绿色开采技术在采矿工程中的应用分析

杨祥飞

(中建材西南勘测设计有限公司，四川 成都 610000)

0 引 言

作为决定国家整体经济发展的关键资源，矿产的重要性毋庸置疑，其开采技术整体呈现快速发展的完善与更新趋势，继而满足了对于矿产资源不断提升的基本需求。但由于矿产资源的特殊性，使得其在开采环节将会产生大量废弃物，在对周边居民工作生活状态造成影响的同时，也对周边环境造成了无法估量的严重破坏。因此，结合采矿工程的实际特点，深入分析绿色开采技术的实践应用过程具有极为重要的现实意义。

1 由于矿产开采致使生态环境受到不良影响的深入分析

1.1 水资源

由于矿产资源多数存在于较深地层，这使得在开采矿产的同时必然会影响到地下水位的正常变化。从实际开采情况来看，不仅会导致重合位置的地下水位下降，部分区域甚至出现了降落漏斗现象，不利于水资源的后续使用，且表现出了持续性特征。再加上区域矿产开采完成后，地层结构也将发生一定程度的改变，地表的严重形变无论对于地表水位还是地下水的正常流动状态均将造成不良影响，导致河流污染、河道干枯等现象较为常见[1]。而作为人们赖以生存的主要资源，地表水被破坏后，不仅会对人们正常工作与生活带来不良影响，也会对国家的工业、农业发展速度造成较大制约。

1.2 大气环境

矿产资源在开采过程中，会经常性地伴随释放气体，较为常见的气体包括瓦斯、二氧化硫、二氧化碳等。以二氧化碳为例，其在被大量释放入空气后，将会导致区域乃至全球温室效应加剧。而二氧化硫气体则本身具有毒害性，其在被释放入大气后，将会伴随雨水一同下降到地面从而形成酸雨，破坏土地酸碱平衡状态，对动植物以及人们的身体健康皆会造成影响[2]。在对过往矿产资源开采数据进行总结与分析后可以看到，以煤炭矿产为例，每一年开采所同步释放的瓦斯量在150亿m3左右，其危害程度可见一斑，这也是对绿色开采技术需求较为迫切的主要原因。

1.3 土地资源

位于地表所生长的全部植被，均会受到矿产开采过程的破坏性影响，在损失农作物经济效益的同时，也将会由于植被大量消失致使出现严重的区域水土流失现象。长此以往，甚至会导致土地荒漠化，且表现出了逐步向周边扩张的不良态势[3]。再加上矿产开采过程中将会产生大量废弃物，堆积在地表将浪费大量土地资源。部分区域由于过度开发，使得地下空洞面积迅速扩大，地表变形、塌陷等情况屡见不鲜，过往经由多年发展所积攒的地表腐殖土，将会集中陷入地底，从而对我国农业发展造成无法估量的严重影响。

2 绿色开采技术应用优势分析

在将绿色开采技术融入实际矿产资源开采过程后，由于实现了资源的二次利用与资源优化目标，开采环节对于周边环境的影响明显降低，矿产开采所带来的经济效益也同步得同时提升。此类技术的应用，在考虑到资源开采有效性与完整性的同时，也将同步分析开采过程中对周边土地可能带来的不良影响，为最大限度地降低破坏效果、提升社会效益提供完备条件。

在绿色开采技术的理论指导下，联系实际资源条件后制定了针对现有废弃物资源的二次利用方案，从而实现了赋存瓦斯等一系列附加物质价值充分发挥的目标，达到了绿色开采技术的资源化应用目的。以煤炭资源开采环节为例，煤层中所包含的大量赋存瓦斯的主要构成物质为煤层气，甲烷占比较高的特点使得其经常会被予以同步消除处理[4]。而在利用绿色开采技术后，瓦斯却能够作为一类具有清洁特质的能源，在针对煤层气做有效处理后达到二次利用的目的，提高煤炭开采经济价值的同时，也同样提升了区域环保效益；矿产资源在开采前，应依照其水文地质特点与类型予以划分，并联系其地表与地下涌水量、水害以及防治条件等制定处理方案。在此前提下，绿色开采技术的应用充分发挥了地表水的实用价值，且避免了二次污染情况的出现。此外，矿产开采过程中所产出的各种废弃物，也能够在经过一定技术处理后发挥其区域复垦材料或制砖的应用价值，为充分发挥其资源再利用价值奠定基础。

3 采矿过程中绿色开采技术的实际应用

3.1 充填开采技术

作为绿色开采技术的常见类型，该技术从实践角度考虑一般又被分为置换与水泥接缝填充两类。充填技术应用后从实践情况看表现出了明显优势，在降低地表结构沉陷风险的同时，也能够根据实际需要对矿柱受力形态予以改变，继而为开采作业环节提供持续向上回采的平台条件[5]。充填技术大规模应用条件下，所产生的一系列矿产开采废弃物(煤矸石等)，均达到了科学应用的目的，从而有效降低了区域废弃物比例与土地测绘风险，既提高了开采效益，也起到了保护周边生态环境的作用，这也是该技术在当下得以广泛应用的主要原因。

