山西小回沟煤业有限公司 山西太原 030000
摘要:我国矿产资源分布较为松散,利用传统的采矿方式一方面会给环境造成破坏,另外一方面也无法高效的进行矿产资源的发掘。当前,我国的采矿工作经常由于技术利用不当对周边环境造成了不可逆的影响和破坏,例如破坏了原始覆岩层结构导致水体污染,土壤结构遭到破坏,严重的可能会引起地基下陷,造成不可修复的环境问题。因此,绿色开采技术的运用势在必行,我们可以通过研究绿色开采技术推动采矿工程安全稳定的运行,提高采矿工程的实际效率,同时维护资源的可持续。
关键词:绿色;开采;采矿工程
引言
随着工业化程度的扩大,中国的城市化发展越来越快,对各项能源资源的需求也在逐步增加。在全球工业化的形势下,我国的煤炭部门将持续加大对煤炭资源的开采力度。但是,传统的煤炭开采方式以及采掘的流程经常会导致煤矿地区出现一些生态环境问题,比如,地表出现不同程度的坍塌、周边的水土流失以及破坏地表含水层等等,这也无法实现矿区的可持续发展。因此,我国倡导相关部门必须贯彻落实绿色环保的理念,为了实现煤矿企业的环境效益以及更高的社会认可,运用绿色开采的技术,保证采矿工程能够顺利进行。
1绿色开采技术重要作用
绿色采矿技术是由多项技术集合而成,在特定采矿作业中使用此项技术可以确保矿区周围环境尽量不受影响,实现绿色高效采矿目标。在采矿时使用绿色采矿技术可以妥善应对采矿作业中出现的污染问题。在开展采矿作业时,除了资源稀缺性和资源可用性外,开采人员还必须考虑采矿工作对环境所产生的影响,自然资源在受到破坏后无法在短时间内自行修复,具有不可逆性,这种背景下就需要运用绿色采矿技术,在矿产资源开采与保护环境之间寻找平衡点。
2绿色开采在采矿工程中的应用
2.1采空区填补技术
从矿产资源分布情况来看,露天矿产资源存储量较少,大多数矿产资源都存在于地下,想要开采这些地下矿产资源就要搭建采矿井,让采矿设备能够深入地下采集矿产资源,在开采过程中,地下的矿产资源被掏空,进而在该区域创造出一个巨大空洞,这种由于采矿作业而形成的地下空洞被称为“采空区”,采空区的出现会造成该区域土体结构发生巨大变化,容易形成地面沉降问题。传统采矿技术框架下,针对采空区通常使用支撑或者填充的方式进行处理,而这些处理方式存在很大问题,例如会消耗大量资源、产生二次污染等。使用绿色采矿技术之后,针对开采作业所形成的采空区,依旧采用填充原理对其进行稳固,但区别在于绿色采矿技术中使用的是更为环保的填充原料,就目前绿色采矿技术发展情况而言,常用的填充技术包括两大类。第一类是胶结填充,具体填充过程中工作人员对炉灰渣、河沙或者粉煤灰等固体废料进行充分混合,再加入一定量的水使其软化,当填充料呈现出膏状形态之后,将其注入采空区,通过这种方式对采空区进行有效支撑,除了能够有效地控制地面沉降之外,这种填充技术还可以降低井底温度,使得温度过高的区域的温度能够得到有效控制,从而防止发生火灾。第二类是使用水泥填充空洞中四周裂隙,这种处理方式的优势在于灵活利用冒落带,实际工作过程中,工作人员需要对灌注时机进行精准把握,需要在矸石空隙被周围岩土结构压实之前对裂隙进行注浆喷射作业,此方法可以在短时间内将填充材料和出现裂隙的矸石胶结,从而形成覆盖层,确保填充区域稳定性的同时,还可以有效地减少表面沉降,通过这种方式减少固体废料总量,并有效缓解地面沉降。
2.2共同开采技术
瓦斯与煤共同开采也是绿色采矿技术的一个重要组成部分,从类型上看,瓦斯属于温室气体,但是由于瓦斯经过充分燃烧不会产生有毒有害气体,因此可以将其作为一种清洁能源加以利用,与传统化石能源相比,瓦斯对于环境的污染较少。
