浅谈采矿工程中绿色开采技术的应用

2021-11-27陈国雄

皮革制作与环保科技 2021年5期

陈国雄

(福建省环闽能源有限公司，福建龙岩 364000)

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 采矿工程中绿色开采技术的概念

绿色开采技术是在传统开采技术的基础上逐步发展的一种新型环保的开采技术。传统开采技术受到技术的限制，在开采矿产资源的过程中通常存在严重的环境污染物体。为了响应国家可持续发展的号召，要求采矿施工必须要注重对环境的保护，不能因为追求经济效益而盲目开采。绿色开采技术是在传统采矿技术的前提下进行升级改进，不仅有效提升了采矿施工工程的效率，还有效促进了矿产资源的合理利用，避免了不必要的浪费[1]。

2 在采矿过程中应用绿色开采技术的重要性

伴随着工业化的发展进程，我国对能源的需求也在逐年增加。当前，煤矿企业对有限的煤矿资源进行开采的力度不断增大，一些技术较为落后的矿区在大肆挖掘的时候容易造成矿区的严重塌陷、破坏周边的水资源以及造成水土流失等现象，严重影响了矿区有序稳定的发展。在这种形势下，通过应用绿色开采技术对矿区进行工程施工，能够有效解决地表塌陷以及水土流失等问题，将绿色环保的理念落到实处。通过对绿色开采技术的应用能最大限度地保护周边的环境，确保了资源开采和环境保护之间的和谐共存，为煤矿企业长远的可持续发展战略奠定了基础。

3 传统的采矿工程对环境的不良影响

3.1 对周边水资源的污染

我国绝大部分的煤炭资源都深藏在地底深处，如果需要开采煤矿资源，就必须在地表开井延伸到要开采的位置。在这个过程中很容易对地下含水层造成破坏，从而导致含水层出现排泄混乱，有时可能会造成截留，从而导致煤矿区域的地下水位相应降低。一部分受到污染的地下水通过煤炭开采的区域流出地表层，对地表的环境和植物造成一定污染。另外，煤炭的开采需要在地下挖空一部分，地表层随着煤炭的开采出现不同层次的坍塌，从而会导致地表层的扭曲变形，严重的可能会影响地表水的滞留。

3.2 对土地资源造成破坏

煤矿的开采很容易对周边地区的植被造成破坏，一旦植被被破坏，周边的环境就会发生变化，加上污染物的影响，对周边环境造成的影响可想而知。此外，我国的煤炭资源大部分集中在较干旱的地区，因此，地表一旦出现破坏状况就会直接导致该区域出现不同程度的荒漠化情况。而且，一些煤矿的开发商在采掘后，并没有按照相关规定对开采的矿区实施回填的操作，容易导致矿区出现地面坍塌、沉陷的危险。

3.3 对大气造成污染

煤矿资源的开采过程中，通常伴随着煤层气等可燃气体资源。由于对瓦斯气体收集的技术还比较落后，在实际开采过程中会导致大量的可燃气体溢出逃窜。此外，开采过程中还会伴随煤矸石自燃的现象出现，因此会释放出大量的二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫等气体，这些气体伴随着瓦斯中释放的甲烷混合会产生温室效应。根据相关的资料显示，我国每年由于煤炭的开采而排放出来的瓦斯气体高达150×108 m3，严重污染到周边的空气。

4 绿色开采技术在采矿工程中的应用

假如煤矿企业继续利用传统的方式进行煤矿开采，会严重破坏和影响人类赖以生存的环境，因此在开采工程中应用绿色开采技术对人类甚至是地球的可持续发展起到重大的作用，并且帮助企业获得更高的经济价值，确保生态效益。

4.1 运用保水开采技术

第一，保水开采技术是一项新型的绿色开采技术，在煤矿开采中可以有效地促进煤矿的开采效率，以及矿石开采的质量，并且规避作业可以有效避免因为开采造成的地表以及地下水资源的污染，有效保障我国的经济效益和生态效益。这一技术是运用科学的采煤工艺以及在实施工程中运用地面灌浆技术来实现保护地下水资源的目的。相较于传统的粗糙的煤炭开采施工过程，利用保水的开采技术可以有效缓解施工对地下水资源的影响。

第二，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[2]。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。

第三，为降低水资源消耗，有效提高水资源的利用率。煤炭开采的时候需选择节水型生产的设备及生产工艺技术，采矿企业应采购高效的节水型的设备，利用新的材料和技术的节水产品代替落后的用水设备，同时还需要做好防漏防渗措施，极大地保障水资源，降低消耗，以此提高水资源使用率。

第四，为了有效提高煤矿开采区域的水资源重复使用率，全面完善地面的生产系统设置，形成可靠的煤泥水处理系统，确保形成一级的洗水闭路循环模式，从而保证煤泥水不会向外排，生产用水的复用率可以达到90%以上。将生产中产生的设施故障放水以及煤泥水、滴漏水全部放进煤泥水的处理系统，这样可以将煤泥从煤泥水中分离出来，并作为产品。

第五，在矿井作业的日常生活中可以采用节水型的卫生设备，比如，卫生器具等。

第六，矿井施工现场配置用水的计量设施，对所有用水进行分类考核，按照生产以及用途的差别，分区域、分队或者分建筑物安装计量水表，确定相应的考核规则，以达到煤矿地区节约用水的目的。

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[3]。

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]。

4.3 发展煤炭和瓦斯共同开采的技术

一般情况下，煤炭资源经过开采之后，矿区周边的围岩压力会慢慢地降低，这种形势为瓦斯气体创造了有利的释放条件。基于这种情况，开采技术人员必须根据煤矿的实际现状进行钻孔布置作业，以便于瓦斯抽取。最后，废弃的矿井还存留瓦斯气体，因此作业人员还需要实施瓦斯气体的抽取作业，在作业的时候，工作人员需要观察并利用岩体的内裂隙场分布情况，对瓦斯气体进行抽取工作。对瓦斯气体抽采的过程也是资源化的过程，在合理开发利用煤矿开采中瓦斯资源的同时，也降低了煤矿生产事故的发生几率。