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采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探討

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采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探討

采礦工程綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探討:采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

摘要:近年來,我國(guó)的經(jīng)濟(jì)獲得了飛速的發(fā)展,但是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞,隨著人們環(huán)保意識(shí)的提升,在工業(yè)以及能源的開采和利用中也更加重視環(huán)保工作。我國(guó)采礦工程對(duì)環(huán)境的影響比較大,會(huì)對(duì)土地、大氣以及水資源造成嚴(yán)重的污染和破壞,威脅著人類的生存。所以綠色開采也是當(dāng)前采礦工程中重要的發(fā)展指標(biāo)。本文主要對(duì)采礦工程中綠色開采技術(shù)進(jìn)行分析,并對(duì)其在采礦工程中的具體應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞:采礦工程;綠色開采技術(shù);應(yīng)用

采礦工程是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱,但是傳統(tǒng)的采礦技術(shù)會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重的影響,而且這種污染的輻射面積比較廣,包括對(duì)空氣、水以及土地的破壞和污染,進(jìn)而使得采礦工業(yè)的發(fā)展遇到瓶頸。因此為了使采礦工程得到更好的發(fā)展,還需要注重對(duì)環(huán)境的保護(hù),采用綠色的開采方式,減少對(duì)環(huán)境的破壞和污染,提升采礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)雙重效益。在采礦工程中實(shí)現(xiàn)開發(fā)與保護(hù)的統(tǒng)一以及預(yù)防與治理的統(tǒng)一的綠色開采模式,實(shí)現(xiàn)對(duì)采礦工程的改善。

1采礦工程的綠色技術(shù)分析

1.1采空區(qū)填充技術(shù)

在礦產(chǎn)的開采中,會(huì)隨著礦產(chǎn)的開采使得地下出現(xiàn)大量的采空區(qū),而針對(duì)這些采空區(qū)傳統(tǒng)的填充方式為風(fēng)力填充、水利填充、矸石自流填充和帶狀填充等,這些填充方式的效率不高,而且容易造成二次污染,或者需要投入大量的資金,從而使得采空區(qū)填充的效果不佳。通過綠色采空區(qū)填充技術(shù)的應(yīng)用,能夠有效的改善傳統(tǒng)填充技術(shù)的不足。綠色填充技術(shù)中包括交替膠結(jié)填充、采空區(qū)冒落矸石孔隙注漿膠結(jié)填充等。其中交替膠結(jié)填充指的是采用工業(yè)爐渣、粉煤灰以及河沙等材料,加入一些膏制的漿體進(jìn)行填充,從而使得填充物的支撐作用更強(qiáng),有效的控制地面的沉降,對(duì)于一些高溫地區(qū),還能夠?qū)崿F(xiàn)降低井下溫度以及降低火災(zāi)發(fā)生率的作用;同時(shí)采空區(qū)冒落矸石孔隙注漿膠結(jié)填充其主要是利用冒落帶的特點(diǎn),在壓實(shí)的礦產(chǎn)孔隙間直接注漿處理,進(jìn)而使得膠結(jié)冒落的矸石能夠與填充物進(jìn)行有效的結(jié)合,提升填充物的支撐力和穩(wěn)定性,防止地面出現(xiàn)變形[1]。

1.2采礦共采技術(shù)

由于我國(guó)礦產(chǎn)地質(zhì)比較特殊,礦層的滲透率低、變化程度高,因此在開采前不容易對(duì)礦物進(jìn)行抽取。從當(dāng)前的開采過程來看,在開采中通過移動(dòng)巖層能夠提升滲漏率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)礦物抽放的優(yōu)化,從而形成礦物—采礦共采技術(shù)。

1.3礦山采集技術(shù)

礦山地下采集技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)開采技術(shù)的創(chuàng)新和改革,通過鉆井勘探可在地下將礦物直接轉(zhuǎn)化為可開發(fā)礦產(chǎn)資源,并做好污染控制,從而降低礦產(chǎn)開采對(duì)環(huán)境的污染和破壞。礦山地下采集技術(shù)改善了機(jī)械開采的效果,同時(shí)也優(yōu)化了開采的環(huán)境,是當(dāng)前礦產(chǎn)開采中重要的發(fā)展和研究方向。

1.4勘探技術(shù)

礦產(chǎn)開采過程中容易對(duì)周圍的地下水和河流等造成嚴(yán)重的污染,勘探技術(shù)主要是對(duì)礦產(chǎn)開采范圍內(nèi)的水資源進(jìn)行保護(hù),在礦產(chǎn)開采前對(duì)周圍的水資源信息進(jìn)行調(diào)查,然后合理的選擇開采范圍[2]。針對(duì)不同含水層以及隔水層選擇合理的開采技術(shù)。通過對(duì)含水層以及隔水層范圍的確定以及對(duì)礦層開采破壞程度和特點(diǎn)的影響分析,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)勘探的目的。或者采用礦層長(zhǎng)壁工作面淺埋的方式進(jìn)行勘探等,盡可能的保護(hù)水源不受污染。

