層理論；開采對巖層移動的影響及移動規(guī)律；水在裂巖體中的滲流規(guī)律；開采后巖層內(nèi)節(jié)理裂隙分布發(fā)育規(guī)律等?；趥鹘y(tǒng)的煤礦產(chǎn)業(yè)所涉及的土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等問題，筆者認為煤礦綠色開采主要包括以下內(nèi)容：首先，要實現(xiàn)對水資源的保護；第二，要實現(xiàn)對瓦斯的合理抽放；第三，要實現(xiàn)對土地與建筑物的保護。

二、煤礦開采系統(tǒng)的分類

1、礦井通風系統(tǒng)

我們都知道礦井通風是礦井安全生產(chǎn)的基本保障。礦井通風指借助于機械或自然風壓，向井下各用風點連續(xù)輸送適量的新鮮空氣，供給人員呼吸，稀釋并排出各種有害氣體和浮塵，以降低環(huán)境溫度，創(chuàng)造良好的氣候條件，并在發(fā)生災(zāi)變時能夠根據(jù)撤人救災(zāi)的需要調(diào)節(jié)和控制風流流動路線的作業(yè)。礦井通風系統(tǒng)由影響礦井安全生產(chǎn)的主要因素所決定。

2、礦井運輸系統(tǒng)

對礦井運輸設(shè)計時，應(yīng)對井下煤炭、矸石、材料、設(shè)備及人員等的運輸作統(tǒng)籌安排。運輸方式與設(shè)備的選型，應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、瓦斯情況、采煤方法等因素確定。

采區(qū)運輸：大、中型礦井的采區(qū)，要積極采用連續(xù)化運輸，發(fā)展重載下運帶式輸送機。

輔助運輸：要采用高效能、適應(yīng)性能強、單機服務(wù)范圍廣的設(shè)備，減少環(huán)節(jié)逐步發(fā)展集裝箱運輸，要根據(jù)條件采用單軌吊車、卡軌車、膠套輪機車、齒軌機車、無軌膠輪車或其他運輸設(shè)備，逐步實現(xiàn)全礦井輔助運輸?shù)臋C械化、連續(xù)化。

大巷運輸：主要運輸大巷的運輸方式應(yīng)根據(jù)運量、運距和技術(shù)經(jīng)濟效果優(yōu)化確定。凡井型較大、采區(qū)生產(chǎn)集中、條件適合的礦井，可采用帶式輸送機，實現(xiàn)全礦井的連續(xù)運輸。采用軌道運輸?shù)牡V井，要發(fā)展底卸式或側(cè)卸式礦車。要研制改造與底卸式礦車配套的雙軌同步牽引電機車，大功率電機車和防爆柴油機車。

三、采礦工程中存在的環(huán)境問題

1、土地資源遭到嚴重破壞

導致土地資源遭到嚴重破壞的形式是多樣的，如土地沙漠化、水土流失、固體廢棄物的壓占以及地表塌陷等等，根據(jù)對相關(guān)資料的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在我國的采礦工程中，因地表沉陷而導致了受到破壞的土地面積超過了40萬公頃，每開采一萬噸原煤，就會產(chǎn)生大概0.3公頃的土地塌陷面積，并且每年的破壞速度還是在遞增的。而一般情況下，在采礦工程中，通常都會矸石，其含量約為煤炭總量的20%左右，所以我國目前矸石所要占用的土地面積也超過了1萬公頃。

2、水資源受到破壞

開采煤礦時，地下含水層的原始徑流難受都要受到破壞，所以就會產(chǎn)生大量的地下水，不但降低了區(qū)域含水層的水位，形成了地下水的降落漏斗，當?shù)氐牡刭|(zhì)水文條件都會受到較大的影響。采礦工程中，很多地表水體會受到影響，有一些溝泉甚至會出現(xiàn)干涸的情況，那么當?shù)氐闹脖簧L情況肯定也會受到破壞，導致了嚴重的土地沙漠化的問題，這一問題在我國的西部地區(qū)體現(xiàn)的尤為明顯。

3、大氣污染的問題

在采礦的過程中，會釋放出大量的有害氣體，如二氧化碳和二氧化硫等，不但會污染空氣，還會導致所謂的溫室效應(yīng)的問題出現(xiàn)?？梢?，在我國的采礦工程中，是存在著嚴重的環(huán)境問題的，顯然這是礦區(qū)的環(huán)境容量無法承受的。而煤炭又是我國最重要的能源，在短時間內(nèi)根本無法徹底的改變這一現(xiàn)狀，所以在我國相關(guān)部門的要求和推進下，應(yīng)更新煤炭的開采理念，應(yīng)用綠色開采技術(shù)，最大化的降低開采煤炭活動對環(huán)境和資源帶來的影響。

四、采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

1、采空區(qū)充填開采技術(shù)

