绿色开采在采矿工程中的重要应用

谢家旺

（河北峪耳崖黄金矿业有限责任公司，河北 承德 067000）

现阶段经济社会的快速发展离不开各类支撑资源的开发和利用，我国矿产业也随着各类需求的提升不断加大着生产力度。然而，由于传统的矿产开采工作受到开采技术手段的限制，生产过程中常常伴随着大量的环境污染。不但严重破坏了矿区正常的自然生态链，更是影响采矿企业经济效益的重要因素。要充分降低开采作业对环境造成的破坏程度，必须要加大绿色开采技术的发展与运用，提高矿产单位和施工人员对生态保护的重视程度，推进采矿行业的绿色化发展进程。

一、绿色采矿技术的概念和其运用的重要性

绿色采矿技术是由于人们对矿山环境问题的重视程度不断加大，而发展起来的新型采矿技术。它有着非常明确的含义，要求以安全、经济、环保的矿产开采手段进行矿产资源的开采，保障矿山开采作业的绿色、安全与高效。以此实现矿区周边良好生态和矿产开采单位经济效益的双保障，推进矿产开采技术的现代化和行业的可持续发展。绿色采矿技术的重要性体现在三个方面。

（一）采矿工程节能减排的需要

传统的采矿技术伴随着大量的有害污染物排放，大量未经处理的污染物对矿区周边环境造成了十分严重的影响。绿色采矿技术可实现污染物排放的有效控制，充分发挥生产废料的利用价值。例如，伴随着煤炭的开采过程会产生大量的煤矸石。作为一种生产废料，煤矸石的随意排放将会对环境造成严重的污染，必须对其排放进行严格的控制。在绿色采矿技术的采矿理念指导下，可利用煤矸石进行矿洞采空区的回填或将其作为支撑物料，充分发挥废料的剩余价值。此外在采矿作业结束后，应有针对性地开展矿区土地的复垦工作，尽可能恢复矿区的自然生态和土地资源的利用率。

（二）有助于伴生资源的开发

在实际的采矿作业中，采矿作业开始前要提前对矿区地质条件进行详细的勘探和测绘工作，特别是对矿层的水文情况要有科学而细致的把握。由于采矿作业会对地下水环境造成潜在的破坏，某些案例中甚至出现透水等严重的采矿事故，严重威胁采矿作业的安全。在以往的工程实践中，通常未对矿井水进行有效的利用途径开发，一般采用抽取外排的方式进行弃置处理。在绿色开采技术的应用中，重新发掘出矿井水的应用场景，实现了资源利用率的快速提升。同时，由于一般的煤矿中含有大量的瓦斯气体，不但是威胁采矿作业生产安全的重大风险，随意排放也会造成严重的大气污染。绿色开采技术将实现对瓦斯气的回收利用，降低矿业生产中的物资消耗。

（三）可有效保护采矿环境

在矿产开采中，由于矿区的占地范围极大，相关工程车辆出入频繁，将会对矿区周边环境造成严重的破坏。在绿色开采技术的含义中，对矿区周边环境的保护和修缮占据着非常重要的地位，可以通过相关绿色化技术降低矿产资源开采对周边环境的污染。由于矿产开采会对地表或岩层造成结构性的破坏，不但会影响地下水的走向，严重时会造成采矿坑洞的塌陷，严重威胁周边环境的完整性。因此绿色开采技术的应用有着极其重要的意义。

二、矿产开发对环境问题的潜在威胁

矿产开发对环境有着非常明显的影响。相关统计数据表明，我国因矿产开采导致的土地沉陷总面积已经突破4000 公顷，同时煤矿开采也对水资源造成了严重的威胁，地下水系受到严重污染只是一个方面，此外矿区所在地区的地下水位也会因采矿作业的开展发生变化。自然环境与地下水的污染还不全面，生产过程中诸如二氧化碳和二氧化硫的排放也会导致空气酸化和温室效应。

