浅谈绿色开采技术在采矿工程中的应用

韩 伟，朱玉峰

（1.陕西陕煤陕北矿业有限公司，陕西 榆林 719000；2.陕煤集团神木红柳林矿业有限公司，陕西 神木 719300）

1 绿色开采技术的概念

绿色采矿技术是在传统开采技术上逐步发展的一种新型的开采技术，在传统的采矿工程中，由于存在采矿技术条件的限制，使得在矿产资源的开发过程中存在严重的环境问题，在当前可持续发展的背景下，采矿工程实施中需坚持人与自然的和谐相处，切不可单纯追求经济效益而忽略对环境的保护。在传统的采矿技术下，根据绿色开采目标来进行采矿技术的改进与升级，能够有效提升采矿工程的整体效率，促进矿产资源的合理利用，减少不必要的资源浪费[1]。

2 绿色开采技术在矿产资源采集过程当中的重要性和条件

2.1 绿色开采技术的重要性

在采矿工程的实施中，绿色开采技术的应用主要是将资源与环境保护作为出发点，使得在采矿的过程中，能够维持经济、社会与环境的良性循环。绿色开采技术的应用同样要将经济效益的实现作为基准目标，但同时要加强对自然环境的保护，促进自然生态的和谐。其应用能够有效解决传统采矿技术下存在的土地浪费、植被破坏、水污染等问题，促进资源开发与环境保护的协调性，加快采矿工程中的技术创新，促进整个行业的现代化、可持续发展。

2.2 绿色开采技术的条件

①环境方面，需保障采矿工程的现场具备绿色采矿技术应用与实施的现实条件。矿产资源的分布条件极为复杂，实施过程中常常会面临复杂、恶劣的地质环境与条件，因此，在不同的采矿工程中，需结合采矿工程的实际情况，进行采矿方案的科学确定，选择最佳的绿色采矿施工技术，提升采矿工程的实施效率[2]。②人员配置方面，需在采矿工程中配置足够数量的高素质人员。与传统采矿技术相比，绿色开采技术对相关人员的专业素质要求很高，在开采工作前，企业必须要充分掌握内部人力资源的素质、技能情况，进而根据采矿工程的具体要求，进行采矿人员的科学配置。

3 采矿工程的进行所带来的问题

3.1 环境问题

传统的采矿技术存在较大的技术局限性，在矿产资源的开发方面常常会伴随着环境污染等问题，导致区域内的生态失衡。其环境问题主要体现在以下方面：

3.1.1 对土地资源的影响

地表塌陷、水土流失与土地沙漠化等都是采矿工程实施以后带来的严重问题。根据有关数据显示，我国由采矿工程施工所造成的地表塌陷面积已经超过了40万公顷，且随着采矿工程项目的增多，此数据也在逐年增加。从我国矿产资源的分布情况来看，采矿工程中主要包含了地上开采与地下开采，地上开采过程中，相关人员一旦探测到可开发的资源，就会立即进行挖掘作业，破坏了区域的植被、土地资源，导致在后期极易诱发水土流失等更为严重的生态问题；地下开采过程中，过度的资源开发可能会造成地下采空区的出现，使得周边人们面临着较大的安全威胁。

3.1.2 对水资源影响

为实现资源的合理开发与利用，专业人员往往需对地质表面进行钻井作业，使得在矿产资源的开采过程中，能够从井口直接到达矿层区域内。这样地下含水层的补给、排泄与承压都难以保持原状，甚至会出现地下水的截流现象，最终造成矿产资源分布与开发地区地下水水位的降低[3]。在一些特殊矿产资源的开发过程中，开采会伴随着各种有毒物质的产生，这些有毒物质会随着开采作业逐步随着地下水运动发生扩散，进而产生严重的水污染问题。

3.1.3 大气环境影响

由于矿产资源的性质相对特殊，在资源的开发过程中还会面临着大气污染问题，比如，采矿过程常常会伴随着矿层气体、粉尘的排放。如果矿产企业的气体排出技术落后，将会使得采矿工程中的各种有害物质得不到有效的处理。以煤矿资源的开采为例，如果相关的气体得不得有效的处理，则会出现煤矸石自燃现象，而此过程必然伴随着二氧化碳、二氧化硫等有害气体等的排放，造成了严重的大气污染。

3.2 对农林业带来损失

采矿工程实施中，开挖作业造成了植被的破坏，导致区域内的植被覆盖率大大降低，影响了区域内林业的发展。同时还会存在各种废弃物的堆积，如果矿山企业没有对这些废弃物及时处理，长时间的堆积将会造成严重的耕地占用，进而影响区域内农业的发展。