采空區(qū)充填開采技術(shù)是綠色開采技術(shù)的重要組成部分，尤其在經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)解決建筑物下開采更應(yīng)受到重視。從理論上來說，充填采礦是解決煤礦開采環(huán)境問題的理想途徑，但由于目前充填采礦的成本相對偏高，限制了該項技術(shù)在煤礦的試驗與應(yīng)用。在市場經(jīng)濟條件下，充填技術(shù)的關(guān)鍵是充填材料的選取及如何降低成本。另外就是充填技術(shù)本身，它應(yīng)該包括充填系統(tǒng)與開采系統(tǒng)的協(xié)調(diào)；充填運輸系統(tǒng)的暢通；充填后材料的力學特性等。順利解決上述問題將根本改變將來我國經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域的開采技術(shù)。為了降低充填成本，基于巖層控制的關(guān)鍵層理論，提出了部分充填（條帶充填）控制開采沉陷的思路：僅充填部分采空區(qū)，只要保證未充填采空區(qū)的寬度小于覆巖主關(guān)鍵層的初次破斷跨距，且充填條帶能保持長期穩(wěn)定，就可有效控制地表沉陷。

2、保水開采技術(shù)

保水開采技術(shù)指的是在開采中采取相對合理的開采技術(shù)與設(shè)備工藝，在開采中實施地面注漿，以實現(xiàn)在開采中保護地下水不受污染的目的。煤礦在經(jīng)過開采后，往往出現(xiàn)上層巖層破裂的現(xiàn)象，很容易造成地下水的漏斗式下陷。由于煤礦頂端多為堅硬的巖層，在煤礦開采后，頂板的裂縫往往容易通過采空區(qū)貫穿地表，使頂板上方巖層中的水漏失，造成煤礦區(qū)的地下水資源枯竭。只有將工作面推進，使上覆巖層中的軟弱巖層進行進一步的壓實，地下水水位才有可能恢復。由于現(xiàn)階段保水開采技術(shù)的實施還未完善，對于保水開采技術(shù)還需要進行進一步的開發(fā)和完善。

3、瓦斯抽采

眾所周知，瓦斯是一種潔凈能源，同時也是煤礦井內(nèi)的主要有害氣體。對于這種特殊的有害氣體，我們需要對其進行合理利用，將其實現(xiàn)資源化開采，目前主要有以下幾種途徑：

第一，煤礦開采之前抽采瓦斯。顧名思義，就是在進行煤礦開采之前，將煤層內(nèi)的瓦斯抽出來，既實現(xiàn)了對瓦斯資源的有效采集，又減少了瓦斯對煤礦安全的威脅，可謂一舉兩得。作為該項技術(shù)，其關(guān)鍵之處在于煤層的透氣性，透氣性越好，抽采瓦斯難度越低。

第二，煤與瓦斯共同開采。如果不能夠在煤礦開采之前進行瓦斯抽采，那么可以采用煤與瓦斯共同開采的模式。該方法的優(yōu)勢在于，在進行了一部分煤礦開采之后，煤層的壓力明顯降低，因此大量瓦斯在采空區(qū)范圍內(nèi)得到釋放，這種結(jié)構(gòu)有利于瓦斯抽采，形成了煤與瓦斯共采的體系。

第三，廢棄礦井抽采瓦斯。鑒于廢棄礦井內(nèi)的煤層經(jīng)過充分采動，其內(nèi)部充滿豐富的瓦斯資源，因此可以利用采動之后巖體內(nèi)的裂隙分布及鉆孔技術(shù)，將瓦斯抽排管裝在井下，將礦井口進行封閉之后，可以抽出大量的瓦斯資源。

此外，還有通過回風井進行瓦斯回收的技術(shù)，以及留巷鉆孔法、卸壓法等具體作業(yè)方法。

4、土地保護技術(shù)

在煤礦建設(shè)及開采過程中，要盡量減少對地面植被的砍伐，積極預防水土流失的發(fā)生。在坡地修筑梯田、開溝筑埂、植樹造林，增加水分深入，減少沖刷，攔蓄水土，防止水土流失。在溝谷中、溝頭攔截地表水，制止溝壑發(fā)展；溝坡兩崖造林、種草、防止沖刷；溝底修建淤地壩，攔截洪水泥沙淤積壩內(nèi)，減少水土流失。在礦區(qū)內(nèi)全面規(guī)劃，科學造林，合理耕作，設(shè)法增加地面的粗糙度和植被覆蓋率，進行小流域綜合治理，控制水土流失，改善生態(tài)環(huán)境。

在礦區(qū)開發(fā)建設(shè)的同時還應(yīng)加強生態(tài)建設(shè)，采取工程和生態(tài)結(jié)合等有效辦法，防止水土流失?？傊亮魇?yīng)預防與治理相結(jié)合，興利與除害相結(jié)合，因地制宜，統(tǒng)籌規(guī)劃，綜合治理。

結(jié)束語

資源與環(huán)境協(xié)調(diào)的綠色開采是解決煤炭開采環(huán)境問題的根本出路。要實現(xiàn)綠色開采，需要綜合研究和解決經(jīng)濟與技術(shù)等方面的問題。綠色采礦可以減少環(huán)境污染，還能帶來良好的社會經(jīng)濟效益。綠色采礦是形成綠色礦業(yè)及礦區(qū)綠色家園的重要組成部分，相信隨著綠色開采的不斷發(fā)展和完善，煤礦綠色開采一定會發(fā)揮它應(yīng)有的作用，為人類與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展做出貢獻。

