黄士辉
滕州市能源事务中心 山东滕州 277500
摘要：矿业是经济社会发展的基础，必须坚持以新发展理念为指引，以推进形成绿色生产和生活方式为主攻方向，以支撑国民经济与社会高质量发展为总体目标，持续推进矿产资源供给体系质量提升、效率增长、结构升级、布局优化、保障安全等。合理开发利用与保护矿产资源，确保资源供给和资源安全，是实现高质量发展和高品质生活、建设美丽中国的关键和重点之一[1]。基于此，以下对采矿工程中绿色开采技术的应用进行了探讨，以供参考。
关键词：采矿工程；绿色开采技术；应用
引言
绿色矿山企业必须做到严格按照开发利用方案、设计文件及专项设计开采，做好地质环境恢复和土地复垦工作，执行绿色矿山建设实施方案、做好自评估报告、履行企业的社会责任，树立良好的企业形象，才能真正做到开矿造福一方。绿色矿山建设生命周期长，贯穿于整个开采期，并在矿山关闭后持续数年。绿色矿山建设体现了对自然生态的尊重，对矿产资源的珍惜，对生态景观的保护与重建。
1煤炭绿色开采技术的概念分析
如今，在绿色开采技术不断推广与应用的基础上，该技术所呈现出的不只是一个概念，而是与煤炭生产设计、生产方式以及环境协调等方面有着非常密切的联系，并应用到整个矿产开采工作中。通过对煤炭绿色开采技术的合理应用，不但可以在一定程度上提升煤炭资源开采效率，同时还能有效缓解环境协调与煤炭资源开采之间存在的矛盾问题。首先，基于规划设计角度进行深入分析，需要对开采地区的实际特点进行全面了解，在此基础上对开采技术进行合理选择，保证可以将绿色开采技术的特点充分发挥出来。在对环保节能开采技术进行应用与推广时，其主要目的是为了在煤炭资源开采过程中，能最大程度上减少废弃物或者是其他污染物的产生，可以实现对多种资源的同时开采。比如，在对煤炭绿色开采技术应用的基础上，可以共同完成煤炭与瓦斯的开采工作，在这一过程中需要保证同时取出煤与瓦斯，主要是为了防止安全事故问题的产生。或者是在建筑物下进行煤炭资源开采时，不但可以提升整体经济效益，同时还能避免开采过程中建筑物受到破损[2]。
2绿色开采技术在采矿工程中应用的重要性
针对于绿色开采技术而言，具体所指的是可持续发展的、环境友好的开采技术。在现今科学技术迅速发展的现代化社会之中，人民群众的经济正在不断上涨，生活质量、生活水平也得到了极大程度的提升。但是，由于经济发展的追求以及矿产资源功利性的开放，导致各种煤炭资源被无节制运用，造成人民群众赖以生存的自然生态环境受到极为严重的破坏，人民群众正在面临淡水资源匮乏、土地荒漠化、生物多样性减少、臭氧层破坏、环境污染以及资源枯竭等众多环境问题，人民群众的发展与生存遭受极其严重的威胁[3]。在此种情况之下，探求自然、社会与经济的和谐共处，追求可持续发展的采矿工程已经成为必然趋势。针对于绿色开采技术而言，是引导技术创新，实现环境与资源保护，环境、社会与经济系统之间的良性循环。绿色开采技术是将经济增长作为核心，对自然生态平衡做出追求、社会生态和谐有序发展、人的全面发展做出有利帮助，要求在创新技术之中，将生态学思想充分融入其中，考量绿色开采技术对生态、环境的作用与影响，不仅要对绿色开采技术的实用性、创新性做出保障，同时，还需要对生态与环境清洁平衡做出保证。在商业价值实现的同时，也要将生态价值创造放在首位。为了将我国煤炭资源的需求做出保障，将自然生态环境的破坏减少，运用绿色、高效、环保、安全的开采技术，是我国采矿工程未来的发展方向[4]。
3传统采矿技术对环境的影响
3.1破坏部分区域的地表构造