2采礦工程中綠色開采技術(shù)的具體應(yīng)用方式

2.1礦山開采技術(shù)的應(yīng)用

礦山開采技術(shù)主要是對(duì)礦產(chǎn)開采中采空區(qū)的填充處理,通過該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用能夠使礦產(chǎn)的排放數(shù)量降低,進(jìn)而減輕對(duì)環(huán)境的污染。該技術(shù)的重點(diǎn)是要通過技術(shù)點(diǎn)順槽填充橋墩,同時(shí)對(duì)其中存在的孔隙進(jìn)行灌漿填充,從而使礦產(chǎn)固定。具體的應(yīng)用方式為利用機(jī)車向罐籠硐室中運(yùn)送礦產(chǎn),再通過順槽填充輸送帶運(yùn)送礦產(chǎn),然后將礦產(chǎn)加入到混凝土中,形成礦產(chǎn)混凝土。在這個(gè)過程中,還需要注意對(duì)礦產(chǎn)篩選技術(shù)的應(yīng)用,通過粉碎篩選礦產(chǎn),進(jìn)而有效的降低礦產(chǎn)數(shù)量,延長(zhǎng)礦產(chǎn)的服務(wù)時(shí)間,提高礦產(chǎn)的安全性,減少地面沉降[3]。

2.2鉆井技術(shù)的應(yīng)用

鉆井技術(shù)具體來說就是在已經(jīng)結(jié)束開采范圍內(nèi)的輸送巷下部預(yù)留填充帶,這樣在接下來的開采中就可以利用設(shè)計(jì)好的填充帶進(jìn)行下個(gè)階段的材料巷開采,不需要再預(yù)留礦產(chǎn),從而實(shí)現(xiàn)鉆井技術(shù)。該技術(shù)在礦產(chǎn)開采中的應(yīng)用,主要是為了能夠構(gòu)建一個(gè)注漿填充系統(tǒng),并在礦產(chǎn)井下設(shè)計(jì)專用的開采場(chǎng)地,將注漿泵硐室設(shè)計(jì)在回風(fēng)巷上,從而形成一個(gè)循環(huán)作業(yè)體系。并根據(jù)開采工程中的充填帶凝固時(shí)間、工作面輸送巷的長(zhǎng)度以及礦壓等方面的特點(diǎn)來設(shè)計(jì)充填帶的規(guī)格。

2.3勘探開采技術(shù)的應(yīng)用

勘探開采技術(shù)是當(dāng)前采礦工程綠色技術(shù)發(fā)展的重要趨勢(shì)和新型的技術(shù)理念。勘探開采技術(shù)主要是基于高效開采的理念,較大程度的對(duì)采礦工程范圍內(nèi)的水資源進(jìn)行保護(hù),包括地下水和地面環(huán)境。在勘探技術(shù)中主要是應(yīng)用特殊的地面灌漿技術(shù)以及采礦技術(shù)結(jié)合的方式來減少對(duì)水資源的破壞。在傳統(tǒng)的采煤工程中,由于對(duì)水文環(huán)境保護(hù)的意識(shí)不強(qiáng),從而使得采礦周圍的水位嚴(yán)重下降,對(duì)地下水的分布和質(zhì)量都造成嚴(yán)重的影響。而勘探技術(shù)的應(yīng)用,能夠使采礦過程中水文地理和巖層都得到有效的保護(hù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的保護(hù)作用[4]。

2.4高效開采礦產(chǎn)資源技術(shù)的應(yīng)用

在礦產(chǎn)的開采中,一些礦層的資源比較豐富,質(zhì)量高,但是由于開采技術(shù)的限制,導(dǎo)致這些品質(zhì)的礦產(chǎn)開采效率低,在開采的過程中礦物大量的的排放,造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi),同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境的污染。通過綠色高效開采技術(shù)在礦產(chǎn)開采中的應(yīng)用,能夠更加充分的利用礦物。當(dāng)前隨著科技的發(fā)展,我國(guó)礦物技術(shù)也不斷的創(chuàng)新,低濃度礦物發(fā)電技術(shù)也逐漸成熟。同時(shí)通過對(duì)礦層中礦物的提濃還能夠提升礦物的應(yīng)用效率,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的處理,不僅有效的提升了能源的利用率,同時(shí)也降低了礦物對(duì)環(huán)境的污染。

3結(jié)語

綜上所述,礦產(chǎn)開采是我國(guó)能源開發(fā)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要組成部分,但是傳統(tǒng)的礦產(chǎn)開采中容易對(duì)周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重的影響,對(duì)大氣、水以及土壤造成污染,生態(tài)環(huán)境被破壞,影響著人們的身體健康,威脅人類的生存,所以還需要在礦產(chǎn)開采的過程中利用先進(jìn)的開采手段,實(shí)現(xiàn)綠色開采,降低開采中對(duì)環(huán)境的影響,提升開采效率。

作者:李金龍 單位:丹東通達(dá)管道設(shè)備安裝有限公司

采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探討:采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用研究

摘 要:隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的迅速發(fā)展,我國(guó)環(huán)境保護(hù)工作提上日程,而在煤礦開采過程中,面臨著很多的環(huán)境問題,為了有效地解決這些環(huán)境問題,煤礦綠色開采應(yīng)運(yùn)而生。只有充分地認(rèn)識(shí)到綠色開采技術(shù)的重要意義,加快探索的步伐才有可能解決造成的一系列環(huán)境問題。該文首先介紹了采礦工程中的綠色開采技術(shù),重點(diǎn)論述采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞:煤礦 采礦工程 綠色開采技術(shù)