由于瓦斯具有易燃易爆的特点,如何对瓦斯进行安全开采一直都是绿色采矿技术的关键环节。在具体开采过程中,为了提升在确保瓦斯开采安全性基础上提升瓦斯开采效率,需要从三个方面入手进行优化:正式进行瓦斯开采工作时,相关工作人员需要根据实际开采环境,制定有针对性的开采计划。为了避免在后期的实际开采过程中出现安全事故,工作人员在开采作业前必须先提取煤层中的隐性瓦斯,为以后开展的瓦斯采集工作提供安全保证。经过实际研究发现,大多数采矿项目的煤层透气性均较低。为了确保瓦斯提取工作能够顺利开展,需要运用瓦斯煤炭共同开采技术,所谓煤与瓦斯联合开采技术的原理是,煤矿开采完成后,根据围岩压力降低的特点,工人应尽快在采空区开采瓦斯。很多已经废气的矿井中还储存了大量瓦斯,这是对能源的一种浪费,因此工作人员需要利用先进的开采技术对这些地下瓦斯进行收集。这里需要注意的是,工作人员需要先对废气矿井岩土裂隙分布情况进行全面勘察,并以此为基础制定适宜的瓦斯采集计划,通过这种方式顺利对废气矿井中的瓦斯能源进行采集,提升能源利用效率。
2.3保水开采
保水开采是近些年被广泛发掘和使用的新型绿色开采技术之一,保水开采技术能够有效的减轻传统开采技术可能造成的环境风险,比如开采之后带来的地表沉降、地下水污染流失等问题。使用保水开采技术能够充分的挖掘地下矿产资源,提高工作效率,减轻了由于传统开采对环境造成的污染[3]。保水开采技术通常会使用采煤工艺和地面灌浆工艺来保护周边的水体资源,一般来说,工作人员可以通过保水开采对于矿井用水进行科学的规划,减少对水资源的无端消耗,保证井下消防和生产用水的用水需求量。另外一方面,工作人员在选择煤泥水设备时,应当要考虑到稳定性和安全性两个要素,对于矿产资源的地面生产系统进行完善和优化,必要时可以将水资源进行重复利用,进行洗水闭路循环,采取保水开采技术,显著提高水资源的利用效率,减轻采矿过程中的水资源浪费情况。除此之外,工作人员也可以设置事故浓缩机,对于采矿过程产生的泥水进行高效处理,维护地面生产系统的和谐稳定。
2.4采用固体废弃物的综合利用技术
我国煤矿的开采过程中通常都会有很多的矿产衍生物,这些矿产衍生物包含矿渣、煤矸石等等。这些固体废弃物通常都可以自燃,并释放出有害、有毒的气体,一定程度上对周边的环境和空气产生污染。此外,这些废弃固体还会占据大面积的土地资源。这就需要煤矿企业挖掘这些固体废弃物的价值,并运用固体废弃物的综合利用技术提取里面的资源。根据煤矿矸石山的物质组成以及地理特征,应该遵循因地制宜、整体规划进行综合治理,按步骤进行实施并合理布局。以发展的需求和周边区域的环境条件需要对煤矸石山进行改造,合理地对矸石山划的绿化景观进行规,借此创造景观的生产力以及价值,不仅可以稳定矸石山生态系统,同时还可以满足周边居民的生活休闲需求,为致力于发展矿业旅游提供良好的景观环境基础以及生态环境基础。
结束语
将绿色开采运用在采矿工程中能够有效的保护矿山周围的自然环境,实现清洁生产,避免采矿作业给周边的自然环境要素造成破坏。工作人员应当维护矿产资源开采过程中的环境效益,落实清洁生产、绿色生产的时代号召,还应当增加绿色开采技术的研究力度,拓宽其未来应用前景,全面推动我国采矿工程领域环保、持续开展。
参考文献:
[1]丁晓圆.浅谈采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].矿业装备,2020(05):116-117.
[2]卫小宾.论采矿工程中绿色开采的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(18):158-159.
[3]刘东,李瑞,王守印.采矿工程中绿色开采技术的应用探讨[J].中国管理信息化,2020,23(18):137-138.
[4]王贵福.绿色开采技术在采矿工程中的应用研究[J].世界有色金属,2020(10):35-36.