綠色開采技術在采礦工程中的應用研究

于 濤

（山西省能源發展中心，山西 太原 030006）

綠色環保作為在現階段采礦工程中重點考慮的關鍵因素，要求采礦工程的建設更為協調有序，對以往常見的各類資源浪費以及環境污染問題進行有效防控，以促使其契合綠色開采訴求。當前采礦工程中可用的技術手段越來越先進，綠色開采技術成為了不容忽視的重要發展方向，相對于傳統滯后的采礦模式，確實表現出了多方面優勢，這也就需要在不斷加大各類綠色開采技術推廣力度的同時，進一步加大研究力度，以便更好提升綠色開采技術應用成效，因此對該技術進行相關研究也極為必要。

1 綠色開采技術在采礦工程中的應用價值

1）綠色開采技術的應用有助于實現對采礦工程水文地質構造的保護，從而更好確保采礦工程的執行安全，降低采礦工程中的安全事故發生率。如果在采礦工程中采取傳統粗放開采技術，則很容易對當地水文地質狀況產生破壞，造成相應結構的穩定性不足，由此可能引發坍塌風險。但是應用綠色開采技術后，往往可以實現對于水文地質構造的有效保護，力求在創設安全環境的條件下優化采礦效果，這將更有助于采礦工程的可持續發展。

2）綠色開采技術的應用還可以有效實現各類廢棄物的充分利用，由此可體現出資源浪費問題的防治效果，有助于提高采礦工程經濟效益。在采礦工程中往往會出現大量廢棄物，這些廢棄物其實并非是真正的毫無作用，很多廢棄物都存在著較高的利用價值，因此需對其引起高度關注，以便更好地將這些廢棄物得到充分利用。比如針對采礦工程中出現的瓦斯氣體，以往開采模式中往往都是將其直接排除，避免影響井下開采安全，實際上卻形成了嚴重浪費；而綠色開采技術的應用則可以同時實現瓦斯氣體的開采，促使瓦斯氣體得到更為合理的利用。

3）綠色開采技術的應用還能夠實現周圍環境的有效保護，這也是當前采礦工程中的核心任務。在采礦工程中運用綠色開采技術時，需先全面考慮原有采礦工程中存在的各方面環境污染問題，從水污染、大氣污染以及土壤污染等多個角度進行綜合分析，進而采取相匹配的策略予以優化應對，以促使這些污染物可以得到及時處理，從而推動采礦工程及其周圍環境的協調發展。比如針對采礦工程周圍存在的大量綠色植被，就應該在采礦過程中對其進行全面保護，力求為其提供理想生長環境；對于遭受破壞的區域也應該及時予以恢復，避免出現環境嚴重惡化問題。

2 采礦工程中常用綠色開采技術

2.1 充填開采技術

在采礦工程中應用綠色開采技術時，需要確保相應采礦空間內的水文地質結構的穩定可靠性，尤其是對于采空區，更是需要引起高度重視，以求更好解決由采礦而帶來的嚴重隱患和問題。該類問題的處理可以借助于充填開采技術，該技術的應用能夠在恰當運用充填材料的基礎上，促使采空區及其他工作面得到有效填充，以提升該部位的支撐效果，解決可能出現的沉降和坍塌問題。結合當前采礦工程中比較常用的充填開采技術來看，根據不同充填材料以及處理方法的使用情況，空隙注漿膠結充填技術的應用效果較為理想，有助于實現各個危險區域的針對性加固，促使采礦工程可以在較為理想的安全條件下開采，由此規避可能出現的風險問題，尤其是在解決冒落帶問題上，該技術的應用優勢較為突出，能夠發揮理想的充填效果。此外，在采礦工程中運用充填開采技術時，還可以根據實際狀況選擇一些較為適宜合理的充填材料，比如矸石、水砂以及膏體等，都可以作為充填開采技術應用的主要材料，并且需要確保其充填得充分且全面，以便更好維系整個采礦工程的優化安全執行。在太原煤氣化龍泉煤礦項目建設中，就充分使用了充填開采技術，利用煤矸石、膏體、高水材料以及漿液進行采空區、垮落區以及離層區的合理填充，最終在保障施工安全的基礎上，也實現了更高的開采效率。

2.2 保水開采技術

在采礦工程中應用綠色開采技術時，水資源方面的問題也需引起關注，為了在采礦工程中獲得較為理想的水資源保護效果，保水開采技術成為重要技術手段，該技術應用優勢明顯。在采礦工程中，如果不注重對地下水的保護和有效防控，則很可能釀成嚴重后果，在造成地下水流失的同時，還極有可能導致相應區域不穩定，隨之出現較為嚴重的礦山開采災害，因此，要求采取適宜合理的技術手段予以積極應對。相對于原有采礦工程中采取的防止潰水技術，保水開采技術的應用更為先進、可靠，該技術能夠在最大程度上保障采礦工程的安全性以及地下水的穩定性。基于保水開采技術應用，應高度關注采礦工程中存在的所有相關地下水以及地表水分布狀況，尤其是對含水層以及隔水層的情況更要清晰掌握，進而才能夠促使后續采礦工作順利開展，并在不影響這些水資源的基礎上優化開采效果。在地下水的保護方面，如果相應隔水巖層的穩定性不強，則應該借助于適宜合理的灌漿技術手段，以保證相應結構的穩定密實，切實解決可能出現的下降漏斗以及地下水流失問題。對于地表水資源的保護則需要重點做好隔離，避免所有地表水資源受到采礦工程中各類污染物的危害，以此增強其保護效果。