綠色開采指的是在開采煤礦的時(shí)候,盡量減少破壞與污染的環(huán)境,堅(jiān)持穩(wěn)定與健康發(fā)展之路,進(jìn)而有效地統(tǒng)一環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益。為此,在開采煤礦的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)和開發(fā)的統(tǒng)一以及治理和預(yù)防的統(tǒng)一,從而實(shí)現(xiàn)治理與應(yīng)用的綜合性。下面,筆者對(duì)采礦工程的中綠色開采技術(shù)及其應(yīng)用問題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

1 采礦工程中的綠色開采技術(shù)

對(duì)當(dāng)今的采礦作業(yè)技術(shù)進(jìn)行分析,其中存在比較多的煤礦綠色開采技術(shù),如潔凈煤技術(shù)、三下采煤和減沉技術(shù)、保水開采技術(shù)等,這一系列開采技術(shù)的設(shè)計(jì)都滲透了綠色環(huán)保的思想,在煤礦開采實(shí)踐中,綠色開采技術(shù)的應(yīng)用不但降低了污染、提高了開采效率,而且實(shí)現(xiàn)了環(huán)境和采礦兩者之間的平衡性。

1.1 煤礦采空區(qū)充填技術(shù)

傳統(tǒng)的煤礦開采采空區(qū)充填技術(shù)是矸石帶狀充填、風(fēng)力充填、水力充填、矸石自溜充填、粉煤灰充填等,這一系列的采空區(qū)充填技術(shù)要么充填效率低、要么形成二次污染、要么費(fèi)用投入太大等,而滲透綠色開采技術(shù)的采空區(qū)充填技術(shù)有了比較大的完善,普遍應(yīng)用現(xiàn)代化采空區(qū)充填技術(shù)的種類有:(1)交替膠結(jié)充填,在混合煤矸石、工業(yè)爐渣、河沙、粉煤灰之后,再加水變成牙膏樣的漿體,實(shí)時(shí)進(jìn)行填充,以使穩(wěn)定的支撐體形成,從而對(duì)地表的沉降進(jìn)行有效控制,針對(duì)高溫度區(qū)域,該技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)井下溫度和火災(zāi)危險(xiǎn)的降低。(2)采空區(qū)冒落矸石空隙注漿膠結(jié)充填,其中重點(diǎn)對(duì)冒落帶的特點(diǎn)進(jìn)行了應(yīng)用,在壓實(shí)煤矸石空隙之前進(jìn)行注漿,這樣可以迅速地膠結(jié)冒落的矸石與填充材料,從而使兩者一起支撐的覆巖層形成,最終大大地提高充填區(qū)的力學(xué)穩(wěn)定性以及降低地表變形的可能性。

1.2 瓦斯與采礦共采技術(shù)

瓦斯與采礦共采技術(shù)可以有效地緩解瓦斯導(dǎo)致的空氣污染現(xiàn)象,并且也可以實(shí)現(xiàn)瓦斯應(yīng)用效率的提升。然而,因?yàn)閲?guó)內(nèi)煤礦地質(zhì)的特點(diǎn),煤層的變化程度高、滲透率低,在進(jìn)行開采之前較難預(yù)抽瓦斯。對(duì)于縱觀開采過程而言,結(jié)合開采過程中移動(dòng)的巖層能夠?qū)崿F(xiàn)滲漏率的增加,從而實(shí)現(xiàn)抽放瓦斯與運(yùn)移瓦斯條件的優(yōu)化,最終建立瓦斯和采礦共采的技術(shù)體系。

1.3 采礦保水技術(shù)

保水技術(shù)的中心理念是對(duì)開采煤礦范圍分布的水資源進(jìn)行有效的調(diào)查,科學(xué)地選擇開采的范圍。針對(duì)不涵蓋隔水層或者是含水層的范圍,應(yīng)當(dāng)注意的是,在進(jìn)行開采時(shí)不可以將開采垮落帶與水?dāng)嗔褞Оl(fā)育至含水層底部。針對(duì)涵蓋隔水層、含水層的范圍,應(yīng)當(dāng)對(duì)煤層采動(dòng)覆巖破壞特點(diǎn)與地下水位下降規(guī)律進(jìn)行有效分析。在進(jìn)行開采時(shí)設(shè)置防水煤巖柱,貫徹實(shí)施保水采煤的技術(shù),像是煤層長(zhǎng)壁工作面淺埋保水、底板加固保水、導(dǎo)水?dāng)嗔褞Ц叨鹊臏p小等技術(shù)。

1.4 處理煤殲石技術(shù)

在煤層堆放煤矸石設(shè)計(jì)巷道是目前降低煤矸石排放的一種關(guān)鍵方式,因?yàn)槊喉肥瘒鷰r的構(gòu)造往往會(huì)出現(xiàn)比較大的變形情況,所以,務(wù)必持續(xù)優(yōu)化支護(hù)巷道的技術(shù),借助可縮性支架和填充巷道的方式實(shí)現(xiàn)煤矸石應(yīng)用效率提升,從而控制煤矸石含量。

1.5 煤炭地下氣化技術(shù)

煤炭地下氣化技術(shù)大大地創(chuàng)新了傳統(tǒng)的采煤技術(shù),是借助熱化學(xué)反應(yīng)在地下直接轉(zhuǎn)化煤炭為能夠燃燒的氣體,且在控制污染的基礎(chǔ)上降低對(duì)環(huán)境的危害性。煤炭地下氣化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了煤礦開采機(jī)械化水平與開采環(huán)境的優(yōu)化,其屬于煤礦開采技術(shù)以后的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)。