通常情况下，煤矿资源都是存在于地下，要进行煤矿资源开采，就肯定会破坏到原有的土地资源。现阶段，我国大部分地区都在进行大规模的煤矿开采工作，致使地表裂缝的产生，严重的还出现了地表下沉的情况。最终会由于这些情况使该地区出现土层结构变化，如果有下雨天气一直持续下去，就会存在一定的安全隐患，比如水土流失或土地侵蚀的现象。此外，假如处在地下水位比较浅的煤矿开采地区，形成的积水区就是永久性的。而且在进行煤矿开采当中会影响相应地区的地表结构，这都是众所周知的，同时还会严重影响当地居民的生活和工作[5]。
3.2对资源本身的危害
采矿工程主要是对矿产资源的开采，而由于对矿产资源的需求量十分巨大，导致一些采矿工程中对矿产资源滥采乱采，这对于矿产资源本身是一种巨大的危害，且矿产资源的形成时间十分漫长，形成过程也十分复杂，因此对其的不合理开采会对矿产资源造成巨大的损害，这是很多采矿工程中都会存在的问题。
3.3影响地下水资源
地球当中的水资源循环主要是靠地表水资源和地下水资源的持续不断的循环作用而形成的，但煤矿在开采过程中，就会对岩层结构产生影响，从而对地下水资源产生直接影响，对全球的水资源循环过程产生间接影响。此外，在煤矿开采当中，开采1吨的煤炭中就有大概2吨的废水被排出，这些废水基本上没有再利用的价值，从而就会造成水资源的严重浪费。这就是为什么在煤矿开采的地区会出现水资源缺乏的情况，对当地居民的正常生活产生了严重的影响[6]。
3.4污染大气资源
传统的矿产资源开采方式不仅仅会对地质和水文造成影响，还会影响大气资源的质量。粗放式的采矿方式会破坏底层污染空气，严重的会引发局部温室效应。以往的采矿方式，耗费的时间较长，周期运转缓慢，在这一过程中一旦地表以下的有毒气体泄漏，就犹如打开了潘多拉的盒子，造成瓦斯气体、二氧化硫等毒气在一定范围空间内弥漫，一旦吸入，会威胁到工作人员和周边居民的生命安全，同时也对大气造成了严重的污染。除此之外，采矿工程中的粉尘废弃物也有可能在季风的作用下进入到空气循环中，给人体造成吸入式风险。
4采矿工程中绿色开采技术的应用
4.1矸石处理
第一种是覆盖法，使用开矿现场其他物品对矸石进行覆盖，通过这种方式减少矸石影响范围，这种方式的优势在于技术简单、成本低。第二种是化学分解法，工作人员根据矸石化学性质，选择相应的化学制剂对矸石进行分解处理，这种处理方法的优势在于通过化学反应能够在分解矸石的过程中提炼出一些有用的金属物质，减少矸石对于环境所产生的污染的同时，提升矸石使用价值。第三种是综合利用发，矸石进行处理之后其内部结构会发生改变，使其物理结构以及化学性质符合建筑施工用料标准，使矸石成为一种新的建筑资源，随着建材成本逐步提升，利用矸石作为建筑施工材料，一方面能够提升矸石使用效率，变废为宝，另一方面还可以减少传统建筑材料使用量，缓解资源压力[7]。
4.2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。如何才能有效规避这类问题的出现？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。
4.3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。
4.4对矿井内的水资源进行有效的规范
矿井的用水主要包含生活用水、工业生产用水、井下消防用水以及场地绿化用水等等，在这些用水中，生活用水和工业生产用水需要达到日常生活用水的标准，其他的用水标准均需比生活饮用水的标准低，因此水质量相对较低。施工队需要根据水源，矿区生活的基本情况，对矿井内的用水进行有效的统一的安排，以节约用水为原则，进行一水多用、清污分流、用污排清的用水安排。并有效处理污水、废水，做到重复利用。矿井内的用水原则按照水源井取的水用作工业生产和生活用水，矿井内的排水经过处理以后用作消防及洒水系统的用水、地面的生产系统及浇灌补充用水，生活用水经过污水处理站后用作绿化用水和道路浇洒。