采礦工程中的綠色開采技術(shù):采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用分析

摘 要：隨著生活水平的提高以及環(huán)境污染程度的不斷加劇，環(huán)境保護受到了社會大眾的廣泛關(guān)注。尤其是我國采礦工程的粗放式管理與可持續(xù)發(fā)展理念具有較大的矛盾，開采過程中可能出現(xiàn)土地資源的破壞、水資源以及大氣環(huán)境的污染等，綠色開采技術(shù)也應(yīng)運而生。只有充分認識到綠色開采技術(shù)的重要意義，加快探索的步伐才有可能解決造成的一系列環(huán)境問題。本文首先分析采礦過程中存在的環(huán)境問題，隨后探討相應(yīng)的綠色開采技術(shù)。

關(guān)鍵詞：采礦工程；綠色開采技術(shù)；環(huán)境保護

礦產(chǎn)資源是支撐我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要能源，隨著城市化進程的加快，各行各業(yè)對于礦產(chǎn)資源的需求量越來越大。但是受到我國傳統(tǒng)采礦工藝技術(shù)的影響，采礦生產(chǎn)過程中對地表、水以及大氣等環(huán)境造成的污染較為嚴重，不利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護。因此，積極分析采礦過程中對環(huán)境不友好的方面，探討綠色開采技術(shù)，構(gòu)建二者自然和諧共處的局面非常重要。

1 采礦工程活動中對環(huán)境造成的影響

1.1 采礦工程中對水資源的破壞

采礦會直接破壞地下水層的徑流，導致地下水被排出地表，礦區(qū)中地下水位陡降，形成地下水降落漏斗，水質(zhì)與水文環(huán)境均造成嚴重的影響。由于開采過程中造成地表變形導致水體徑流異常，嚴重的情況下可能造成河流斷流、泉水干涸，對于自然生態(tài)環(huán)境以及居民的日常生活均造成破壞，甚至出現(xiàn)無法開展正常的農(nóng)耕活動的現(xiàn)象。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，僅因煤礦開采造成的地下水資源破壞與污染就高達24億立方米，其造成的危害在西北的干旱地區(qū)顯得非常突出。

1.2 采礦工程對于土地資源的破壞

采礦工程可能通過多種形式造成土地資源破壞，例如地讓沙漠化、固體廢棄物壓占地表、水土流失等。有統(tǒng)計學資料提示，我國采礦工程中，由于地表沉陷而遭受破壞的土地面積已經(jīng)超過40萬公頃，這意味著每開采一萬噸原煤就會產(chǎn)生約0.3公頃的土地塌陷，這樣的破壞現(xiàn)象隨著生產(chǎn)速度的提高正在加劇。除此之外，煤炭在開采過程中會產(chǎn)生固體廢棄物，這些固體廢棄物需要占據(jù)大量的地表進行安置，平均每年占地面積超過20萬平方米。

1.3 采礦工程對于大氣環(huán)境造成的破壞

礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中會釋放出各種各樣的有害氣體，最為常見的有瓦斯、二氧化碳及二氧化硫。二氧化碳、瓦斯等會增加溫室效應(yīng)，其中后者產(chǎn)生溫室效應(yīng)的可能性高出二氧化碳的4到5倍，而我國每年僅用于煤炭開采排放的瓦斯氣體超過150億立方米，對于地球環(huán)境的危害不言而喻。此外，開發(fā)過程中產(chǎn)生的二氧化硫?qū)儆谟卸練怏w，對于植物的生長、人體呼吸系統(tǒng)均產(chǎn)生破壞，對農(nóng)業(yè)以及人類健康的威脅較大。

2 采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

2.1 保水綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

保水開采技術(shù)預防止?jié)⑺夹g(shù)存在著較大的差異，后者更加重視操作過程中的安全。而保水開采技術(shù)的重點在于監(jiān)測巖層地質(zhì)水文條件的變化。很多區(qū)域進行采集活動完成之后，會出現(xiàn)地下漏斗的現(xiàn)象，而隨著降雨的增加漏斗會逐漸消失，提示巖層的隔水性較好；在部分區(qū)域開采完成之后會形成水洼，甚至能夠在湖泊、河流以及海下進行開采活動，對于水文條件的影響不大。保水開采技術(shù)，通過特殊的采開采工藝以及地面灌漿技術(shù)能夠保護地下水資源不受到破壞，對于環(huán)境的影響小，屬于環(huán)保、有效的綠色開采技術(shù)。

2.2 矸石的處理技術(shù)

采礦工程中矸石的排出量非常高，不但影響到地表環(huán)境，偶爾還會出現(xiàn)矸石自燃的現(xiàn)象，加劇大氣環(huán)境的污染，對于環(huán)境保護非常不利。我國的情況往往是原本堆積的矸石沒有進行處理，而新產(chǎn)出的矸石越來越多，造成污染現(xiàn)象越來越嚴重。針對矸石，主要的綠色處理技術(shù)有覆蓋，在廢棄物上進行覆蓋，減少風吹等作用下對環(huán)境的污染；第二是根據(jù)矸石的化學物理性質(zhì)選擇相關(guān)的溶劑進行處理；第三是對矸石進行綜合利用，將其中具有利用價值的金屬等提煉出來，提高經(jīng)濟效益；最后是將矸石作為建筑材料，開采得到的尾礦以及被提煉之后的廢石都具有作為建筑材料的價值，尤其是當下我國建筑材料成本不斷上升，使用矸石能夠較好地緩解資源緊張的現(xiàn)象。

