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绿色开采在采矿工程中的重要应用

2021-04-11

当代化工研究 2021年6期
关键词:保水采矿工程气化

(山西省煤炭建设监理有限公司 山西 030012)

引言

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。

1.绿色开采技术在采矿工程中的应用意义和价值

为了满足人民的生活需求,追及社会产业的发展速度,煤矿等矿产资源的开采力度增加。但是我们也必须认识到,当前很多矿产资源的开采依然使用较为落后的技术,造成开采效率下降,对周围环境的破坏和影响较大,造成了水土流失、沙漠化,破坏了水文资源。这一系列对环境的破坏都有可能会造成矿产资源枯竭,甚至会影响矿区的日后发展,同时也给周边的居民生活环境造成破坏。因此采矿工程中必须要落实环境保护的思想,建立绿色开采的意识,分析采矿过程中因为技术不当可能对造成对环境的破坏,降低环境污染,合理的使用绿色开采技术,解决由于采矿力度不断提高造成的资源枯竭问题,将矿产资源的需求和环境保护二者之间进行协调,为我国采矿领域赢得更加长远的利益。

2.传统采矿技术可能会造成的环境影响

(1)破坏土壤资源

由于矿产资源开采的天然特性,因此在施工过程中可能会产生大量的固体废弃物,这些固体废弃物如果不经过及时的处理,可能会对土壤结构造成严重的威胁,最典型的就是固体废弃物的堆积造成土壤负荷能力达到极限,引起土壤沙化问题。一旦到了雨季,这些被沙化的土壤就有可能随着雨水被冲走引发水土流失,严重的还会引发土地荒漠化问题。同时,固体废弃物和其他废弃物不及时处理还会影响其他的自然要素,例如周边河流的质量等[1]。一些质量较大的固体废弃物的堆砌还会导致局部地基塌陷,对周围的建筑和植被生长造成破坏。

(2)破坏水流

采矿工程中使用了不恰当的技术有可能会造成水资源的破坏。在我国传统的矿产采掘工作中,工作人员通常采用直接打穿地基的方式对矿产资源进行开采。这种传统的采矿方式可能会导致采矿区域的含水层遭到破坏,进而引发地层中水体泄漏,使得矿山原有的水位下降,水平线下降之后,地基的承载能力相应减弱,这一系列的问题会导致当地局部区域的水文环境失衡,一方面破坏了自然环境,另外一方面对当地居民的生活环境产生负面影响[2]。除此之外,采矿工程中经常使用笨重、落后的设备进行开采作业,导致地表水体径流被改变,水文条件被打破,同时,由于上文提到的固体废弃物的影响,水文环境会遭到来自多个方面因素的破坏力。

(3)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。

3.绿色开采技术在采矿工程中的实际应用分析

(1)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)煤炭瓦斯共采技术

为了防止采矿过程中瓦斯等有毒气体对环境的破坏,采矿企业可以使用煤炭和瓦斯共采技术避免开采过程可能会带来的大气污染,降低安全事故发生的概率。煤炭和瓦斯共采技术的使用中,通常会采用抽采技术将矿产层和瓦斯气体分开,产生抽离的效果,确保局部的采矿环境相对安全,这样才能够最大限度的确保开采目标和开采任务的顺利完成。一般来说,在矿产资源开采结束之后,周围地基的围岩压力会减小,如果不及时进行支撑处理,可能会造成瓦斯等有毒气体泄漏。除此之外,采矿工作人员还应当检查矿山岩石的缝隙分布,为采矿结束之后的有毒气体抽采工作做好准备,结合本次矿井的实际情况,科学的使用绿色开采技术,减少安全隐患发生的可能性。

(3)综合利用固体废弃物

在矿产资源的开采过程中,容易形成各种不同类型的固体废弃物,最常见的包括煤矸石、矿渣等物质。这些废弃物可以给环境造成损害,但是同样可以变废为宝,加速废弃资源的循环使用,减少由于固体废弃物的堆砌可能会造成的大气和土壤污染。因此,采矿企业可以将固体废弃物质进行二次利用,例如将尾矿进行提炼,利用煤渣继续进行施工,采取这些方式可以将固体废弃物变成施工材料,避免了废弃物对于土地等资源的破坏与占用。同时,采矿企业也可以将石灰乳混合黄土,进行混合注浆处理,对一般的固体废弃物进行灭火焚烧,保持无害化处理的宗旨。除此之外,在矿产资源开采完毕之后,采矿企业应当注重对于当地环境资源的保护,进行退耕还林等操作,提高周边生态环境的整体质量,有利于后续的采矿施工。

(4)无煤柱开采

无煤柱开采指的是工作人员在矿产开采之前,在输送巷的底部预留出一定范围的填充带,采取这样的方式在后续的采矿工作中,工作人员可以沿着填充带输送采矿施工过程中的各种类型的废弃物,这种开采方式就不必可以预留煤柱,实现真正意义上的无煤柱开采。这一绿色开采技术的核心在于井下方类似于搅拌站的注浆填充核心设备,还应当保障注浆泵酮室保持上部位置,实现采矿填充作业的循环进行。除此之外,工作人员还应当结合注浆材料的凝固时间来对与填充带的位置进行具体的确定,确保污染物能够被及时处理。

(5)地下气化技术

地下气化技术主要是依靠热化学反应直接将矿产废弃物进行气化处理,实现资源的转换利用,将其转化为燃气资源,直接实现高效的废物利用。相比于传统的废物处理方式,地下气化技术可以更加高效的实现资源的转换,最大限度的减小污染物对环境的影响。但是在地下气化技术的实际应用,对于采矿工作人员控制气体污染的能力也提出了更高的要求,在未来,地下气化技术有望得到进一步的挖掘和发展。

4.绿色开采技术在采矿工程中的实际应用效果

绿水青山就是金山银山,在采矿工程中使用绿色采矿技术,可以显著优化环境效益,促使我国采矿工程领域获得进一步的发展的提高。首先,利用保水开采技术能够对于矿产层周边的地质和水文情况进行准确的分析与研究,预防采矿导致的地下水层渗漏问题,保护周边地区的水资源环境。其次,通过其它的绿色采矿技术,能够显著达到节能减排的时代要求,避免采矿出现的有色金属等固体废弃物威胁到环境安全,更重要的是,绿色采矿技术不仅仅停留在污染预防的层面,它还可以实现变废为宝,将固体、液体等各种形态的废弃物实现高效的循环利用,增大能源的利用面。同时,绿色采矿技术的使用还可以开发不同类型的伴生资源,实现能源的高效率运转。例如利用采矿技术对于施工中的固废进行气化处理,将其变身为天然气资源,一方面在从整体上来说降低了采矿工程的成本投入和费用损耗,另外一方面对于环境也起到了保护的效果。采矿工程对于自然环境的影响也许无法做到完全避免,但是采矿企业仍然应当采取多种方式保护周边的采矿环境,避免由于操作技术不当给矿区造成不可逆破坏,实现采矿经济效益和环境保护的和谐共生。

5.结语

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。工作人员应当综合利用保水开采、煤炭瓦斯共采技术、无煤柱开采、地下气化等多项技术,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。

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