礦山綠色開采技術研究與應用

趙小虎，奇德勝，賀天云

（1.內蒙古智能煤炭有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 010499；2.內蒙古伊東煤炭集團有限責任公司 ，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

中國礦產資源分布廣泛，儲量豐富，但由于粗放式的開采給脆弱的生態環境帶來了嚴重的破壞和污染，造成了巨大的經濟損失，有時還會危及工作人員的生命安全[1]。

因此，礦山綠色開采技術的出現有效地解決了礦山開采帶來的環境問題，對推動礦產資源開采的可持續發展具有深遠意義。

1 綠色開采技術的概念

綠色開采技術是針對開采過程中出現的環境問題基礎上，逐步形成的一套開采與環境相協調的采礦技術，倡導安全、經濟、環保的原則，把對生態環境的影響降到最低。最終實現綠色、無污染、安全、高效的目標，在取得經濟效益的同時，兼顧環境保護，堅持可持續發展道路，積極促進建立環保型、節約型社會[2]。

2 目前礦山開采對環境造成的破壞

（1）對水資源造成污染：在礦產資源開采過程中進行的疏干排水和采動形成的導水裂隙，都會破壞地下水資源，還可能污染地下水資源。同時礦物中的化學成分含有大量的硫元素等對生態環境造成影響的物質。

（2）破壞污染土地資源：傳統能源開采技術中對于存在于地表上的礦層，采取的露天開采方式，由于礦層大部分都在地殼表面，比較容易開采，開采成本相對較低，但是由于開采工作在地面上展開，對地面的生態破壞尤為嚴重，導致開采后的土地大無法再進行種植，土地資源將會不斷減少。

（3）對大氣資源造成污染：中國的礦產資源開采歷史悠久，一直都是作為能源來使用，在人類的發展中發揮著重要作用，例如早期的火車、現在的火電廠都是以礦物作為能源。礦產資源燃燒后所產生的含有二氧化硫，硫化氫，一氧化氮等有害物質，會對空氣造成嚴重的污染和破壞，導致慢性肺炎等呼吸系統的疾病發作，也是一系列健康問題的根源。

（4）存在許多安全問題：“安全第一、預防為主”是我國安全工作的基本原則，但在礦山開采過程中出現的安全事故卻時有發生。

在能源開采過程中，缺乏安全生產意識、安全管理體系不完善、生產技術落后等都是現階段我國礦山發生安全事故的客觀原因；同時受到地理環境、地下地質條件復雜等外界不確定因素的影響，開采過程中不可避免地破壞了礦區原有的地質結構，可能引起瓦斯突出、頂板事故等不可預見的情況，從而增加了開采的難度和安全風險。

3 礦山綠色開采的主要技術

（1）保水開采技術：保水開采技術的主要作用就是對礦山采場底板突水進行防治。原始的水體徑流在能源開采以后遭到破壞，會形成地下水的下漏斗。保水開采技術主要對礦山經過開采后形成的地下漏斗進行研究分析，結合礦區實際地質條件制定解決方案，讓礦區內水文環境受到的擾動能低于該地區區域內的水文環境容量，減少水資源的流失，并有效利用礦井水資源。

通過重新壓實含有軟弱巖層的上覆巖層，形成隔水帶，使被破壞的水資源系統得以恢復，有效的保護和利用礦區的水資源，從而達到減少對水資源的污染的目的。

（2）礦物與可燃氣體共采技術的應用：礦井下的可燃氣體是古代植物在堆積過程中產生的一種無色、無味，難溶于水，不助燃也不能維持呼吸的的氣體，是一種寶貴的清潔能源，但是其保存在礦層的空隙中，就形成安全隱患。

結合礦山開采的過程，分為以下三個步驟：①先開采有安全隱患的可燃氣體，排除安全風險，然后采礦，減少事故隱患，降低風險因素對開采工作的影響，是利用可燃氣體改善礦山安全生產的最好辦法，但是實際應用有一定的難度。②能源共采。開采后圍巖壓力降低，大量可燃氣體溢出，及時對可燃氣體進行抽離。③廢棄礦井抽采可燃氣體，對廢棄礦井中的可燃氣體進行抽采，充分開采寶貴的瓦斯資源。

（3）礦產資源地下氣化技術的應用：礦物質地下氣化是在建井、氣化等基礎上發展起來的一種新型技術，是將礦物利用熱化學反應原理在地下轉化為氣體再加以采集利用，是化工原料和潔凈能源研發產生的新型技術，其具有效率高、污染少、投資少、安全性高等優點，同時還降低了工人的勞動強度，提高了采礦的安全性，對土地資源的破壞和污染少。此技術存在氣體中有害成分較多等問題，目前還不成熟因此沒有得到推廣應用，需要進一步的研究和實驗。

（4）填充開采技術：填充開采技術的主要目標是解決矸石堆問題和采空區地面沉降問題，在采空區填充采礦廢棄物，控制地面的塌陷和沉降，通過這種方式在采礦過程中產生的矸石等廢棄物有了合適的安置地點，可以有效減少地質災害的發生，變廢為寶讓廢棄物發揮了應有的作用，具有很高的經濟效益和環保效益。填充開采技術能有效保護整個礦區的地質生態環境，避免開采作業帶來的地質災害的產生，同時減少了污染廢棄物無處堆放占用大量土地的問題，節約寶貴的土地資源，是一種一舉多得的技術手段，應積極推廣該項綠色開采技術的應用。

4 結語

隨著科學技術的進步和國家對環境保護日益嚴格的要求，礦山綠色開采技術的應用和普及已經成為能源發展趨勢。

礦產資源在中國能源體系中仍然占據重要位置，礦山開采技術技術創新是必然的，綠色開采技術的使用具有廣泛和深遠的意義，引領礦產行業走向可持續性發展的道路，使中國的礦山開采朝著“資源節約型、環境友好型”的方向發展，適應國家科學發展觀的要求。