对于矿产资源开发区域来说，是否应用科学、绿色的开采技术与区域环境状况息息相关。若采用传统开采技术，由于废弃物等未经处理将会对环境造成极大破坏，且同时降低开采效益并提高附加成本。以充填开采技术为例，相较传统开采技术，其无论是运输方式还是空洞填充材料均有所不同，根据不同的区域地层结构特征，其又被分为水力充填、胶结充填以及干式充填[6]。干式充填技术不仅成本较高，且人员工作强度大，整体效率较低。因此，在实际采矿环节，首先应依照矿区的实际开采条件与具体情况，做好矿体分区工作，以保证开采的合理性。同时，需要强化各个开采区域的环境保护，创设良好的开采条件。建议在所构建的人工顶柱位置预留合适小井，以达到后期填充目的。

3.2 地下水处理技术

水资源排放是矿产开采过程中必然会遭遇到的问题，若无法确保排水处理的及时性，则将会在水资源短时间内大量聚集后，影响到矿区的周边环境，导致大量的资源浪费，不利于矿业单位保持未来可持续性的发展态势，导致其无论是社会效益还是经济效益均将受到不同程度的影响。因此，学会应用绿色开采技术，能够达到对地下水予以二次优化处理的目的，并有效降低工程水污染程度。污水回用是矿产资源开采发展的整体态势，在实现防污与回用有效结合的目标条件下，使采矿环节的水资源供需矛盾得到了有效解决，为消除地表水体污染影响奠定了基础。沉淀、混凝土沉淀过滤等是常见的污水处理方法，应根据矿产开采的具体类型并联系矿区的实际开采情况，制定科学合理的污水处理方案，以避免出现区域地下水资源遭受到严重破坏的现象。

3.3 瓦斯共采与矸石处理技术

煤炭与瓦斯共同采取的绿色矿产资源开采方案，具有最大限度降低煤炭开采环节资源浪费与消除环境不良影响等诸多优势。该技术的应用主要是在完成煤炭开采任务后，通过利用瓦斯抽离技术对由于围岩压力迅速下降而释放出的瓦斯气体予以处理，煤炭与瓦斯获得了同步利用条件，继而提高了整体开采效益。此外，还可以通过使用开采前将赋存矿层中瓦斯做分离处理的方式，以实现瓦斯与煤炭资源共采利用的目标。

针对在矿产开采环节所产生的诸多矸石做有效处理，在最大限度降低由于矸石对周边环境所造成破坏的同时，也能够有效提升矿产开采率与利用率，继而帮助提高开采效益与经济价值。当下所应用的矸石处理技术，主要应用方向为建筑材料转化与金属提炼。将矸石转化为建材，在避免污染的同时也能够降低建筑建设成本；而在进行金属提炼后，将充分发挥矸石价值，提高其利用率以实现绿色开采的最终目标。

3.4 保水处理与分层注浆技术

该技术简单来说就是针对矿层地质与水位变化情况进行的监测，是降低矿层地下漏斗状况发生风险的关键技术类型。应重点关注的是，若岩层区域本身具有较好的隔水性，则在矿产资源开采环节所形成的地下漏斗，伴随降雨量的逐步增长将会有不同程度的情况缓解表现，直至完全消失；而若开采区域本身有隔水性较差的特质，则所产生的地下漏斗，将会伴随降雨量增加与时间的推移而逐渐加重，继而影响到地层结构与开采效率。因此，为避免出现岩层地下漏斗现象，就应以岩层自身水位变化情况为前提，有效判断其所展现出的隔水效果，为保证该技术的地下水保护效果提供完备条件。以灌浆技术为例，从实际应用情况来看，该技术在地下水保护环节应用频率较高，且表现出了较强的应用效果。

分层注浆技术的应用，实现了针对矿产周边土地资源的保护目标，并在与隧道技术融合后，为开采人员创设了安全的开采环境。从实际开采角度来看，此技术的应用大大降低了对土地土壤性质的破坏，消除了开采所带来的不良影响，继而突显了绿色开采技术的应用优势。

4 结束语

综上所述，将绿色开采技术在采矿工程中进行合理应用与深入研究，能够达到有效控制环境污染并解决生态破坏问题的目的。其在地下水保护、预防土地流失以及维护大气环境等方面，均表现出了诸多应用优势，在满足国家矿产资源开采需求的同时，为实现矿产资源开采的可持续性战略发展目标奠定了坚实基础，并突显了绿色开采技术的应用价值与重要作用。