2.3 煤炭和瓦斯共采技術(shù)的應(yīng)用

盡管瓦斯屬于一類溫室氣體，同時也是一類清潔能源，在很多情況下也是造成礦井重大事故的根源。針對瓦斯氣體進行綠色處理對于環(huán)境、生產(chǎn)安全均具有重要意義。首先在煤礦開采之前，采用合理的技術(shù)將其從礦層中抽出；第二種就是煤炭與瓦斯共采技術(shù)，煤炭開采工作完成之后圍巖的壓力下降，此時采空區(qū)會釋放出大量的瓦斯氣體，在這一階段進行抽取就能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭與瓦斯共采。

3 結(jié)束語

綜上所述，我國采礦工程對于環(huán)境造成的污染現(xiàn)象還比較嚴重，各個礦區(qū)應(yīng)當充分分析自身的開采特點，加強綠色開采技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，進一步討論相關(guān)措施的改善。本文對采礦工程中造成的水資源破壞、土地資源破壞以及大氣污染等現(xiàn)象進行分析，具體探討相應(yīng)的綠色采礦技術(shù)，以期能夠減少采礦過程中對環(huán)境造成的負面影響，促進采礦工程的可持續(xù)發(fā)展。

作者簡介：鄒迪（1988-），男，山東人，本科，采礦工程助理工程師，主要從事井下采煤掘進技術(shù)工作。

采礦工程中的綠色開采技術(shù):采礦工程中的綠色開采技術(shù)研究

[摘 要]綠色采礦是綠色礦山建設(shè)的重要組成部分，隨著采礦業(yè)的迅速發(fā)展，伴隨著采礦活動對礦山環(huán)境破壞程度也日益增加，為保護礦山地質(zhì)環(huán)境及生態(tài)環(huán)境，分析研究采礦過程中存在的環(huán)境破壞問題，找到綠色的采礦開采技術(shù)，是當前甚至未來面臨的一個重大任務(wù)。

[關(guān)鍵詞]采礦工程；環(huán)境保護；綠色開采

引言

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，礦業(yè)也隨之得到了較好的發(fā)展，在21世紀科學技術(shù)的推動下，礦山開采技術(shù)也獲得了改進和完善，但土地、植被資源的破壞、水資源的污染、大氣環(huán)境的污染等問題的出現(xiàn)，在環(huán)境保護越來越重視的今天，綠色采礦這一名詞的提出就有著深遠和重大的意義，分析礦山開采對環(huán)境的破壞原因，加強對綠色采礦技術(shù)的研究、推廣使用，有效解決礦山開采中的環(huán)境問題，是國家、礦山企業(yè)及一個采礦工作者要慎重面對的問題，也是當今甚至未來一直要面臨的工作任務(wù)。

1 傳統(tǒng)采礦工程對環(huán)境的影響

1.1 采礦工程對水資源的破壞

礦床開采過程對地下水層的徑流造成了破壞，大量地下水被排出地表，造成了礦區(qū)地下水水位下降，低下水文地質(zhì)被破壞，形成地下水沉降下移。同時在地表開采的過程產(chǎn)生的地表變形使低下水體受到影響，嚴重情況下使河流斷流、池塘、泉水干涸，居民的日常生活和農(nóng)業(yè)種植因為缺水導致無法正常生活和開展農(nóng)業(yè)作業(yè)。由于采礦工程對地下水以及地表水的破壞，以及對地表植被、土層的破壞，土地沙漠化現(xiàn)象日趨嚴重。

1.2 采礦工程對土地資源的破壞

礦床開采導致的地表破壞、水土流失、森林植被破壞、固體廢棄物污染導致的土地資源破壞現(xiàn)象十分嚴重。由于我國礦床開采技術(shù)對土地疏于保護，導致地面沉陷和地表塌陷現(xiàn)象十分嚴重。

2 采礦工程中的綠色開采技術(shù)初探

2.1 采礦工程中的露天開采技術(shù)

2.1.1 分臺階開采技術(shù)。露天開采時，通常是把礦體劃分成一定厚度的水平分層，自上而下逐層開采，并保持一定的超前關(guān)系，在開采過程中各工作水平在空間上構(gòu)成了階梯狀，每個階梯就是一個臺階或稱為階段，這種開采方式叫做臺階式開采。臺階是露天采礦場的基本構(gòu)成要素之一，是進行獨立剝離和采礦作業(yè)的單元體。

2.1.2 分層開采技術(shù)分層式開采是將開采設(shè)計的每個臺階都作為獨立分層和獨立的體系，每個分層中都包括很多平面尺寸相同但高度可以不同的網(wǎng)塊，不同分層中網(wǎng)塊高度可根據(jù)工程、工藝生產(chǎn)需求變化，但網(wǎng)塊平面尺寸相同。