2 采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用方法

采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用能夠降低對(duì)環(huán)境的破壞性,根據(jù)區(qū)域巖層分布、應(yīng)力場(chǎng)、地壓、瓦斯水體運(yùn)移場(chǎng)等理論,煤礦企業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵在于采礦工程綠色開采技術(shù)的應(yīng)用。

2.1 應(yīng)用煤矸石填充支護(hù)技術(shù)的方法

煤矸石充填支柱技術(shù)的應(yīng)用能夠降低排放的煤矸石數(shù)量,其實(shí)現(xiàn)過程重點(diǎn)是借助奇數(shù)點(diǎn)順槽填充橋墩,且對(duì)橋墩間的空間進(jìn)行注漿填充,進(jìn)而有效的應(yīng)用煤矸石,其具體的使用技巧是通過機(jī)車向罐籠硐室當(dāng)中傳送煤矸石,再在順槽填充輸送帶上傳送煤矸石,在澆筑混凝土的過程中將煤矸石加入,進(jìn)而使煤矸石混凝土帶形成。應(yīng)當(dāng)明確的是由于煤矸石充填技術(shù)還要求相應(yīng)的煤矸石篩選技術(shù),且粉碎篩選出的煤矸石。其實(shí)際應(yīng)用成效是降低了排放的煤矸石數(shù)量,且實(shí)現(xiàn)了煤礦服務(wù)時(shí)間的延長(zhǎng),以及降低了煤礦出現(xiàn)安全事故的概率,另外,填充的大量煤矸石也使地面下沉的現(xiàn)象減少。

2.2 應(yīng)用無煤柱開采技術(shù)的方法

無煤柱開采技術(shù)的應(yīng)用原理是在上個(gè)開采范圍的輸送巷下面預(yù)留一條充填帶,進(jìn)而在開采挖掘下一個(gè)階段材料巷的情況下可以順著設(shè)計(jì)好的充填帶,進(jìn)而不需要對(duì)煤柱進(jìn)行預(yù)留,最終使無煤柱開采實(shí)現(xiàn)。無煤柱開采技術(shù)的應(yīng)用主要在于建構(gòu)注漿填充系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)將專用的車場(chǎng)與攪拌站設(shè)計(jì)在煤礦井下,且將注漿泵硐室設(shè)計(jì)在專門回風(fēng)巷的上面,從而使攪拌―泵送―填充的不間斷作業(yè)形成,其中,應(yīng)當(dāng)根據(jù)充填帶凝固時(shí)間、礦壓、階段面與工作面輸送巷的長(zhǎng)度來確定充填帶的規(guī)格。

2.3 應(yīng)用高效開采礦產(chǎn)資源的方法

不少煤礦煤層會(huì)產(chǎn)出比較多高價(jià)值的煤炭資源,因?yàn)槭艿介_采效率與技術(shù)的影響,難以提高這一部分資源的應(yīng)用效率,其中顯著的問題就是開采煤礦過程中排放瓦斯的現(xiàn)象,排放瓦斯不但使很多的資源浪費(fèi),還會(huì)污染環(huán)境,而綠色高效開采技術(shù)會(huì)在開采煤礦中過程中有效地應(yīng)用瓦斯。近些年以來,國(guó)內(nèi)應(yīng)用瓦斯的技術(shù)不斷發(fā)展,經(jīng)常應(yīng)用的是低濃度瓦斯發(fā)電,基于該技術(shù)的進(jìn)步,低濃度20%的瓦斯發(fā)電技術(shù)業(yè)已可以實(shí)現(xiàn),甚至可以應(yīng)用更低濃度的瓦斯技術(shù),再者是瓦斯提濃,把煤礦當(dāng)中搜集的瓦斯進(jìn)行提濃,從而使瓦斯的應(yīng)用效率提升,且借助管道應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與工業(yè)生產(chǎn),除此之外,對(duì)于濃度較高的瓦斯還能夠應(yīng)用煤礦瓦斯液化技術(shù)。

2.4 應(yīng)用保水開采技術(shù)的方法

作為一種新型采礦工程綠色開采技術(shù)的保水技術(shù)的中心理念是在高效開發(fā)應(yīng)用煤礦資源的前提條件下,較大程度地保護(hù)地面的環(huán)境與地下水的環(huán)境。使用采礦保水技術(shù)重點(diǎn)是借助獨(dú)特的采煤技術(shù)與地面灌漿技術(shù)降低破壞水資源的程度。傳統(tǒng)的采煤技術(shù)中因?yàn)楹鲆暳嗣簩訒?huì)破壞水文,往往造成水位下降漏斗的形成,從而對(duì)分布的地下水產(chǎn)生影響作用,保水開采技術(shù)的應(yīng)用兼顧到了開采煤炭會(huì)破壞水文地理與巖層,因而能夠有效地保護(hù)環(huán)境與水資源。

3 結(jié)語

綜上所述,隨著生活水平的提高以及環(huán)境污染程度的不斷加劇,環(huán)境保護(hù)受到了社會(huì)大眾的廣泛關(guān)注,尤其是我國(guó)采礦工程的粗放式管理與可持續(xù)發(fā)展理念具有較大的矛盾,開采過程中可能出現(xiàn)土地資源的破壞、水資源以及大饣肪車奈廴鏡齲綠色開采技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。