三、矿产开采中绿色开采技术的应用方式

（一）充填采矿技术

绿色充填采矿技术提出的主要目的是为了在预防地表沉降的同时改善支撑矿柱的受力状态，搭建结构稳固的向上回采的工作平台。在具体的充填采矿技术实施过程中，通常采用工业固体废弃物、煤矸石等材料进行回填和建筑作业，可以有效降低采矿作业的废弃物排放和地表矿基沉降风险，保障矿产工区的安全，降低矿产过程中的资源浪费和环境污染。充填采矿技术在保护矿区地质生态环境的同时有效避免了人为因素导致的地质灾害问题。矿产开采传统方法不但会对矿区周边环境造成严重污染，也会拉高生产成本，相比之下劣势较为明显。

从填充材料的角度对充填采矿技术进行分类，可以分为干式填充法、水力填充法、胶结充填法。三种方法之中干式填充法是最早被应用的方法，但也存在着生产效率低、劳动强度大、采矿成本高等明显的缺点。要实现对充填采矿技术的合理应用，要遵循以下几个步骤。第一，针对盘区和矿段开展阶梯化矿体划分；第二，修整采矿通道进行采矿环境再造；第三，要在人工顶住中预先留出一定数目的小井，为矿基填充、施工人员通行和通风设备留出必备的通道；第四，在底部的人工底柱上预制放矿口；第五，落矿回踩，将矿物资运送出矿井后通过预制的放矿口进行填充作业。

（二）地下水优化处理技术

由于矿区的采矿作业中需要及时将大量的水资源排出，严重威胁矿区周边的自然生态环境，也会严重影响矿井内采矿工人的生命安全。大量的水资源浪费成为阻断采矿作业物资循环的关键因素，如果可以对地下水进行一定程度的优化处理，可以实现较高程度的水资源循环利用。将地下水污水防治工作和煤矸石回填结合，将大大缓解采矿工区紧张的用水需求，同时大大降低对地下水资源的污染。

当前现行的地下水优化处理方法主要分为沉淀法、混凝沉淀法和混凝沉淀过滤法等，这三种方法各有具备针对性的应用场景。沉淀或混凝土沉淀处理技术适用于对污水进行预处理后直接排放的工作需求；混凝沉淀过滤处理技术适用于处理后作为生产用水的工作需求，此时还需对污水进行合理的消毒、净化或淡化处理。

（三）节水技术

在实际工程开展过程中，大量开采地下水存在客观层面的实际困难，也为矿产开采的成本控制带来极大的风险。实际案例表明，随着地下水的不断外排，矿区周边地下水出现水位下降、水污染加重等现象。在矿产开采中融合节水技术具有非常明显的现实意义，特别是在某些存在严重缺水问题的矿产地区，节水矿产开采技术可以有效保障地下水的质量和可靠供应。

（四）共采技术

一直以来煤矿中的瓦斯问题都是矿产资源开采作业的严重安全威胁，瓦斯爆炸等现象常有发生。工程实践中，矿产开采单位通常借助通风设备将矿井内的高浓度瓦斯排出矿道。这种方法虽然在一定程度上保障了矿产资源开采的安全性，但也隐含了严重的资源浪费现象。近年来，煤和瓦斯共同开采的理念在行业中逐渐发展起来。共采技术的核心理念可用一井三用来概括，是将煤炭开采的区域进行功能性的划分，通过地面井对规划区的瓦斯进行采集，采动区的地层压力将在地面形成巨大的裂隙，便于瓦斯的采集。

结束语：现阶段，我国矿产资源开采的技术和方法还有待改进。由于传统的开采方法将对矿区环境和地下水系造成严重的污染，急需提出采用绿色开采的技术对采矿工程进行优化与提升。本文从绿色采矿技术的概念及其运用的重要性入手，简述了传统矿产开采方法中存在的巨大弊端，有针对性地提出了充填采矿技术、地下水优化处理技术、节水技术和共采技术等优化方法，为相关从业人员提供参考。