采礦工程方法優化研究

楊麗輝

【摘 要】采礦工程有著一定重要地位，選擇出合適的采礦方法，不僅能夠保護環境可持續化的發展，還能保護井下工作人員安全。所以，在礦產資源的勘察和開采過程中，人們逐漸的把注意力放在了對開采方法的優化方面，積極的使用節能環保的開采技術，能夠有效的提升其開采質量，保護環境。

【關鍵詞】采礦方法;綠色施工

一、采礦過程中存在的環境問題

1、土地資源遭到嚴重的破壞

導致土地資源造成嚴重的破壞的原因有很多，比如說有：沙漠化、水土流失、固體廢棄物的壓占以及地表塌陷等，結合相關資料統計得出，我國的采礦工程中，因地表沉陷而造成的受到破壞的土地面積超過40萬公頃，每開采一萬噸的礦產，則會產生大概0.3公頃的土地塌陷面積，并且每年的破壞速度還在逐漸的遞增，而通常情況下，在采礦工程中，一般都會有矸石，其含量約占礦產總量的百分之二十左右，所以我國目前的矸石所占用的土地面積也早已超過了一萬公頃。

2、水資源受到破壞

開采礦的過程中，地下含水層的原始徑流一般都會遭到破壞，所以就會產生大量的地下水，不但降低了區域含水層的水位，還形成了地下水的降落漏斗，并且當地的地址水文條件也會受到一定的影響。采礦工程中，很多地表水體都會受到較大的影響，不少的溝泉甚至會發生干涸的現象，則當地的植被也必然會因此受到破壞，造成嚴重的土地沙漠化的問題，這個問題在我國的西部較為突顯。

3、大氣污染的問題

在采礦的過程中，必然會釋放出大量的有害氣體，例如：二氧化碳及二氧化硫等等，不但會污染空氣，還將導致溫室效應發生。可見，在我國的采礦工程中，是存在著嚴重的環境問題。而煤礦作為我國最重要的能源，在短時間內必然也是無法徹底改變這一現狀的，因此在我國相關部門的要求及推進下，應更新礦產開采的理念，應用綠色開采的技術，以最大化的降低采礦活動對環境及資源帶來的影響。

二、應用綠色開采技術的重要性

在采礦的過程中，我們所面臨的一系列的環境問題都是由于人為的開采活動所引起的，其與巖層的運動情況是緊密相關的，若是巖體沒有被破壞，則理論上的這些環境問題也就是不會出現的。巖層的動態變化不僅會對工作面的礦山壓力有較大的影響，同時還會導致巖體松動的問題出現，也就形成了所謂的“巖體裂隙場”，離層的發育情況和位置則會隨之受到一定的影響。綠色開采技術主要采用的理論基礎為：開采過程對地表的影響規律;巖層控制與巖體應力場分布的規律;采動巖體“節理裂隙場”分布和離層之間的規律;氣體以及液體在裂隙巖體中的滲流規律。對整個巖層的運動情況以及巖體內的裂隙場都會起到關鍵的限制作用的就是巖層中的關鍵層，所以其與綠色開采技術也是有所關聯的，綠色開采技術的核心理論就應是巖層控制的關鍵層理論。

三、新形勢下采礦綠色技術的發展現狀以及背景

礦產資源是一種非常寶貴的不可再生資源，資源的丟失也是之中相當大的浪費。然而，綜合當前我國的鐵礦具體的情況來看，國有大型鐵礦在生產能力的設計以及服務年限的選擇上，具有很大的不同。與具體開采過程以及開采階段之間具有較大的差異，此種狀況一般是通過以下原因造成的：

（1）生產規模在社會發展、社會需求以及資源量不斷變化的過程之中也產生變化;

（2）地質條件在開采的過程中也會發生變化;

（3）采礦工藝的逐漸的改進。

四、采礦工程綠色開采技術的應用

1、減沉開采

減沉開采技術通常包括有條帶開采以及充填開采。條帶開采技術之中存在的主要問題包括有采出率低、浪費大量鐵礦資源，但是傳統的全部充填開采技術主要有的問題是充填成本較高、充填材料的來源較窄、充填量較大、充填工藝沒有辦法滿足鐵礦高效開采的要求。為了降低充填成本，不少人都提出了部分充填控制開采沉陷的思路同時進行推廣應用。近些年來我國在兗州、撫順、大屯等等礦區使用采空區上方離層裂隙注漿充填法，并有著減緩下沉速度以及下沉量的作用，然而開發廉價性能優良的充填材料以及提高對于巖層移動控制規律的認識則是當前的主要任務之一。

2、充填開采

我國大部分鐵礦有著建筑物下、水體下、鐵路之下壓煤的現象。充填采礦法在解決這種問題上有重要的意義。充填開采法主要是使用充填材料來充填采煤工作面。這個方法可以解決工作面支承壓力而出現的礦壓現象，提高采場以及巷道維護的狀況，有效的避免或減少地表下沉以及變形的發生，提高鐵礦的采出率，確保地面建筑物構筑物生態環境以及水體。按照充填材料進行區分，充填采礦法主要可以分成矸石充填、水砂充填以及膏體充填。

3、保水開采技術

保水開采技術與防止潰水技術是有著明顯的區別的，防止潰水技術更注重操作的安全性，而保水開采技術則更注重開采前后的巖層的地質水文條件的變化情況。在一些地區進行完采集活動后，會形成所謂的地下漏斗，隨著降雨的不斷增加，下降漏斗就會慢慢消失，巖層的隔水性能是較好的;而在某一些地區開采煤炭后，會形成水洼，還可以在湖、河、海下進行開采活動，這對當地的水文地質條件的影響就不大;當然也有很多區域在進行完開采活動后，對當地的水文地質條件會造成嚴重的破壞，甚至還會流失大量的地下水。

4、優化巷道布置，減少毛石排放的開采技術

當前的鐵礦開采方法的布置要求有新的改變，主要是為了實現采礦效益的最大化，研究開發鐵礦地質條件開采巷道布置以及工藝技術評價體系專家系統，確保采礦方法、開采布置等互相適應。推廣毛石充填、嗣后一次充填等采礦方法，毛石不需要運出地面，簡化生產系統，同時實現采掘與充填同步發展，這樣就能大大提高生產效率。重點研究高產高效礦井，開拓部署與巷道布置的系統優化，減化巷道布置，完善采區的工作參數，研究集中開拓，挖掘集中準備、集中回采的關鍵技術，使采掘比降低;研究毛石在井下直接處理、作為充填材料的技術，這畢竟是一項減少污染的有效措施，還是減化生產系統的關鍵，能提高鐵礦的集中化生產水平，提高開采效益。

結束語：

總之，對采礦過程中存在的環境問題，根據使用綠色開采技術的必要性發出，加強對綠色開采技術的相關分析。結合各個礦區的自身情況，采取較為適合的采礦方法，重視研究以及探索每一個礦區的環保工作，注重使用綠色開采技術工作，以進一步實現采礦工程的可持續發展。

參考文獻：

[1]秦雷;綠色開采在采礦工程中的重要應用[J];黑龍江科技信息;2012（05）

（作者單位：匯永控股集團有限公司山陰縣分公司）