基于經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,采礦工程中一定要以科學(xué)發(fā)展觀作為方向,應(yīng)用綠色開采技術(shù),且持續(xù)地研發(fā)煤礦開采新工藝與新技術(shù),從而積極地構(gòu)建資源節(jié)約社會(huì)與環(huán)境友好型的社會(huì)。

采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探討:采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用分析

摘 要:隨著生活水平的提高以及環(huán)境污染程度的不斷加劇,環(huán)境保護(hù)受到了社會(huì)大眾的廣泛關(guān)注。尤其是我國(guó)采礦工程的粗放式管理與可持續(xù)發(fā)展理念具有較大的矛盾,開采過程中可能出現(xiàn)土地資源的破壞、水資源以及大氣環(huán)境的污染等,綠色開采技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。只有充分認(rèn)識(shí)到綠色開采技術(shù)的重要意義,加快探索的步伐才有可能解決造成的一系列環(huán)境問題。本文首先分析采礦過程中存在的環(huán)境問題,隨后探討相應(yīng)的綠色開采技術(shù)。

關(guān)鍵詞:采礦工程;綠色開采技術(shù);環(huán)境保護(hù)

礦產(chǎn)資源是支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要能源,隨著城市化進(jìn)程的加快,各行各業(yè)對(duì)于礦產(chǎn)資源的需求量越來越大。但是受到我國(guó)傳統(tǒng)采礦工藝技術(shù)的影響,采礦生產(chǎn)過程中對(duì)地表、水以及大氣等環(huán)境造成的污染較為嚴(yán)重,不利于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護(hù)。因此,積極分析采礦過程中對(duì)環(huán)境不友好的方面,探討綠色開采技術(shù),構(gòu)建二者自然和諧共處的局面非常重要。

1 采礦工程活動(dòng)中對(duì)環(huán)境造成的影響

1.1 采礦工程中對(duì)水資源的破壞

采礦會(huì)直接破壞地下水層的徑流,導(dǎo)致地下水被排出地表,礦區(qū)中地下水位陡降,形成地下水降落漏斗,水質(zhì)與水文環(huán)境均造成嚴(yán)重的影響。由于開采過程中造成地表變形導(dǎo)致水體徑流異常,嚴(yán)重的情況下可能造成河流斷流、泉水干涸,對(duì)于自然生態(tài)環(huán)境以及居民的日常生活均造成破壞,甚至出現(xiàn)無法開展正常的農(nóng)耕活動(dòng)的現(xiàn)象。根據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì),僅因煤礦開采造成的地下水資源破壞與污染就高達(dá)24億立方米,其造成的危害在西北的干旱地區(qū)顯得非常突出。

1.2 采礦工程對(duì)于土地資源的破壞

采礦工程可能通過多種形式造成土地資源破壞,例如地讓沙漠化、固體廢棄物壓占地表、水土流失等。有統(tǒng)計(jì)學(xué)資料提示,我國(guó)采礦工程中,由于地表沉陷而遭受破壞的土地面積已經(jīng)超過40萬公頃,這意味著每開采一萬噸原煤就會(huì)產(chǎn)生約0.3公頃的土地塌陷,這樣的破壞現(xiàn)象隨著生產(chǎn)速度的提高正在加劇。除此之外,煤炭在開采過程中會(huì)產(chǎn)生固體廢棄物,這些固體廢棄物需要占據(jù)大量的地表進(jìn)行安置,平均每年占地面積超過20萬平方米。

1.3 采礦工程對(duì)于大氣環(huán)境造成的破壞

礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中會(huì)釋放出各種各樣的有害氣體,最為常見的有瓦斯、二氧化碳及二氧化硫。二氧化碳、瓦斯等會(huì)增加溫室效應(yīng),其中后者產(chǎn)生溫室效應(yīng)的可能性高出二氧化碳的4到5倍,而我國(guó)每年僅用于煤炭開采排放的瓦斯氣體超過150億立方米,對(duì)于地球環(huán)境的危害不言而喻。此外,開發(fā)過程中產(chǎn)生的二氧化硫?qū)儆谟卸練怏w,對(duì)于植物的生長(zhǎng)、人體呼吸系統(tǒng)均產(chǎn)生破壞,對(duì)農(nóng)業(yè)以及人類健康的威脅較大。

2 采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

2.1 保水綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

保水開采技術(shù)預(yù)防止?jié)⑺夹g(shù)存在著較大的差異,后者更加重視操作過程中的安全。而保水開采技術(shù)的重點(diǎn)在于監(jiān)測(cè)巖層地質(zhì)水文條件的變化。很多區(qū)域進(jìn)行采集活動(dòng)完成之后,會(huì)出現(xiàn)地下漏斗的現(xiàn)象,而隨著降雨的增加漏斗會(huì)逐漸消失,提示巖層的隔水性較好;在部分區(qū)域開采完成之后會(huì)形成水洼,甚至能夠在湖泊、河流以及海下進(jìn)行開采活動(dòng),對(duì)于水文條件的影響不大。保水開采技術(shù),通過特殊的采開采工藝以及地面灌漿技術(shù)能夠保護(hù)地下水資源不受到破壞,對(duì)于環(huán)境的影響小,屬于環(huán)保、有效的綠色開采技術(shù)。

2.2 矸石的處理技術(shù)