2.1.3 高臺階采礦隨著露天開采設(shè)備不斷更新并且在步入大型化的發(fā)展趨勢，國外很多礦山開始研究、采用高臺階開采工藝。而我國相較他國對高臺階開采技術(shù)的研究起步較晚，采用高臺階開采的露天礦也很少，而且臺階高度較國外也相差甚遠。不過近些年，我國大型露天采礦裝備水平有顯著的提高，斗容超過10m以上的大型挖掘設(shè)備逐漸增多并且得到了更多有效的運用，為高臺階開采的新工藝的發(fā)展與實施提供了有利的技術(shù)保證。

2.2 采礦工程中的連續(xù)開采技術(shù)

連續(xù)開采工藝就其本質(zhì)而言是指將整個礦床作為大型的采場，通過對開采時間及空間的安排，實現(xiàn)整個礦床的連續(xù)開采。早在上世紀六十年代，人們已經(jīng)開始了針對連續(xù)采礦技術(shù)的研發(fā)，先后在硬巖連續(xù)切割、振動放礦、帶式運輸?shù)确矫嫒〉靡欢ǔ煽?，并?yīng)用到工程實際生產(chǎn)中。現(xiàn)階段，非煤礦山連續(xù)開采技術(shù)研究的要點在于硬巖的連續(xù)切割采煤設(shè)備，此類設(shè)備過去因為所選用的刀盤制作成本高昂且使用周期短暫等缺陷，導致生產(chǎn)成本高昂，無法獲得普及使用。加之設(shè)備體型偏大，限制了其在復雜礦床或薄礦床開采中的使用。除此之外，連續(xù)開采技術(shù)的應(yīng)用普及還有待加強對相關(guān)配套如提升、運輸?shù)容o助系統(tǒng)的研發(fā)。

2.3 采礦工程中的無廢開采技術(shù)

在我國非煤礦山的開采中，產(chǎn)生的尾礦數(shù)量極為龐大，根據(jù)不完全統(tǒng)計其總量可達六十億噸以上。在這些尾礦中，除去一定比例的銅鐵等金屬外，多為各類非金屬元素，而這些非金屬元素則是其他行業(yè)所急需的生產(chǎn)原料。因此，加強對尾礦的綜合利用成為了非煤礦山綠色開發(fā)的重點之一，在具體實施中除了要不斷改良選礦回收工藝，還應(yīng)增強針對尾礦的開采工藝研發(fā)，研發(fā)專用于尾礦開采的專業(yè)設(shè)備及相應(yīng)的配套系統(tǒng)，從而提升尾礦開采利用效率?？偠灾敲旱V山開采導致的環(huán)境問題日益嚴重，積極拓展非煤礦山無廢開采工藝，實現(xiàn)非煤礦山綠色開采已成為今后我國非煤礦山發(fā)展的要點之一。

2.4 采礦工程中的復雜難礦開采技術(shù)

隨著多年的高強度開采，我國非煤礦山資源易采且品位高的礦床多已日益枯竭，未來礦產(chǎn)資源的開采必將面臨越發(fā)復雜多變的賦藏環(huán)境，因此如何對復雜難采礦床進行有效地開采也就成為了未來非煤礦山開采技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵所在，這也是滿足未來我國社會發(fā)展資源需求的必要措施。

2.4.1 富含水層礦體或大水層覆蓋的礦體綜合開采工藝。此類礦體在開采前應(yīng)先對含水層狀況及水系同礦體間的聯(lián)系，特別是兩者在采動影響下的動態(tài)關(guān)聯(lián)調(diào)查清除。此外，還應(yīng)增強對礦體能力聚集及消散規(guī)律的研究；增強對水壓作用下巖層變形破壞規(guī)律的探究；設(shè)計適用的采場涌水監(jiān)測及預警設(shè)備；分析對比不同開采工藝、開采順序、采區(qū)布設(shè)方式等對采區(qū)穩(wěn)定性的影響；設(shè)計合理的采場圍巖控制技術(shù)；增強對尾礦充填脫水技術(shù)的研究；探尋價格低、效率高的尾礦漿料制作、運輸、充填方式。

2.4.2 松散破碎礦體綜合開采工藝。此類礦床在成型過程中遭遇了強烈的地質(zhì)構(gòu)造，致使礦床及周邊巖體或其他礦體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)嚴重的松散破碎狀態(tài)。因此，針對此類礦體開展詳實的地質(zhì)勘測與研究工作，探究礦體破碎狀態(tài)及其在采動影響下的進一步破壞形態(tài)及可能造成的影響；分析此類礦床開采巷道布設(shè)優(yōu)化方案；探尋巷道及采場最佳支護加固形式；設(shè)計合理、配套的生產(chǎn)工藝與設(shè)備；研究礦床開采經(jīng)濟效益，尋找最優(yōu)開采方案等均是未來非煤礦山技術(shù)發(fā)展的重要方向。

2.4.3 殘留礦體綜合開采工藝。此類資源的_采使用應(yīng)進一步完善針對殘留礦體開采工藝及采場布設(shè)方式的優(yōu)化升級；增強針對殘留礦體的勘測方法的研究；強化殘留礦體開采損失貧化控制工藝；強化殘留礦體開采圍巖控制措施；分析境界外礦體開采對采場穩(wěn)定性的影響；增強對露天礦殘留礦體開采時巖層破壞變形的監(jiān)測；分析露天開采殘留礦體的安全性等。

