淺談綠色開采技術在采礦工程中的應用

韓 偉，朱玉峰

（1.陜西陜煤陜北礦業有限公司，陜西 榆林 719000；2.陜煤集團神木紅柳林礦業有限公司，陜西 神木 719300）

1 綠色開采技術的概念

綠色采礦技術是在傳統開采技術上逐步發展的一種新型的開采技術，在傳統的采礦工程中，由于存在采礦技術條件的限制，使得在礦產資源的開發過程中存在嚴重的環境問題，在當前可持續發展的背景下，采礦工程實施中需堅持人與自然的和諧相處，切不可單純追求經濟效益而忽略對環境的保護。在傳統的采礦技術下，根據綠色開采目標來進行采礦技術的改進與升級，能夠有效提升采礦工程的整體效率，促進礦產資源的合理利用，減少不必要的資源浪費[1]。

2 綠色開采技術在礦產資源采集過程當中的重要性和條件

2.1 綠色開采技術的重要性

在采礦工程的實施中，綠色開采技術的應用主要是將資源與環境保護作為出發點，使得在采礦的過程中，能夠維持經濟、社會與環境的良性循環。綠色開采技術的應用同樣要將經濟效益的實現作為基準目標，但同時要加強對自然環境的保護，促進自然生態的和諧。其應用能夠有效解決傳統采礦技術下存在的土地浪費、植被破壞、水污染等問題，促進資源開發與環境保護的協調性，加快采礦工程中的技術創新，促進整個行業的現代化、可持續發展。

2.2 綠色開采技術的條件

①環境方面，需保障采礦工程的現場具備綠色采礦技術應用與實施的現實條件。礦產資源的分布條件極為復雜，實施過程中常常會面臨復雜、惡劣的地質環境與條件，因此，在不同的采礦工程中，需結合采礦工程的實際情況，進行采礦方案的科學確定，選擇最佳的綠色采礦施工技術，提升采礦工程的實施效率[2]。②人員配置方面，需在采礦工程中配置足夠數量的高素質人員。與傳統采礦技術相比，綠色開采技術對相關人員的專業素質要求很高，在開采工作前，企業必須要充分掌握內部人力資源的素質、技能情況，進而根據采礦工程的具體要求，進行采礦人員的科學配置。

3 采礦工程的進行所帶來的問題

3.1 環境問題

傳統的采礦技術存在較大的技術局限性，在礦產資源的開發方面常常會伴隨著環境污染等問題，導致區域內的生態失衡。其環境問題主要體現在以下方面：

3.1.1 對土地資源的影響

地表塌陷、水土流失與土地沙漠化等都是采礦工程實施以后帶來的嚴重問題。根據有關數據顯示，我國由采礦工程施工所造成的地表塌陷面積已經超過了40萬公頃，且隨著采礦工程項目的增多，此數據也在逐年增加。從我國礦產資源的分布情況來看，采礦工程中主要包含了地上開采與地下開采，地上開采過程中，相關人員一旦探測到可開發的資源，就會立即進行挖掘作業，破壞了區域的植被、土地資源，導致在后期極易誘發水土流失等更為嚴重的生態問題；地下開采過程中，過度的資源開發可能會造成地下采空區的出現，使得周邊人們面臨著較大的安全威脅。

3.1.2 對水資源影響

為實現資源的合理開發與利用，專業人員往往需對地質表面進行鉆井作業，使得在礦產資源的開采過程中，能夠從井口直接到達礦層區域內。這樣地下含水層的補給、排泄與承壓都難以保持原狀，甚至會出現地下水的截流現象，最終造成礦產資源分布與開發地區地下水水位的降低[3]。在一些特殊礦產資源的開發過程中，開采會伴隨著各種有毒物質的產生，這些有毒物質會隨著開采作業逐步隨著地下水運動發生擴散，進而產生嚴重的水污染問題。

3.1.3 大氣環境影響

由于礦產資源的性質相對特殊，在資源的開發過程中還會面臨著大氣污染問題，比如，采礦過程常常會伴隨著礦層氣體、粉塵的排放。如果礦產企業的氣體排出技術落后，將會使得采礦工程中的各種有害物質得不到有效的處理。以煤礦資源的開采為例，如果相關的氣體得不得有效的處理，則會出現煤矸石自燃現象，而此過程必然伴隨著二氧化碳、二氧化硫等有害氣體等的排放，造成了嚴重的大氣污染。

3.2 對農林業帶來損失

采礦工程實施中，開挖作業造成了植被的破壞，導致區域內的植被覆蓋率大大降低，影響了區域內林業的發展。同時還會存在各種廢棄物的堆積，如果礦山企業沒有對這些廢棄物及時處理，長時間的堆積將會造成嚴重的耕地占用，進而影響區域內農業的發展。