2.3 煤和瓦斯共采技術

采礦工程綠色開采技術的應用中，還需要重點關注各類資源的充分利用，其中瓦斯氣體就是不容忽視的關鍵資源，需優化改善以往的瓦斯氣體資源浪費問題。為了避免瓦斯氣體在地下礦井中的大量積聚帶來安全風險，以往都是直接采取通風技術將其排出，雖然保障了地下開采的安全性，但同時出現了嚴重的資源損耗問題，也加重了溫室效應，因此，應該采取適宜合理的綠色開采技術予以優化。煤和瓦斯共采技術的應用就是比較有效的手段，該技術要求技術人員結合采礦工程中煤和瓦斯氣體的分布狀況，制定出較為適宜合理的共采方案，以達到最為理想的利用效果。比如在采煤前可以先進行瓦斯氣體的抽采，借助于適宜合理的抽采設施，將相應煤層中的瓦斯氣體充分采出，然后再進行煤炭資源的開采。在煤礦開采過程中，同樣也可以在瓦斯釋放區域進行及時抽采處理，再結合不同瓦斯釋放狀況，合理布置一些抽采渠道，以便共同完成煤和瓦斯的開采任務。當然，該方面工作難度相對較大，不僅僅需要提前對抽采渠道等進行合理布置，還應該采用合適的機械設備，同時還有可能降低單純采煤的速度，因此對該技術的應用需進行進一步深入研究。此外，在回風井中采取瓦斯回收手段同樣也能夠充分實現瓦斯氣體的充分利用，避免瓦斯隨意排放到空氣中帶來資源浪費問題。

2.4 矸石處理技術

在采礦工程項目中，矸石是比較常見的一類廢棄物，該類廢棄物也會形成較為嚴重的資源浪費現象，應借助于綠色開采技術予以優化控制。矸石處理技術的應用主要是為了降低矸石出現量，對巷道掘進以及開采過程進行精細化調控，有效遏制原有的矸石形成路徑，從而有效實現矸石的控制。當然，這也需要切實利用好煤巷維護技術，確保煤巷能夠穩定可靠，以此規避可能出現的嚴重資源損耗或者是不安全隱患等問題。針對采礦工程中出現的大量矸石，應采取合理措施對其進行充分利用，避免直接廢棄帶來的一系列問題。比如對于一些含碳量相對比較高的矸石，可以將其應用于一些發電或者供熱項目中，使其更好發揮應用價值，從而解決以往隨意丟棄帶來的資源損耗問題。此外，對于一些含碳量不高的矸石，可以將其利用在一些建筑類項目中，作為比較有效的填埋材料，或者是在復墾項目中作為回填材料，以達到廢物利用效果。比如在太原煤氣化龍泉煤礦項目中，煤矸石充填開采模式就得到了很好的運用，實現了煤矸石的充分利用，使其在采空區充填（矸石直接充填、膏體充填、高水材料充填）、垮落區充填（高水材料充填、注漿充填）和離層區充填（注漿充填）等方面發揮了重要作用，從而使煤礦的綜合效益得到明顯提升，充填成本明顯降低，也解決了煤矸石的浪費問題。

3 綠色開采技術的發展趨勢

在未來采礦工程中應用綠色開采技術時，基于綠色環保發展的大背景，該方面的工作越來越受重視，要求也越來越高，也必然會成為未來發展趨勢，在該技術的不斷發展中，需要高度關注的要點如下：

1）綠色開采技術的應用應該充分運用當下先進技術，尤其是智能化技術以及自動控制技術，以使該技術能夠在各類開采問題上實現高效應用，并在最大程度上解決存在的開采難點。比如在地下開采工作面上，借助于智能控制手段就可以更好實現各類危害問題的防控，降低人員工作壓力，同時智能控制技術還應更好地應用到各類開采機械設備上，以優化最終綠色開采的執行效果。

2）綠色開采技術在應用時還應堅持預防和治理相結合的原則，在未來發展中高度關注這兩方面的綜合優化，從而實現采礦過程中的各類問題預防。但是一旦出現資源浪費或者環境污染問題，則同樣需要進行及時治理，避免出現環境惡化問題，以促使相應區域盡量恢復原貌。

4 結語

采礦工程中綠色開采作為當前比較受重視的開采模式，確實表現出了明顯優勢，但同時也需要結合采礦工程項目的實際狀況，選擇適宜合理的綠色開采技術，使采礦工程中存在的各類問題得到有效防治，以此推動采礦工程的可持續發展。