采礦工程中矸石的排出量非常高,不但影響到地表環(huán)境,偶爾還會(huì)出現(xiàn)矸石自燃的現(xiàn)象,加劇大氣環(huán)境的污染,對(duì)于環(huán)境保護(hù)非常不利。我國(guó)的情況往往是原本堆積的矸石沒有進(jìn)行處理,而新產(chǎn)出的矸石越來越多,造成污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。針對(duì)矸石,主要的綠色處理技術(shù)有覆蓋,在廢棄物上進(jìn)行覆蓋,減少風(fēng)吹等作用下對(duì)環(huán)境的污染;第二是根據(jù)矸石的化學(xué)物理性質(zhì)選擇相關(guān)的溶劑進(jìn)行處理;第三是對(duì)矸石進(jìn)行綜合利用,將其中具有利用價(jià)值的金屬等提煉出來,提高經(jīng)濟(jì)效益;是將矸石作為建筑材料,開采得到的尾礦以及被提煉之后的廢石都具有作為建筑材料的價(jià)值,尤其是當(dāng)下我國(guó)建筑材料成本不斷上升,使用矸石能夠較好地緩解資源緊張的現(xiàn)象。

2.3 煤炭和瓦斯共采技術(shù)的應(yīng)用

盡管瓦斯屬于一類溫室氣體,同時(shí)也是一類清潔能源,在很多情況下也是造成礦井重大事故的根源。針對(duì)瓦斯氣體進(jìn)行綠色處理對(duì)于環(huán)境、生產(chǎn)安全均具有重要意義。首先在煤礦開采之前,采用合理的技術(shù)將其從礦層中抽出;第二種就是煤炭與瓦斯共采技術(shù),煤炭開采工作完成之后圍巖的壓力下降,此時(shí)采空區(qū)會(huì)釋放出大量的瓦斯氣體,在這一階段進(jìn)行抽取就能夠?qū)崿F(xiàn)煤炭與瓦斯共采。

3 結(jié)束語

綜上所述,我國(guó)采礦工程對(duì)于環(huán)境造成的污染現(xiàn)象還比較嚴(yán)重,各個(gè)礦區(qū)應(yīng)當(dāng)充分分析自身的開采特點(diǎn),加強(qiáng)綠色開采技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,進(jìn)一步討論相關(guān)措施的改善。本文對(duì)采礦工程中造成的水資源破壞、土地資源破壞以及大氣污染等現(xiàn)象進(jìn)行分析,具體探討相應(yīng)的綠色采礦技術(shù),以期能夠減少采礦過程中對(duì)環(huán)境造成的負(fù)面影響,促進(jìn)采礦工程的可持續(xù)發(fā)展。

采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探討:采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用探討

摘要:近年來環(huán)境保護(hù)問題成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),就給采礦工程提出了新的挑戰(zhàn)。在我國(guó)的礦產(chǎn)開采工程之中,面臨著十分多的問題,采礦工程之中使用綠色開采技術(shù),可以有效的實(shí)現(xiàn)采礦工程的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞:采礦工程;綠色采礦技術(shù);應(yīng)用

引言

進(jìn)入新世紀(jì)以來,隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)水平的迅速提升,我國(guó)的環(huán)境保護(hù)工作也越來越受到了人們的重視,而在我國(guó)的煤礦開采工程中,卻也面臨著諸多的環(huán)境問題,如土地資源遭到嚴(yán)重破壞、水資源受到破壞以及大氣受到嚴(yán)重的污染等,因此為了有效地解決這些環(huán)境問題,也就提出了綠色開采技術(shù)的概念。在采礦的工程中,我們應(yīng)能夠充分地認(rèn)識(shí)到應(yīng)用綠色開采技術(shù)的必要性和重要意義,并且進(jìn)一步的研究和探索煤炭資源綠色開采的內(nèi)涵,這樣才能深入的發(fā)展我國(guó)綠色開采的技術(shù)體系,同時(shí)有效的解決一系列的環(huán)境問題。

一、綠色采煤技術(shù)概述

在了解煤礦的綠色開采技術(shù)之前,我們應(yīng)該首先從廣義資源的角度上來正確認(rèn)識(shí)和對(duì)待煤炭、瓦斯、天然氣等一切可以利用的能源資源。發(fā)展和實(shí)施煤礦綠色開采技術(shù)的初衷,在于較大程度地減少或者有效防止當(dāng)前煤礦開采作業(yè)對(duì)于環(huán)境的污染和對(duì)于其他資源的不良影響,如對(duì)地下水的嚴(yán)重污染等。其最終目標(biāo)在于同時(shí)取得的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,實(shí)現(xiàn)二者的“雙贏”。

我國(guó)煤礦綠色開采技術(shù)的理論依據(jù)可以總結(jié)為四各方面:關(guān)鍵層理論;開采對(duì)巖層移動(dòng)的影響及移動(dòng)規(guī)律;水在裂巖體中的滲流規(guī)律;開采后巖層內(nèi)節(jié)理裂隙分布發(fā)育規(guī)律等。基于傳統(tǒng)的煤礦產(chǎn)業(yè)所涉及的土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等問題,筆者認(rèn)為煤礦綠色開采主要包括以下內(nèi)容:首先,要實(shí)現(xiàn)對(duì)水資源的保護(hù);第二,要實(shí)現(xiàn)對(duì)瓦斯的合理抽放;第三,要實(shí)現(xiàn)對(duì)土地與建筑物的保護(hù)。

二、煤礦開采系統(tǒng)的分類

1、礦井通風(fēng)系統(tǒng)