3 結(jié)語

采礦是礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中必需的、不可逾越的手段，如何在采礦過程中減少負效應(yīng)，減少對環(huán)境的破壞，對已開發(fā)礦山所產(chǎn)生的負效應(yīng)進行綜合治理是必要的，其意義深遠。所以，應(yīng)進一步加強礦床開采過程中所誘發(fā)的地質(zhì)環(huán)境負效應(yīng)及其綜合治理研究工作，推廣使用采礦工程中的綠色開采技術(shù)，保護我們?nèi)祟愘囈陨娴牡厍颦h(huán)境。

作者簡介

張丹丹，男，1983年出生，籍貫浙江，采礦工程師，國家二級安全評價師，從事采礦設(shè)計、安全評價及現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)工作。

采礦工程中的綠色開采技術(shù):采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用研究

摘 要：隨著我國經(jīng)濟水平的迅速發(fā)展，我國環(huán)境保護工作提上日程，而在煤礦開采過程中，面臨著很多的環(huán)境問題，為了有效地解決這些環(huán)境問題，煤礦綠色開采應(yīng)運而生。只有充分地認識到綠色開采技術(shù)的重要意義，加快探索的步伐才有可能解決造成的一系列環(huán)境問題。該文首先介紹了采礦工程中的綠色開采技術(shù)，重點論述采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：煤礦 采礦工程 綠色開采技術(shù)

綠色開采指的是在開采煤礦的時候，盡量減少破壞與污染的環(huán)境，堅持穩(wěn)定與健康發(fā)展之路，進而有效地統(tǒng)一環(huán)境效益、社會效益、經(jīng)濟效益。為此，在開采煤礦的時候，應(yīng)當實現(xiàn)保護和開發(fā)的統(tǒng)一以及治理和預防的統(tǒng)一，從而實現(xiàn)治理與應(yīng)用的綜合性。下面，筆者對采礦工程的中綠色開采技術(shù)及其應(yīng)用問題進行了簡要的分析。

1 采礦工程中的綠色開采技術(shù)

對當今的采礦作業(yè)技術(shù)進行分析，其中存在比較多的煤礦綠色開采技術(shù)，如潔凈煤技術(shù)、三下采煤和減沉技術(shù)、保水開采技術(shù)等，這一系列開采技術(shù)的設(shè)計都滲透了綠色環(huán)保的思想，在煤礦開采實踐中，綠色開采技術(shù)的應(yīng)用不但降低了污染、提高了開采效率，而且實現(xiàn)了環(huán)境和采礦兩者之間的平衡性。

1.1 煤礦采空區(qū)充填技術(shù)

傳統(tǒng)的煤礦開采采空區(qū)充填技術(shù)是矸石帶狀充填、風力充填、水力充填、矸石自溜充填、粉煤灰充填等，這一系列的采空區(qū)充填技術(shù)要么充填效率低、要么形成二次污染、要么費用投入太大等，而滲透綠色開采技術(shù)的采空區(qū)充填技術(shù)有了比較大的完善，普遍應(yīng)用現(xiàn)代化采空區(qū)充填技術(shù)的種類有：（1）交替膠結(jié)充填，在混合煤矸石、工業(yè)爐渣、河沙、粉煤灰之后，再加水變成牙膏樣的漿體，實時進行填充，以使穩(wěn)定的支撐體形成，從而對地表的沉降進行有效控制，針對高溫度區(qū)域，該技術(shù)還可以實現(xiàn)井下溫度和火災(zāi)危險的降低。（2）采空區(qū)冒落矸石空隙注漿膠結(jié)充填，其中重點對冒落帶的特點進行了應(yīng)用，在壓實煤矸石空隙之前進行注漿，這樣可以迅速地膠結(jié)冒落的矸石與填充材料，從而使兩者一起支撐的覆巖層形成，最終大大地提高充填區(qū)的力學穩(wěn)定性以及降低地表變形的可能性。

1.2 瓦斯與采礦共采技術(shù)

瓦斯與采礦共采技術(shù)可以有效地緩解瓦斯導致的空氣污染現(xiàn)象，并且也可以實現(xiàn)瓦斯應(yīng)用效率的提升。然而，因為國內(nèi)煤礦地質(zhì)的特點，煤層的變化程度高、滲透率低，在進行開采之前較難預抽瓦斯。對于縱觀開采過程而言，結(jié)合開采過程中移動的巖層能夠?qū)崿F(xiàn)滲漏率的增加，從而實現(xiàn)抽放瓦斯與運移瓦斯條件的優(yōu)化，最終建立瓦斯和采礦共采的技術(shù)體系。

1.3 采礦保水技術(shù)