3.3 对生物多样性的影响

由于在采矿工程中存在水污染、大气污染与土壤污染，区域内的生态环境遭到了巨大的破坏，动植物的栖息地受到影响，由于生存环境的破坏，导致区域内的生物多样性面临着一定的威胁，一些特殊的物种甚至会濒临灭绝。

4 绿色开采技术在采矿工程中的具体应用

4.1 充填开采技术

充填开采技术属于绿色开采技术的一种，其主要包含了水泥接缝填充与置换方法。应用充填开采技术具有明显的技术优势，不仅能够降低地表沉陷的发生概率，还能够改变矿柱原有的受力形态，为开采作业提供继续向上回采的工作平台。在充填开采技术下，实现了工业固体废弃物、煤矸石等的科学应用，使得矿区内废弃物总量大大降低，土壤沉降发生的概率也大大减小，不仅有助于矿山企业经济效益的实现，还能够保护矿区内的生态环境。因此，基于充填开采技术的多方面优势，其在很多矿山企业都有着广泛的应用。

在矿产资源的开发区域内，开采技术的应用直接关系着区域内环境保护的具体情况。传统的开采技术相对落后，不仅会造成严重的环境污染，还会伴随着较高的成本消耗。而充填开采技术下，依据填充材料与运输方式的不同，一般包含了干式充填法、水力充填法与胶结充填法，其中，干式充填法出现的时间最早，技术相对落后，生产效率相对低下，相关人员的作业强度极高，成本消耗大。为保障充填开采技术良好的应用效果，相关人员在采矿工程中需遵守以下技术要点：科学根据矿区的具体情况，进行矿体分区，保障盘区划分的合理性，并在各个盘区内进行矿段的科学划分；加强采矿区域内的环境再造，为技术应用创造良好的环境条件；在人工顶柱中预留小井以作为后期填充、通风井；在回采的过程中采用落矿的方式。

4.2 地下水优化处理技术

在矿产资源开发过程中，必然会涉及到水资源的排放处理，如果没有及时对这些排水加以处理，水资源的长时间集聚将会对矿区周边环境产生恶劣的影响，甚至出现严重的水资源浪费与水资源的不合理利用现象，难以实现采矿工程的经济与社会效益。因此，在绿色开采技术中，通过对地下水的优化处理，能够在一定程度上大大降低采矿工程中的水污染程度。在各类矿产资源的开采过程中，污水回用是重要的趋势，通过防污与回用的结合，能够在一定程度上缓解采矿工程实施中的水资源供需矛盾，最大程度上控制地表水体的污染程度。当前，在采矿工程项目中，污水处理方法主要包含了沉淀、混凝沉淀与混凝土沉淀过滤等方式，在污水处理过程中，需结合污水的种类、矿区采矿工程的具体情况，选择最佳的地下水优化技术。

4.3 节水技术

在采矿工程中的矿产资源开采会同样造成地下水的开采，导致矿区内地下水水位急剧降低，存在严重的地下水污染威胁。因此，为了改善采矿工程实施中的地下水浪费、污染等问题，开采人员需结合采矿工程的具体情况，充分加强对节水技术的应用，实现水资源的合理利用，保护水资源。

4.4 矿层自动化远程控制技术

近年来，随着技术的进步，在矿产资源的开发方面逐步实现了机械化生产作业，尤其是在采矿工程的诸多环节，逐步应用了先进的设备与技术，比如，矿层自动化远程控制技术，使得在采矿工程实施中，相关人员能够充分根据自动化远程控制技术所采集到的各种数据与信息，来进行采矿技术的科学选择，及时进行采矿工程中各种问题的有效处理。

4.5 分层注浆采矿技术

分层注浆采矿技术的应用实现了对矿产资源周边土地资源的保护，分层注浆与隧道技术等的结合，在一定程度上为开采人员创造了相对安全的作业环境。在实际开采过程中，应用此技术实现了矿产资源周边土地资源等的保护，避免了土壤的破坏，体现了绿色开采技术的优势。

4.6 共采技术

以煤矿采煤工程为例，在开采的过程中常常会面临瓦斯爆炸的威胁。如果在采矿工程中仅仅利用瓦斯抽放来应对这种威胁，虽然能够保障开采作业的安全性，但是会造成部分瓦斯的浪费。近年来，煤与瓦斯共采逐步成为了一种新型的开采理念，在开采过程中，首先进行开采区域的总体规划，将其划分为规划区、采动区与采空区。在规划区，利用地面井来进行瓦斯的抽采，而在采动区，由于存在采动影响，瓦斯的抽采更为便捷。

5 结语

近年来，在采矿工程的实施过程中，绿色开采技术逐步成为主流技术，通过这种技术的应用，能够有效保障采矿工程实施中的效率，促进资源开采与环境保护的同步性，加快绿色矿山建设的步伐。但是，绿色开采技术的发展尚不成熟，在未来需加强技术改进，提升绿色开采技术的发展水平。