我們都知道礦井通風(fēng)是礦井安全生產(chǎn)的基本保障。礦井通風(fēng)指借助于機(jī)械或自然風(fēng)壓,向井下各用風(fēng)點(diǎn)連續(xù)輸送適量的新鮮空氣,供給人員呼吸,稀釋并排出各種有害氣體和浮塵,以降低環(huán)境溫度,創(chuàng)造良好的氣候條件,并在發(fā)生災(zāi)變時(shí)能夠根據(jù)撤人救災(zāi)的需要調(diào)節(jié)和控制風(fēng)流流動(dòng)路線的作業(yè)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)由影響礦井安全生產(chǎn)的主要因素所決定。

2、礦井運(yùn)輸系統(tǒng)

對(duì)礦井運(yùn)輸設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)對(duì)井下煤炭、矸石、材料、設(shè)備及人員等的運(yùn)輸作統(tǒng)籌安排。運(yùn)輸方式與設(shè)備的選型,應(yīng)根據(jù)礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力、煤層賦存條件、瓦斯情況、采煤方法等因素確定。

采區(qū)運(yùn)輸:大、中型礦井的采區(qū),要積極采用連續(xù)化運(yùn)輸,發(fā)展重載下運(yùn)帶式輸送機(jī)。

輔助運(yùn)輸:要采用高效能、適應(yīng)性能強(qiáng)、單機(jī)服務(wù)范圍廣的設(shè)備,減少環(huán)節(jié)逐步發(fā)展集裝箱運(yùn)輸,要根據(jù)條件采用單軌吊車、卡軌車、膠套輪機(jī)車、齒軌機(jī)車、無軌膠輪車或其他運(yùn)輸設(shè)備,逐步實(shí)現(xiàn)全礦井輔助運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械化、連續(xù)化。

大巷運(yùn)輸:主要運(yùn)輸大巷的運(yùn)輸方式應(yīng)根據(jù)運(yùn)量、運(yùn)距和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果優(yōu)化確定。凡井型較大、采區(qū)生產(chǎn)集中、條件適合的礦井,可采用帶式輸送機(jī),實(shí)現(xiàn)全礦井的連續(xù)運(yùn)輸。采用軌道運(yùn)輸?shù)牡V井,要發(fā)展底卸式或側(cè)卸式礦車。要研制改造與底卸式礦車配套的雙軌同步牽引電機(jī)車,大功率電機(jī)車和防爆柴油機(jī)車。

三、采礦工程中存在的環(huán)境問題

1、土地資源遭到嚴(yán)重破壞

導(dǎo)致土地資源遭到嚴(yán)重破壞的形式是多樣的,如土地沙漠化、水土流失、固體廢棄物的壓占以及地表塌陷等等,根據(jù)對(duì)相關(guān)資料的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),在我國(guó)的采礦工程中,因地表沉陷而導(dǎo)致了受到破壞的土地面積超過了40萬公頃,每開采一萬噸原煤,就會(huì)產(chǎn)生大概0.3公頃的土地塌陷面積,并且每年的破壞速度還是在遞增的。而一般情況下,在采礦工程中,通常都會(huì)矸石,其含量約為煤炭總量的20%左右,所以我國(guó)目前矸石所要占用的土地面積也超過了1萬公頃。

2、水資源受到破壞

開采煤礦時(shí),地下含水層的原始徑流難受都要受到破壞,所以就會(huì)產(chǎn)生大量的地下水,不但降低了區(qū)域含水層的水位,形成了地下水的降落漏斗,當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)水文條件都會(huì)受到較大的影響。采礦工程中,很多地表水體會(huì)受到影響,有一些溝泉甚至?xí)霈F(xiàn)干涸的情況,那么當(dāng)?shù)氐闹脖簧L(zhǎng)情況肯定也會(huì)受到破壞,導(dǎo)致了嚴(yán)重的土地沙漠化的問題,這一問題在我國(guó)的西部地區(qū)體現(xiàn)的尤為明顯。

3、大氣污染的問題

在采礦的過程中,會(huì)釋放出大量的有害氣體,如二氧化碳和二氧化硫等,不但會(huì)污染空氣,還會(huì)導(dǎo)致所謂的溫室效應(yīng)的問題出現(xiàn)。可見,在我國(guó)的采礦工程中,是存在著嚴(yán)重的環(huán)境問題的,顯然這是礦區(qū)的環(huán)境容量無法承受的。而煤炭又是我國(guó)最重要的能源,在短時(shí)間內(nèi)根本無法徹底的改變這一現(xiàn)狀,所以在我國(guó)相關(guān)部門的要求和推進(jìn)下,應(yīng)更新煤炭的開采理念,應(yīng)用綠色開采技術(shù),較大化的降低開采煤炭活動(dòng)對(duì)環(huán)境和資源帶來的影響。

四、采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

1、采空區(qū)充填開采技術(shù)

