韓玉福

（青海煤炭地質(zhì)物探測量隊（水工環(huán)地質(zhì)勘查院），青海 西寧 810000）

我國礦產(chǎn)資源分布較為松散，利用傳統(tǒng)的采礦方式一方面會給環(huán)境造成破壞，另外一方面也無法高效的進行礦產(chǎn)資源的開發(fā)。當前，我國的采礦工作經(jīng)常由于技術(shù)利用不當對周邊環(huán)境造成了不可逆的影響和破壞，例如破壞了原始覆巖層結(jié)構(gòu)導(dǎo)致水體污染，土壤結(jié)構(gòu)遭到破壞，嚴重的可能會引起地基下陷，造成不可修復(fù)的環(huán)境問題。因此，綠色開采技術(shù)的運用勢在必行，我們可以通過研究綠色開采技術(shù)推動采礦工程安全穩(wěn)定的運行，提高采礦工程的實際效率，同時維護資源的可持續(xù)。

1 在采礦過程中應(yīng)用綠色開采技術(shù)的重要性

伴隨著工業(yè)化的發(fā)展進程，我國對能源的需求也在逐年增加。當前，煤礦企業(yè)對有限的煤礦資源進行開采的力度不斷增大，一些技術(shù)較為落后的礦區(qū)在大肆挖掘的時候容易造成礦區(qū)的嚴重塌陷、破壞周邊的水資源以及造成水土流失等現(xiàn)象，嚴重影響了礦區(qū)有序穩(wěn)定的發(fā)展。在這種形勢下，通過應(yīng)用綠色開采技術(shù)對礦區(qū)進行工程施工，能夠有效解決地表塌陷以及水土流失等問題，將綠色環(huán)保的理念落到實處。通過對綠色開采技術(shù)的應(yīng)用能最大限度地保護周邊的環(huán)境，確保了資源開采和環(huán)境保護之間的和諧共存，為煤礦企業(yè)長遠的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略奠定了基礎(chǔ)[1-3]。

2 采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

2.1 移動式破碎鉆開采技術(shù)

移動式破碎鉆開采技術(shù)基本上可以視為新型綠色開采技術(shù)的領(lǐng)域范疇。在設(shè)備系統(tǒng)組成方面，主要以篩分履帶式移動破碎裝置與反擊履帶式移動破碎裝置為主。另外，在一些大型系統(tǒng)當中也會包含履帶式移動破碎裝置與圓錐履帶式移動破碎裝置。根據(jù)現(xiàn)場技術(shù)反饋情況來看，露天煤礦開采人員通過合理應(yīng)用移動式破碎鉆開采技術(shù)，基本上可以有效減少露天煤礦開采作業(yè)期間運輸汽車的參與數(shù)量，同時還可以減少粉塵污染與尾氣污染問題，在很大程度上滿足了生產(chǎn)效率與環(huán)境保護的共贏目標要求。最重要的是，露天煤礦開采作業(yè)通過合理應(yīng)用移動式破碎鉆開采技術(shù)，可以根據(jù)煤礦實際條件進行優(yōu)化組合?；蛘咭部梢愿鶕?jù)開采對象的不同選擇不同的開采模式。結(jié)合當前應(yīng)用情況來看，在開采模式的選擇上可以分為一級破碎開采模式、二級破碎開采模式以及三級破碎開采模式三種。必要時，現(xiàn)場作業(yè)人員也可以根據(jù)實際開采情況對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。以期可以滿足對粗物料以及細物料的篩分處理。從總體上來看，移動式破碎鉆開采技術(shù)不僅可以滿足露天煤礦生產(chǎn)作業(yè)需求，同時還可以減少粉塵尾氣污染以及噪音污染，生態(tài)效益與環(huán)境效益成果表現(xiàn)良好。

