綠色開采的采礦工程實踐應用

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摘要:傳統技術條件下，采礦工作對環境造成的破壞、污染比較嚴重，而綠色開采可以較好地解決采礦過程中的一系列環境問題。本文分析采礦工程中應用綠色開采的重要性，并探討相關技術及其具體應用。

關鍵詞:采礦工程;綠色開采技術;技術應用

1采礦工程應用綠色開采的意義

礦產開采過程中，一系列因開采而造成的環境問題往往都是由采礦技術導致的，例如由于破壞原始覆巖層結構而導致水體污染，降低土壤質量，造成地面沉降，破壞地表景觀等。綠色開采技術的應用，能夠保護地下水資源，實現保水開采;減少因開采而導致的地表沉陷，避免對地面建筑造成破壞，實現減沉開采;減少煤礦矸石的排放，避免矸石堆積，實現矸石減排。由此可見，綠色開采技術的應用，能夠提升采礦工程環境效益，促進采礦工程實現經濟效益與社會效益的共贏。

2采礦工程中的綠色開采技術

2．1煤礦采空區充填技術

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，導致環境的破壞。傳統的采空區充填技術主要有矸石帶狀充填、矸石自溜充填、水力充填、風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;矸石自溜充填設備簡單、材料要求低，但充填效果差;水力充填效果好，但對設備和材料的要求較高;風力充填較水力充填系統簡單，但充填成本高，效果不及水力充填;粉煤灰充填強度較低，而且會對環境造成二次污染。融合綠色開采技術的新型采空區充填技術，從提高充填效果、注重資源回收循環利用以及環境保護等目標出發，在傳統充填技術上做了較大的改進。采空區冒落矸石空隙注漿膠結充填技術，利用冒落帶的特點，在冒落矸石間的空隙沒有被壓實之前，通過鉆孔向離層注入具有固化功能的細粒漿體，充填后的漿體與冒落矸石膠結，從而達到支撐上覆巖層的目的。交替膠結充填也被稱作膏體膠結充填，將矸石、粉煤灰、工業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，從而達到充填支撐的效果。收稿日期:2018－01－15作者簡介:陳健(1984－)，本科學歷，助理工程師，現在山東華恒礦業有限公司工作。

2．2煤與瓦斯共采技術

煤與瓦斯共采技術，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，移動的巖層可以在一定程度上增加滲透率，從而優化瓦斯抽放和運移的條件，實現煤與瓦斯共采。此外，廢棄的礦井也含有大量的瓦斯氣體，可以利用巖體內部裂隙場的分布情況，將瓦斯氣體抽采出來，進行資源化處理，一方面可以解決由瓦斯氣體引起的礦井安全事故問題，另一方面也是對環境的保護，實現綠色開采。

2．3保水開采技術

煤礦的開采會對巖層的水文地質條件造成影響，有些地區煤礦開采之后，會形成地下漏斗，導致巖層隔水性能發生變化，甚至會導致地下水的流失;有些地區會形成洼地，在長期降雨、降水作用下，形成難以修復的水洼，影響地下水文環境。保水開采技術就是及時調查開采范圍內的水資源環境，科學合理的選擇開采區域。對于包含隔水層和含水層的區域，要分析煤層周圍覆巖的破壞程度、破壞特點及地下水位的下降規律，在開采的過程中，要設立防水煤巖柱，實施底板加固保水、工作面淺埋保水等技術。

2．4煤炭地下氣化

煤炭地下氣化是借助熱化學反應，將煤炭直接轉化為可以燃燒的氣體的技術。與傳統煤炭開采技術相比，煤炭地下氣化是一個重大的革新，極大地降低了燃煤造成的環境污染。煤炭地下氣化難度大、技術要求高，但其綠色的開采技術和優化的開采環境是煤礦開采領域重要的發展趨勢。

2．5無煤柱開采技術

無煤柱開采技術，是在前一個開發區域的輸送巷下面，預留一條充填帶，在開采下一個階段材料巷時，可以沿著預留的充填帶，而不需要再預留煤柱，從而實現無煤柱開采。無煤柱開采的關鍵在于構建注漿填充系統，主要設備，如車場和攪拌站應置于井下，注漿泵硐室置于回風巷的上面，保證攪拌、泵送和填充的不間斷作業。此外，預留充填帶的設計要根據充填帶的凝固時間、礦壓及工作面輸送巷長度等，嚴格控制充填帶的規格。

3結語

“綠水青山就是金山銀山”，這是新時代我國經濟發展的科學指導理念。對于采礦工程而言，應注重對傳統開采方式的改進，避免因粗暴開采而導致的水污染、大氣污染、固體廢棄物污染等問題。采取綠色開采技術，可以為采礦工程爭取更多的環境效益、經濟效益及社會效益。

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作者:陳健 單位:山東華恒礦業有限公司