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采矿工程绿色开采与实践应用

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摘要:矿产开采工程中,面临着诸多的环境问题,如土地资源遭到严重破坏、水资源受到破坏以及大气受到严重的污染等,为了有效地解决这些环境问题,提出了绿色开采技术的概念。

关键词:绿色;采矿;可持续发展;环境污染

经济社会的不断发展与进步,人们对于各种能源的需求越来越高。但随着采矿量的不断增加,一些问题也逐渐暴露出来,国家加大了对环境保护问题的关注力度,从而使得人们对于采矿工程中采用的技术也加大了其重视程度。随着人们环保观念的日益深入,矿产绿色开采技术在矿产生产作业中得到了广泛的应用,合理的采用绿色开采模式是未来采矿工程得以顺利发展的趋势之一,值得深入探讨。

1传统开采方式所带来的的环境问题

1.1水资源问题。地下水资源中浅层和中层地下水是工业和生活用水的主要来源,由于采矿量的急剧增大,使得地层中的水迅速的向下渗透,形成了区域性的地下水位降落漏斗,长此以往会造成逐年水枯竭。除此之外,一些企业在进行采矿的过程中为了能够保证采矿工作正常进行,在进行采矿之前将周围的水定量进行排除。伴随着采矿深度以及广度的加深,导致各个层面的水被截留,这一部分截留的水作为矿坑水被排除,使得矿井的排水量变得越来越多,长此以往导致了我国深层的地下水位逐年呈现出下降的状态。而且,深层水位的下降很难在短时间内迅速的恢复。

1.2大气污染问题。在进行矿石开采的时候会有很多的气体,例如二氧化硫和二氧化氮等。二氧化硫会污染大气,同时对施工人员的身体产生很大的影响,并且在进行开采的时候会有很多的瓦斯气体产生。从相关的资料中可以知道我国每年因为开采矿山产生了大量的瓦斯气体,这些瓦斯气体会产生温室效应,因此进一步加强研究非常有必要,采取绿色开采技术,全面应用新型煤矿开采理念,最大化的降低和改善矿产开采所造成的环境污染问题。

1.3土地资源问题。传统的煤矿开采方式将会对土地资源带来一定的污染问题,如水土流失、土地沙漠化、固体废料等。在这些土地污染问题中,土地塌陷是其中最为严重的问题之一。据不完全统计,当前约有40万公顷的土地塌陷是由于传统方式的煤矿开采所造成的。除此之外,煤矿开采过程中产生的煤钎石并没有充分发挥其利用价值,产生大量的堆积,从而也占用了很大一部分的土地资源。

2采矿工程中的绿色开采技术

2.1煤矿采空区充填技术。充填技术可以有效改变发达地区煤矿开采难题。采空区充填技术包括合理协调开采系统和充填系统、保持充填运输通畅和充填材料事后处理技术等。由于成本问题与充填技术本身并不完善,减少充填成本与充填材料的选择成为充填技术发展的制约。因此虽然充填采矿能有效解决煤矿开采后续问题,但一般只在发达地区采矿区出现。出于降低成本考虑,当前充填技术主要为条形充填,仅对关键部位充填,如果可以保证充填带稳定持久,也可以有效减少地表沉陷。

2.2煤与瓦斯共采技术。煤与瓦斯共采技术,就是在煤炭采出之后,抽采煤层中释放的瓦斯气体。我国煤矿煤层的渗透率普遍较低,变化程度高,瓦斯气体抽采难度大,在开采过程中,移动的岩层可以在一定程度上增加渗透率,从而优化瓦斯抽放和运移的条件,实现煤与瓦斯共采。此外,废弃的矿井也含有大量的瓦斯气体,可以利用岩体内部裂隙场的分布情况,将瓦斯气体抽采出来,进行资源化处理,一方面可以解决由瓦斯气体引起的矿井安全事故问题,另一方面也是对环境的保护,实现绿色开采。

2.3保水开采技术。在煤矿开采技术中,保水开采技术是其中一种新型的绿色开采技术。其核心思想是在煤矿资源的开发利用率得到充分保证的基础前提下使得地下水和地面环境能够得到更好的保护,防止水污染问题的发生。保水开采技术的具体实现原理是:通过将采煤技术和灌浆技术进行有效的融合以降低水资源的污染问题。传统的煤矿开采技术忽略了对水资源造成的破坏和污染,经常会造成水位下降漏斗严重从而直接影响到地下水分布问题的产生。采用保水开采技术可以有效的减轻地下水位下降的问题发生,减轻了煤矿开采对于水资源的破坏作用。

2.4煤炭地下气化。地下煤炭气化技术是在地下进行热化学反应从而使煤炭转化为可燃气体的技术。煤炭气化技术在一定程度上改变了传统采煤方式、减少作业艰苦程度与井下工程数量,并减轻了煤炭开采造成的环境污染与破坏,多年的地下煤炭气化技术发展历程,使技术水平有所提高,为新型煤炭开发利用奠定了基础,启发了思维。当前地下煤炭气化技术需要解决的问题有提高热值的方法、煤炭气体气体直接使用问题、完善的测控系统开发、燃烧产生的高量二氧化碳与致癌物质处理等。

参考文献

[1]缪协兴,钱鸣高.中国煤炭资源绿色开采研究现状与展望[J].采矿与安全工程学报,2009(4):156.

[2]武成汉.绿色开采在采矿工程中的重要应用[J].黑龙江科技信息,2013(11):170.

[3]钱鸣高.资源与环境协调(绿色)开采[J].煤炭科技,2006(6):110-112.

作者:王茜 单位:黑龙江省冶金设计规划院

采矿工程绿色开采与实践应用责任编辑:张雨    阅读:人次