2.2 保水開采

保水開采是近些年被廣泛發(fā)掘和使用的新型綠色開采技術(shù)之一，保水開采技術(shù)能夠有效的減輕傳統(tǒng)開采技術(shù)可能造成的環(huán)境風(fēng)險，比如開采之后帶來的地表沉降、地下水污染流失等問題。使用保水開采技術(shù)能夠充分的挖掘地下礦產(chǎn)資源，提高工作效率，減輕了由于傳統(tǒng)開采對環(huán)境造成的污染。保水開采技術(shù)通常會使用采煤工藝和地面灌漿工藝來保護周邊的水體資源，一般來說，工作人員可以通過保水開采對于礦井用水進行科學(xué)的規(guī)劃，減少對水資源的無端消耗，保證井下消防和生產(chǎn)用水的用水需求量。另外一方面，工作人員在選擇煤泥水設(shè)備時，應(yīng)當要考慮到穩(wěn)定性和安全性兩個要素，對于礦產(chǎn)資源的地面生產(chǎn)系統(tǒng)進行完善和優(yōu)化，必要時可以將水資源進行重復(fù)利用，進行洗水閉路循環(huán)，采取保水開采技術(shù)，顯著提高水資源的利用效率，減輕采礦過程中的水資源浪費情況。除此之外，工作人員也可以設(shè)置事故濃縮機，對于采礦過程產(chǎn)生的泥水進行高效處理，維護地面生產(chǎn)系統(tǒng)的和諧穩(wěn)定。

2.3 采空區(qū)填補技術(shù)

從礦產(chǎn)資源分布情況來看，露天礦產(chǎn)資源存儲量較少，大多數(shù)礦產(chǎn)資源都存在于地下，想要開采這些地下礦產(chǎn)資源就要搭建采礦井，讓采礦設(shè)備能夠深入地下采集礦產(chǎn)資源，在開采過程中，地下的礦產(chǎn)資源被掏空，進而在該區(qū)域創(chuàng)造出一個巨大空洞，這種由于采礦作業(yè)而形成的地下空洞被稱為“采空區(qū)”，采空區(qū)的出現(xiàn)會造成該區(qū)域土體結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化，容易形成地面沉降問題。傳統(tǒng)采礦技術(shù)框架下，針對采空區(qū)通常使用支撐或者填充的方式進行處理，而這些處理方式存在很大問題，例如會消耗大量資源、產(chǎn)生二次污染等。使用綠色采礦技術(shù)之后，針對開采作業(yè)所形成的采空區(qū)，依舊采用填充原理對其進行穩(wěn)固，但區(qū)別在于綠色采礦技術(shù)中使用的是更為環(huán)保的填充原料，就目前綠色采礦技術(shù)發(fā)展情況而言，常用的填充技術(shù)包括兩大類。第一類是膠結(jié)填充，具體填充過程中工作人員對爐灰渣、河沙或者粉煤灰等固體廢料進行充分混合，再加入一定量的水使其軟化，當填充料呈現(xiàn)出膏狀形態(tài)之后，將其注入采空區(qū)，通過這種方式對采空區(qū)進行有效支撐，除了能夠有效地控制地面沉降之外，這種填充技術(shù)還可以降低井底溫度，使得溫度過高的區(qū)域的溫度能夠得到有效控制，從而防止發(fā)生火災(zāi)。第二類是使用水泥填充空洞中四周裂隙，這種處理方式的優(yōu)勢在于靈活利用冒落帶，實際工作過程中，工作人員需要對灌注時機進行精準把握，需要在矸石空隙被周圍巖土結(jié)構(gòu)壓實之前對裂隙進行注漿噴射作業(yè)，此方法可以在短時間內(nèi)將填充材料和出現(xiàn)裂隙的矸石膠結(jié)，從而形成覆蓋層，確保填充區(qū)域穩(wěn)定性的同時，還可以有效地減少表面沉降，通過這種方式減少固體廢料總量，并有效緩解地面沉降。

2.4 煤與瓦斯共采技術(shù)

通常情況下，在煤炭資源開采工作中，普遍會遇到大量的瓦斯資源，而在目前所涉及到的新型能源中，瓦斯也是其中非常重要的組成部分。如今，在工業(yè)燃料、化工原料以及居民日常生活與生產(chǎn)中，瓦斯能源已經(jīng)實現(xiàn)了非常廣泛的應(yīng)用。因此，在煤炭資源開采過程中，應(yīng)該實現(xiàn)與瓦斯開采工作的共同進行，并實現(xiàn)對瓦斯資源的充分開發(fā)與利用，通過這種煤炭資源開采方式，不但可以在更大程度上提升資源的利用效率，并且在煤礦資源開采中，還能避免給瓦斯資源帶來一定的浪費問題。另外，因為瓦斯也屬于一種可燃性的氣體，所以，通過加強對瓦斯的開采工作，可以有效減少巷道內(nèi)瓦斯氣體的濃度，從而防止在煤炭開采過程中出現(xiàn)瓦斯爆炸的現(xiàn)象。

2.5 采用固體廢棄物的綜合利用技術(shù)