3.3 對生物多樣性的影響

由于在采礦工程中存在水污染、大氣污染與土壤污染，區域內的生態環境遭到了巨大的破壞，動植物的棲息地受到影響，由于生存環境的破壞，導致區域內的生物多樣性面臨著一定的威脅，一些特殊的物種甚至會瀕臨滅絕。

4 綠色開采技術在采礦工程中的具體應用

4.1 充填開采技術

充填開采技術屬于綠色開采技術的一種，其主要包含了水泥接縫填充與置換方法。應用充填開采技術具有明顯的技術優勢，不僅能夠降低地表沉陷的發生概率，還能夠改變礦柱原有的受力形態，為開采作業提供繼續向上回采的工作平臺。在充填開采技術下，實現了工業固體廢棄物、煤矸石等的科學應用，使得礦區內廢棄物總量大大降低，土壤沉降發生的概率也大大減小，不僅有助于礦山企業經濟效益的實現，還能夠保護礦區內的生態環境。因此，基于充填開采技術的多方面優勢，其在很多礦山企業都有著廣泛的應用。

在礦產資源的開發區域內，開采技術的應用直接關系著區域內環境保護的具體情況。傳統的開采技術相對落后，不僅會造成嚴重的環境污染，還會伴隨著較高的成本消耗。而充填開采技術下，依據填充材料與運輸方式的不同，一般包含了干式充填法、水力充填法與膠結充填法，其中，干式充填法出現的時間最早，技術相對落后，生產效率相對低下，相關人員的作業強度極高，成本消耗大。為保障充填開采技術良好的應用效果，相關人員在采礦工程中需遵守以下技術要點：科學根據礦區的具體情況，進行礦體分區，保障盤區劃分的合理性，并在各個盤區內進行礦段的科學劃分；加強采礦區域內的環境再造，為技術應用創造良好的環境條件；在人工頂柱中預留小井以作為后期填充、通風井；在回采的過程中采用落礦的方式。

4.2 地下水優化處理技術

在礦產資源開發過程中，必然會涉及到水資源的排放處理，如果沒有及時對這些排水加以處理，水資源的長時間集聚將會對礦區周邊環境產生惡劣的影響，甚至出現嚴重的水資源浪費與水資源的不合理利用現象，難以實現采礦工程的經濟與社會效益。因此，在綠色開采技術中，通過對地下水的優化處理，能夠在一定程度上大大降低采礦工程中的水污染程度。在各類礦產資源的開采過程中，污水回用是重要的趨勢，通過防污與回用的結合，能夠在一定程度上緩解采礦工程實施中的水資源供需矛盾，最大程度上控制地表水體的污染程度。當前，在采礦工程項目中，污水處理方法主要包含了沉淀、混凝沉淀與混凝土沉淀過濾等方式，在污水處理過程中，需結合污水的種類、礦區采礦工程的具體情況，選擇最佳的地下水優化技術。

4.3 節水技術

在采礦工程中的礦產資源開采會同樣造成地下水的開采，導致礦區內地下水水位急劇降低，存在嚴重的地下水污染威脅。因此，為了改善采礦工程實施中的地下水浪費、污染等問題，開采人員需結合采礦工程的具體情況，充分加強對節水技術的應用，實現水資源的合理利用，保護水資源。

4.4 礦層自動化遠程控制技術

近年來，隨著技術的進步，在礦產資源的開發方面逐步實現了機械化生產作業，尤其是在采礦工程的諸多環節，逐步應用了先進的設備與技術，比如，礦層自動化遠程控制技術，使得在采礦工程實施中，相關人員能夠充分根據自動化遠程控制技術所采集到的各種數據與信息，來進行采礦技術的科學選擇，及時進行采礦工程中各種問題的有效處理。

4.5 分層注漿采礦技術

分層注漿采礦技術的應用實現了對礦產資源周邊土地資源的保護，分層注漿與隧道技術等的結合，在一定程度上為開采人員創造了相對安全的作業環境。在實際開采過程中，應用此技術實現了礦產資源周邊土地資源等的保護，避免了土壤的破壞，體現了綠色開采技術的優勢。

4.6 共采技術

以煤礦采煤工程為例，在開采的過程中常常會面臨瓦斯爆炸的威脅。如果在采礦工程中僅僅利用瓦斯抽放來應對這種威脅，雖然能夠保障開采作業的安全性，但是會造成部分瓦斯的浪費。近年來，煤與瓦斯共采逐步成為了一種新型的開采理念，在開采過程中，首先進行開采區域的總體規劃，將其劃分為規劃區、采動區與采空區。在規劃區，利用地面井來進行瓦斯的抽采，而在采動區，由于存在采動影響，瓦斯的抽采更為便捷。

5 結語

近年來，在采礦工程的實施過程中，綠色開采技術逐步成為主流技術，通過這種技術的應用，能夠有效保障采礦工程實施中的效率，促進資源開采與環境保護的同步性，加快綠色礦山建設的步伐。但是，綠色開采技術的發展尚不成熟，在未來需加強技術改進，提升綠色開采技術的發展水平。