保水技術(shù)的中心理念是對開采煤礦范圍分布的水資源進行有效的調(diào)查，科學地選擇開采的范圍。針對不涵蓋隔水層或者是含水層的范圍，應(yīng)當注意的是，在進行開采時不可以將開采垮落帶與水斷裂帶發(fā)育至含水層底部。針對涵蓋隔水層、含水層的范圍，應(yīng)當對煤層采動覆巖破壞特點與地下水位下降規(guī)律進行有效分析。在進行開采時設(shè)置防水煤巖柱，貫徹實施保水采煤的技術(shù)，像是煤層長壁工作面淺埋保水、底板加固保水、導水斷裂帶高度的減小等技術(shù)。

1.4 處理煤殲石技術(shù)

在煤層堆放煤矸石設(shè)計巷道是目前降低煤矸石排放的一種關(guān)鍵方式，因為煤矸石圍巖的構(gòu)造往往會出現(xiàn)比較大的變形情況，所以，務(wù)必持續(xù)優(yōu)化支護巷道的技術(shù)，借助可縮性支架和填充巷道的方式實現(xiàn)煤矸石應(yīng)用效率提升，從而控制煤矸石含量。

1.5 煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)大大地創(chuàng)新了傳統(tǒng)的采煤技術(shù)，是借助熱化學反應(yīng)在地下直接轉(zhuǎn)化煤炭為能夠燃燒的氣體，且在控制污染的基礎(chǔ)上降低對環(huán)境的危害性。煤炭地下氣化技術(shù)實現(xiàn)了煤礦開采機械化水平與開采環(huán)境的優(yōu)化，其屬于煤礦開采技術(shù)以后的一個重要發(fā)展趨勢。

2 采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用方法

采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用能夠降低對環(huán)境的破壞性，根據(jù)區(qū)域巖層分布、應(yīng)力場、地壓、瓦斯水體運移場等理論，煤礦企業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵在于采礦工程綠色開采技術(shù)的應(yīng)用。

2.1 應(yīng)用煤矸石填充支護技術(shù)的方法

煤矸石充填支柱技術(shù)的應(yīng)用能夠降低排放的煤矸石數(shù)量，其實現(xiàn)過程重點是借助奇數(shù)點順槽填充橋墩，且對橋墩間的空間進行注漿填充，進而有效的應(yīng)用煤矸石，其具體的使用技巧是通過機車向罐籠硐室當中傳送煤矸石，再在順槽填充輸送帶上傳送煤矸石，在澆筑混凝土的過程中將煤矸石加入，進而使煤矸石混凝土帶形成。應(yīng)當明確的是由于煤矸石充填技術(shù)還要求相應(yīng)的煤矸石篩選技術(shù)，且粉碎篩選出的煤矸石。其實際應(yīng)用成效是降低了排放的煤矸石數(shù)量，且實現(xiàn)了煤礦服務(wù)時間的延長，以及降低了煤礦出現(xiàn)安全事故的概率，另外，填充的大量煤矸石也使地面下沉的現(xiàn)象減少。

2.2 應(yīng)用無煤柱開采技術(shù)的方法

無煤柱開采技術(shù)的應(yīng)用原理是在上個開采范圍的輸送巷下面預留一條充填帶，進而在開采挖掘下一個階段材料巷的情況下可以順著設(shè)計好的充填帶，進而不需要對煤柱進行預留，最終使無煤柱開采實現(xiàn)。無煤柱開采技術(shù)的應(yīng)用主要在于建構(gòu)注漿填充系統(tǒng)，應(yīng)當將專用的車場與攪拌站設(shè)計在煤礦井下，且將注漿泵硐室設(shè)計在專門回風巷的上面，從而使攪拌―泵送―填充的不間斷作業(yè)形成，其中，應(yīng)當根據(jù)充填帶凝固時間、礦壓、階段面與工作面輸送巷的長度來確定充填帶的規(guī)格。

2.3 應(yīng)用高效開采礦產(chǎn)資源的方法

不少煤礦煤層會產(chǎn)出比較多高價值的煤炭資源，因為受到開采效率與技術(shù)的影響，難以提高這一部分資源的應(yīng)用效率，其中顯著的問題就是開采煤礦過程中排放瓦斯的現(xiàn)象，排放瓦斯不但使很多的資源浪費，還會污染環(huán)境，而綠色高效開采技術(shù)會在開采煤礦中過程中有效地應(yīng)用瓦斯。近些年以來，國內(nèi)應(yīng)用瓦斯的技術(shù)不斷發(fā)展，經(jīng)常應(yīng)用的是低濃度瓦斯發(fā)電，基于該技術(shù)的進步，低濃度20%的瓦斯發(fā)電技術(shù)業(yè)已可以實現(xiàn)，甚至可以應(yīng)用更低濃度的瓦斯技術(shù)，再者是瓦斯提濃，把煤礦當中搜集的瓦斯進行提濃，從而使瓦斯的應(yīng)用效率提升，且借助管道應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)生產(chǎn)，除此之外，對于濃度較高的瓦斯還能夠應(yīng)用煤礦瓦斯液化技術(shù)。