我國煤礦的開采過程中通常都會有很多的礦產(chǎn)衍生物，這些礦產(chǎn)衍生物包含礦渣、煤矸石等等。這些固體廢棄物通常都可以自燃，并釋放出有害、有毒的氣體，一定程度上對周邊的環(huán)境和空氣產(chǎn)生污染。此外，這些廢棄固體還會占據(jù)大面積的土地資源。如何才能有效規(guī)避這類問題的出現(xiàn)？這就需要煤礦企業(yè)挖掘這些固體廢棄物的價值，并運用固體廢棄物的綜合利用技術(shù)提取里面的資源。根據(jù)煤礦矸石山的物質(zhì)組成以及地理特征，應(yīng)該遵循因地制宜、整體規(guī)劃進行綜合治理，按步驟進行實施并合理布局。以發(fā)展的需求和周邊區(qū)域的環(huán)境條件需要對煤矸石山進行改造，合理地對矸石山劃的綠化景觀進行規(guī)，借此創(chuàng)造景觀的生產(chǎn)力以及價值，不僅可以穩(wěn)定矸石山生態(tài)系統(tǒng)，同時還可以滿足周邊居民的生活休閑需求，為致力于發(fā)展礦業(yè)旅游提供良好的景觀環(huán)境基礎(chǔ)以及生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)。

2.6 無煤柱開采

無煤柱開采指的是工作人員在礦產(chǎn)開采之前，在輸送巷的底部預(yù)留出一定范圍的填充帶，采取這樣的方式在后續(xù)的采礦工作中，工作人員可以沿著填充帶輸送采礦施工過程中的各種類型的廢棄物，這種開采方式就不必可以預(yù)留煤柱，實現(xiàn)真正意義上的無煤柱開采。這一綠色開采技術(shù)的核心在于井下方類似于攪拌站的注漿填充核心設(shè)備，還應(yīng)當保障注漿泵酮室保持上部位置，實現(xiàn)采礦填充作業(yè)的循環(huán)進行。除此之外，工作人員還應(yīng)當結(jié)合注漿材料的凝固時間來對與填充帶的位置進行具體的確定，確保污染物能夠被及時處理。

2.7 共同開采技術(shù)

瓦斯與煤共同開采也是綠色采礦技術(shù)的一個重要組成部分，從類型上看，瓦斯屬于溫室氣體，但是由于瓦斯經(jīng)過充分燃燒不會產(chǎn)生有毒有害氣體，因此可以將其作為一種清潔能源加以利用，與傳統(tǒng)化石能源相比，瓦斯對于環(huán)境的污染較少。由于瓦斯具有易燃易爆的特點，如何對瓦斯進行安全開采一直都是綠色采礦技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在具體開采過程中，為了提升在確保瓦斯開采安全性基礎(chǔ)上提升瓦斯開采效率，需要從三個方面入手進行優(yōu)化：正式進行瓦斯開采工作時，相關(guān)工作人員需要根據(jù)實際開采環(huán)境，制定有針對性的開采計劃。為了避免在后期的實際開采過程中出現(xiàn)安全事故，工作人員在開采作業(yè)前必須先提取煤層中的隱性瓦斯，為以后開展的瓦斯采集工作提供安全保證。經(jīng)過實際研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)采礦項目的煤層透氣性均較低。為了確保瓦斯提取工作能夠順利開展，需要運用瓦斯煤炭共同開采技術(shù)，所謂煤與瓦斯聯(lián)合開采技術(shù)的原理是，煤礦開采完成后，根據(jù)圍巖壓力降低的特點，工人應(yīng)盡快在采空區(qū)開采瓦斯。很多已經(jīng)廢氣的礦井中還儲存了大量瓦斯，這是對能源的一種浪費，因此工作人員需要利用先進的開采技術(shù)對這些地下瓦斯進行收集。這里需要注意的是，工作人員需要先對廢氣礦井巖土裂隙分布情況進行全面勘察，并以此為基礎(chǔ)制定適宜的瓦斯采集計劃，通過這種方式順利對廢氣礦井中的瓦斯能源進行采集，提升能源利用效率[4,5]。

3 結(jié)語

為了有效促進我國的煤礦事業(yè)的長期發(fā)展，促進各煤礦企業(yè)及單位實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，煤礦企業(yè)和單位需要加強綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，提高實際開采過程中的有效價值保障。通過對傳統(tǒng)開采技術(shù)的問題分析以及對綠色開采技術(shù)的應(yīng)用分析，并隨著各相關(guān)部門的落地實施，可以有效地促進我國煤礦開采作業(yè)獲得長足的發(fā)展。