采空區(qū)充填開采技術(shù)是綠色開采技術(shù)的重要組成部分,尤其在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)解決建筑物下開采更應(yīng)受到重視。從理論上來說,充填采礦是解決煤礦開采環(huán)境問題的理想途徑,但由于目前充填采礦的成本相對(duì)偏高,限制了該項(xiàng)技術(shù)在煤礦的試驗(yàn)與應(yīng)用。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,充填技術(shù)的關(guān)鍵是充填材料的選取及如何降低成本。另外就是充填技術(shù)本身,它應(yīng)該包括充填系統(tǒng)與開采系統(tǒng)的協(xié)調(diào);充填運(yùn)輸系統(tǒng)的暢通;充填后材料的力學(xué)特性等。順利解決上述問題將根本改變將來我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域的開采技術(shù)。為了降低充填成本,基于巖層控制的關(guān)鍵層理論,提出了部分充填(條帶充填)控制開采沉陷的思路:僅充填部分采空區(qū),只要保障未充填采空區(qū)的寬度小于覆巖主關(guān)鍵層的初次破斷跨距,且充填條帶能保持長(zhǎng)期穩(wěn)定,就可有效控制地表沉陷。

2、保水開采技術(shù)

保水開采技術(shù)指的是在開采中采取相對(duì)合理的開采技術(shù)與設(shè)備工藝,在開采中實(shí)施地面注漿,以實(shí)現(xiàn)在開采中保護(hù)地下水不受污染的目的。煤礦在經(jīng)過開采后,往往出現(xiàn)上層巖層破裂的現(xiàn)象,很容易造成地下水的漏斗式下陷。由于煤礦頂端多為堅(jiān)硬的巖層,在煤礦開采后,頂板的裂縫往往容易通過采空區(qū)貫穿地表,使頂板上方巖層中的水漏失,造成煤礦區(qū)的地下水資源枯竭。只有將工作面推進(jìn),使上覆巖層中的軟弱巖層進(jìn)行進(jìn)一步的壓實(shí),地下水水位才有可能恢復(fù)。由于現(xiàn)階段保水開采技術(shù)的實(shí)施還未完善,對(duì)于保水開采技術(shù)還需要進(jìn)行進(jìn)一步的開發(fā)和完善。

3、瓦斯抽采

眾所周知,瓦斯是一種潔凈能源,同時(shí)也是煤礦井內(nèi)的主要有害氣體。對(duì)于這種特殊的有害氣體,我們需要對(duì)其進(jìn)行合理利用,將其實(shí)現(xiàn)資源化開采,目前主要有以下幾種途徑:

及時(shí),煤礦開采之前抽采瓦斯。顧名思義,就是在進(jìn)行煤礦開采之前,將煤層內(nèi)的瓦斯抽出來,既實(shí)現(xiàn)了對(duì)瓦斯資源的有效采集,又減少了瓦斯對(duì)煤礦安全的威脅,可謂一舉兩得。作為該項(xiàng)技術(shù),其關(guān)鍵之處在于煤層的透氣性,透氣性越好,抽采瓦斯難度越低。

第二,煤與瓦斯共同開采。如果不能夠在煤礦開采之前進(jìn)行瓦斯抽采,那么可以采用煤與瓦斯共同開采的模式。該方法的優(yōu)勢(shì)在于,在進(jìn)行了一部分煤礦開采之后,煤層的壓力明顯降低,因此大量瓦斯在采空區(qū)范圍內(nèi)得到釋放,這種結(jié)構(gòu)有利于瓦斯抽采,形成了煤與瓦斯共采的體系。

第三,廢棄礦井抽采瓦斯。鑒于廢棄礦井內(nèi)的煤層經(jīng)過充分采動(dòng),其內(nèi)部充滿豐富的瓦斯資源,因此可以利用采動(dòng)之后巖體內(nèi)的裂隙分布及鉆孔技術(shù),將瓦斯抽排管裝在井下,將礦井口進(jìn)行封閉之后,可以抽出大量的瓦斯資源。

此外,還有通過回風(fēng)井進(jìn)行瓦斯回收的技術(shù),以及留巷鉆孔法、卸壓法等具體作業(yè)方法。

4、土地保護(hù)技術(shù)

在煤礦建設(shè)及開采過程中,要盡量減少對(duì)地面植被的砍伐,積極預(yù)防水土流失的發(fā)生。在坡地修筑梯田、開溝筑埂、植樹造林,增加水分深入,減少?zèng)_刷,攔蓄水土,防止水土流失。在溝谷中、溝頭攔截地表水,制止溝壑發(fā)展;溝坡兩崖造林、種草、防止沖刷;溝底修建淤地壩,攔截洪水泥沙淤積壩內(nèi),減少水土流失。在礦區(qū)內(nèi)規(guī)劃,科學(xué)造林,合理耕作,設(shè)法增加地面的粗糙度和植被覆蓋率,進(jìn)行小流域綜合治理,控制水土流失,改善生態(tài)環(huán)境。

在礦區(qū)開發(fā)建設(shè)的同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)生態(tài)建設(shè),采取工程和生態(tài)結(jié)合等有效辦法,防止水土流失。總之,水土流失應(yīng)預(yù)防與治理相結(jié)合,興利與除害相結(jié)合,因地制宜,統(tǒng)籌規(guī)劃,綜合治理。

結(jié)束語

資源與環(huán)境協(xié)調(diào)的綠色開采是解決煤炭開采環(huán)境問題的根本出路。要實(shí)現(xiàn)綠色開采,需要綜合研究和解決經(jīng)濟(jì)與技術(shù)等方面的問題。綠色采礦可以減少環(huán)境污染,還能帶來良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。綠色采礦是形成綠色礦業(yè)及礦區(qū)綠色家園的重要組成部分,相信隨著綠色開采的不斷發(fā)展和完善,煤礦綠色開采一定會(huì)發(fā)揮它應(yīng)有的作用,為人類與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。