綠色開采的采礦工程實(shí)踐應(yīng)用

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摘要:傳統(tǒng)技術(shù)條件下，采礦工作對(duì)環(huán)境造成的破壞、污染比較嚴(yán)重，而綠色開采可以較好地解決采礦過程中的一系列環(huán)境問題。本文分析采礦工程中應(yīng)用綠色開采的重要性，并探討相關(guān)技術(shù)及其具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞:采礦工程;綠色開采技術(shù);技術(shù)應(yīng)用

1采礦工程應(yīng)用綠色開采的意義

礦產(chǎn)開采過程中，一系列因開采而造成的環(huán)境問題往往都是由采礦技術(shù)導(dǎo)致的，例如由于破壞原始覆巖層結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致水體污染，降低土壤質(zhì)量，造成地面沉降，破壞地表景觀等。綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，能夠保護(hù)地下水資源，實(shí)現(xiàn)保水開采;減少因開采而導(dǎo)致的地表沉陷，避免對(duì)地面建筑造成破壞，實(shí)現(xiàn)減沉開采;減少煤礦矸石的排放，避免矸石堆積，實(shí)現(xiàn)矸石減排。由此可見，綠色開采技術(shù)的應(yīng)用，能夠提升采礦工程環(huán)境效益，促進(jìn)采礦工程實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的共贏。

2采礦工程中的綠色開采技術(shù)

2．1煤礦采空區(qū)充填技術(shù)

煤礦開采過程中，由于煤體和煤矸石被開采移出，使地下形成空洞或空腔，造成地面沉降或地表坍塌，導(dǎo)致環(huán)境的破壞。傳統(tǒng)的采空區(qū)充填技術(shù)主要有矸石帶狀充填、矸石自溜充填、水力充填、風(fēng)力充填以及灰煤粉充填等。矸石帶狀充填通過沿工作面砌筑矸石帶，達(dá)到充填支撐作用，但是其工作量大，充填效率較低;矸石自溜充填設(shè)備簡(jiǎn)單、材料要求低，但充填效果差;水力充填效果好，但對(duì)設(shè)備和材料的要求較高;風(fēng)力充填較水力充填系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但充填成本高，效果不及水力充填;粉煤灰充填強(qiáng)度較低，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。融合綠色開采技術(shù)的新型采空區(qū)充填技術(shù)，從提高充填效果、注重資源回收循環(huán)利用以及環(huán)境保護(hù)等目標(biāo)出發(fā)，在傳統(tǒng)充填技術(shù)上做了較大的改進(jìn)。采空區(qū)冒落矸石空隙注漿膠結(jié)充填技術(shù)，利用冒落帶的特點(diǎn)，在冒落矸石間的空隙沒有被壓實(shí)之前，通過鉆孔向離層注入具有固化功能的細(xì)粒漿體，充填后的漿體與冒落矸石膠結(jié)，從而達(dá)到支撐上覆巖層的目的。交替膠結(jié)充填也被稱作膏體膠結(jié)充填，將矸石、粉煤灰、工業(yè)爐渣及河沙等材料混合，加工成膏狀漿體，通過充填泵輸送至地下的采空區(qū)，從而達(dá)到充填支撐的效果。收稿日期:2018－01－15作者簡(jiǎn)介:陳健(1984－)，本科學(xué)歷，助理工程師，現(xiàn)在山東華恒礦業(yè)有限公司工作。

2．2煤與瓦斯共采技術(shù)

煤與瓦斯共采技術(shù)，就是在煤炭采出之后，抽采煤層中釋放的瓦斯氣體。我國煤礦煤層的滲透率普遍較低，變化程度高，瓦斯氣體抽采難度大，在開采過程中，移動(dòng)的巖層可以在一定程度上增加滲透率，從而優(yōu)化瓦斯抽放和運(yùn)移的條件，實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯共采。此外，廢棄的礦井也含有大量的瓦斯氣體，可以利用巖體內(nèi)部裂隙場(chǎng)的分布情況，將瓦斯氣體抽采出來，進(jìn)行資源化處理，一方面可以解決由瓦斯氣體引起的礦井安全事故問題，另一方面也是對(duì)環(huán)境的保護(hù)，實(shí)現(xiàn)綠色開采。

2．3保水開采技術(shù)

煤礦的開采會(huì)對(duì)巖層的水文地質(zhì)條件造成影響，有些地區(qū)煤礦開采之后，會(huì)形成地下漏斗，導(dǎo)致巖層隔水性能發(fā)生變化，甚至?xí)?dǎo)致地下水的流失;有些地區(qū)會(huì)形成洼地，在長(zhǎng)期降雨、降水作用下，形成難以修復(fù)的水洼，影響地下水文環(huán)境。保水開采技術(shù)就是及時(shí)調(diào)查開采范圍內(nèi)的水資源環(huán)境，科學(xué)合理的選擇開采區(qū)域。對(duì)于包含隔水層和含水層的區(qū)域，要分析煤層周圍覆巖的破壞程度、破壞特點(diǎn)及地下水位的下降規(guī)律，在開采的過程中，要設(shè)立防水煤巖柱，實(shí)施底板加固保水、工作面淺埋保水等技術(shù)。

2．4煤炭地下氣化

煤炭地下氣化是借助熱化學(xué)反應(yīng)，將煤炭直接轉(zhuǎn)化為可以燃燒的氣體的技術(shù)。與傳統(tǒng)煤炭開采技術(shù)相比，煤炭地下氣化是一個(gè)重大的革新，極大地降低了燃煤造成的環(huán)境污染。煤炭地下氣化難度大、技術(shù)要求高，但其綠色的開采技術(shù)和優(yōu)化的開采環(huán)境是煤礦開采領(lǐng)域重要的發(fā)展趨勢(shì)。

2．5無煤柱開采技術(shù)

無煤柱開采技術(shù)，是在前一個(gè)開發(fā)區(qū)域的輸送巷下面，預(yù)留一條充填帶，在開采下一個(gè)階段材料巷時(shí)，可以沿著預(yù)留的充填帶，而不需要再預(yù)留煤柱，從而實(shí)現(xiàn)無煤柱開采。無煤柱開采的關(guān)鍵在于構(gòu)建注漿填充系統(tǒng)，主要設(shè)備，如車場(chǎng)和攪拌站應(yīng)置于井下，注漿泵硐室置于回風(fēng)巷的上面，保證攪拌、泵送和填充的不間斷作業(yè)。此外，預(yù)留充填帶的設(shè)計(jì)要根據(jù)充填帶的凝固時(shí)間、礦壓及工作面輸送巷長(zhǎng)度等，嚴(yán)格控制充填帶的規(guī)格。

3結(jié)語

“綠水青山就是金山銀山”，這是新時(shí)代我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的科學(xué)指導(dǎo)理念。對(duì)于采礦工程而言，應(yīng)注重對(duì)傳統(tǒng)開采方式的改進(jìn)，避免因粗暴開采而導(dǎo)致的水污染、大氣污染、固體廢棄物污染等問題。采取綠色開采技術(shù)，可以為采礦工程爭(zhēng)取更多的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

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作者:陳健 單位:山東華恒礦業(yè)有限公司