4.5保水开采技术的应用
采用绿色开采技术不仅能够改善周围的生态环境，还能保障采矿人员和设备的安全。保水开采技术属于绿色开采技术的一种，在矿山开采过程中，可以有效降低对矿区周围地下水的污染，不会造成地下水位下降。采矿单位采用先进开采工艺，并配合地面或井下充填系统，能够保护矿区的水资源，不仅能够降低采空矿区沉陷部位对水资源的污染，还能提高水资源的利用效率，避免顶板在开采过程中产生裂缝或者大范围下沉，造成水资源流失等。在采矿工程中，矿井用水应采用补水的方式，严格把控补水标准，保证各种用水都符合相关规定与标准，保证矿区周围的地下水位不会发生变化，结合水源状况、矿井生活与生产用水情况，严格执行区域用水标准，加强对矿井用水的统筹与规划；在矿区开采用水中，遵守“一水多用”原则，提高水资源的利用率，减少水资源的损耗。需要利用水资源处理矿山时，一般都采用洗水闭路循环方式，这样既能防止废泥水外排，减少水资源的污染，还可以提高水资源的重复利用率。在具体的采矿过程中，开采单位应对产生的废水进行集中统一处理，对采矿生产过程中产生的井下污水要在水仓内进行统一处理。在地面生产系统中，采用污水处理系统，降低水污染，进而提高水资源利用率，保证水资源的重复利用[8]。
4.6地下气化技术
在对地下气化技术进行应用时，主要是通过化学反应的方式，将地下存在的煤炭转化为煤气，然后在经过管道进行输出，可以为工厂以及电厂等企业提供非常重要的物质能源，也就是将物理开采方式转变为化学开采方式。与以往的开采技术相比，地下气化开采技术对流程进行了合理优化，减少了繁琐的开采工序，这就在一定程度上减少了对经济资源的投入。但是，结合目前的实际情况来看，我国地下气化技术属于一种新型绿色技术，在经过不断的探索之后逐渐积累了一定的经验，为以后地下气化技术应用与发展奠定了良好的条件。今后在对地下气化技术进行应用时，需要对以下问题进行完善：第一，提升热值，同时生产出适合用户的气体；第二，根据实际要求构建出合理的测控系统，对燃烧位置以及燃烧速度控制技术给予高度重视；第三，在燃烧之后，对地下气化炉体结构变化以及地面沉降等问题进行深入探究；第四，在煤炭气化过程中会产生一定的致癌物质苯与酚，因此，应该研究怎样保证这些物质不发生扩散，同时不会对地下水资源带来一定的污染[9]。
4.7充填开采技术的应用
在浅埋煤层开采过程中，往往都会造成地面塌陷、地面裂缝或者房屋损坏等问题，影响矿区的生态环境。采用充填开采，在矿山开采过程中遵循边采边充的原则，一方面，能够实现矿山废弃物（如矸石）的再利用；另一方面，也能有效控制地表的下沉。此外，利用充填开采技术还能有效减少矿区采矿期间发生坍塌事故，保证矿区工人的人身安全。绿色充填开采一般是利用胶结的方式对大范围的采空区域进行填充，在矸石中添加一定量的河沙、工业炉渣等混合廉价的原材料，而矿区的废弃资源经过无公害处理后，加水或胶结剂对采空区进行填充，能够有效减少岩层因开采扰动产生的影响，有效防止因为矿区的开发造成地下水位的变化、地表沉陷的发生等。采用绿色填充技术，不仅能够保证矿山开展的过程中土地不会受到污染与破坏，还会提高矿山开采的安全性与实效性[10]。
结束语
为了有效促进我国的煤矿事业的长期发展，促进各煤矿企业及单位实现更高的经济效益和生态效益，煤矿企业和单位需要加强绿色开采技术的应用，提高实际开采过程中的有效价值保障。通过对传统开采技术的问题分析以及对绿色开采技术的应用分析，并随着各相关部门的落地实施，可以有效地促进我国煤矿开采作业获得长足的发展。
参考文献
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