2.4 應(yīng)用保水開采技術(shù)的方法

作為一種新型采礦工程綠色開采技術(shù)的保水技術(shù)的中心理念是在高效開發(fā)應(yīng)用煤礦資源的前提條件下，最大程度地保護地面的環(huán)境與地下水的環(huán)境。使用采礦保水技術(shù)重點是借助獨特的采煤技術(shù)與地面灌漿技術(shù)降低破壞水資源的程度。傳統(tǒng)的采煤技術(shù)中因為忽視了煤層會破壞水文，往往造成水位下降漏斗的形成，從而對分布的地下水產(chǎn)生影響作用，保水開采技術(shù)的應(yīng)用兼顧到了開采煤炭會破壞水文地理與巖層，因而能夠有效地保護環(huán)境與水資源。

采礦工程中的綠色開采技術(shù):采礦工程中綠色開采技術(shù)的研究

摘要：通過分析傳統(tǒng)采礦工程對環(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)開采會對周邊環(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)要及時對采礦施工方法進行改善，對已經(jīng)開采的礦區(qū)制定后期修復方案。礦產(chǎn)開采過程中綠色開采技術(shù)的運用，減少對周邊環(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)采礦工程對環(huán)境的不利影響

1.1采礦工程對水資源的破壞

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，導致地下水水位大幅下降。同時，由于開采造成的地表破壞，周邊地下河流或地上河流干涸，導致人們?nèi)粘Ｉ詈娃r(nóng)業(yè)種植嚴重缺水。周邊地表植被也因缺水而干枯，進而形成沙漠化。據(jù)不完全統(tǒng)計，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^嚴重[1]。

1.2采礦工程對土地資源的破壞

采礦工程對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致的地表塌陷面積已經(jīng)超過40萬公頃，這相當于每開采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。在煤礦的開采過程中，一般都會有矸石，其含量約為煤炭總量的20%，不進行及時的處理，矸石積累量會越來越多。目前我國存放矸石所占用的土地面積遠超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采礦工程對大氣的破壞

在采礦過程中由于環(huán)境的變化，會產(chǎn)生大量有毒有害的氣體，如CO2、CH4、SO2等。這些氣體不但會增加開采的難度，也會污染大氣環(huán)境，其中CO2等氣體是導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)，及時研發(fā)綠色開采機械設(shè)備，采取綠色采礦措施，最大限度的降低采礦工程對周邊環(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，對礦區(qū)資源進行合理開采、利用[2]。以往礦產(chǎn)企業(yè)在開采過程中，只專注對瓦斯進行防治，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)來進行劃分。在開采過程中，礦井水通常被當做水害來處理，這是對水資源的浪費行為。因此，礦產(chǎn)企業(yè)在對地下水進行防治時，要對其他資源進行合理的利用，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)開采過程導致的一系列環(huán)境問題，是對地層破壞帶來的結(jié)果。如果地層被破壞導致巖層運動，不僅增加了礦產(chǎn)開采的難度，還會形成裂隙巖體。礦產(chǎn)綠色開采技術(shù)的主要理論基礎(chǔ)是：對開采過程中出現(xiàn)的各類巖層變化規(guī)律進行總結(jié)分析，從防護的角度總體開展工作，進而利用先進設(shè)備或措施對礦區(qū)資源進行科學、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)

瓦斯是導致全球變暖的一種氣體，同時也是綠色環(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引發(fā)重大安全事故。因此，要盡量將瓦斯氣體合理進行資源化，建議采取以下措施、技術(shù)進行開采：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)生機率。但由于我國礦井內(nèi)透氣性普遍不高，針對這種情況，瓦斯抽采技術(shù)需要更進一步的改進。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)會產(chǎn)生壓力差釋放大量瓦斯氣體，此時再進行瓦斯的抽采。三是對開采完的廢棄礦井抽采瓦斯，廢棄的礦井煤層蘊含大量瓦斯氣體，針對這種情況，可以利用巖層內(nèi)部的裂隙，科學地進行瓦斯抽采。

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進行處理，對地形地貌有嚴重的影響。同時由于矸石在40~50℃時會發(fā)生自燃，這不僅對大氣造成污染，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)對矸石及時進行處理，就會增加事故的發(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)又涉及到對巷道的維護技術(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，就要對現(xiàn)行采礦措施或技術(shù)及時進行更新，同時根據(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)要求開采工作嚴格按照規(guī)章進行的預防措施；而保水開采技術(shù)是在進行礦產(chǎn)開采的同時，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發(fā)生間斷性運動形成地下漏斗，隨著降雨的增加會逐漸消失；但在一些地區(qū)，由于地質(zhì)或開采方式的區(qū)別，礦產(chǎn)開采完之后會形成水洼，這對當?shù)丨h(huán)境造成一定的影響。所以，礦產(chǎn)企業(yè)要嚴格按照政府環(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?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，始終要堅持科學、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，需要各級政府環(huán)保部門和相關(guān)礦產(chǎn)企業(yè)積極落實綠色發(fā)展觀，針對各地不同的地質(zhì)條件，制定科學的開采措施，同時需要礦產(chǎn)企業(yè)加大對先進開采設(shè)備的研發(fā)投入和加大對先進綠色開采技術(shù)的研究投入力度，盡最大可能降低采礦工程對礦區(qū)周邊環(huán)境的影響。對已經(jīng)進行礦產(chǎn)開采的地區(qū)，要及時制定綜合性治理方案。

作者：鄭媛 單位：山西省煤炭建設(shè)監(jiān)理有限公司