采矿工程中的绿色开采技术5篇采矿工程中绿色开采技术的应用探讨Word格式.docx

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我国煤矿绿色开采技术的理论依据可以总结为四各方面：

关键层理论；

开采对岩层移动的影响及移动规律；

水在裂岩体中的渗流规律；

开采后岩层内节理裂隙分布发育规律等。

基于传统的煤矿产业所涉及的土地、地下水、瓦斯以及矸石排放等问题，笔者认为煤矿绿色开采主要包括以下内容：

首先，要实现对水资源的保护；

第二，要实现对瓦斯的合理抽放；

第三，要实现对土地与建筑物的保护。

二、煤矿开采系统的分类

1、矿井通风系统

我们都知道矿井通风是矿井安全生产的基本保障。

矿井通风指借助于机械或自然风压，向井下各用风点连续输送适量的新鲜空气，供给人员呼吸，稀释并排出各种有害气体和浮尘，以降低环境温度，创造良好的气候条件，并在发生灾变时能够根据撤人救灾的需要调节和控制风流流动路线的作业。

矿井通风系统由影响矿井安全生产的主要因素所决定。

2、矿井运输系统

对矿井运输设计时，应对井下煤炭、矸石、材料、设备及人员等的运输作统筹安排。

运输方式与设备的选型，应根据矿井设计生产能力、煤层赋存条件、瓦斯情况、采煤方法等因素确定。

采区运输：

大、中型矿井的采区，要积极采用连续化运输，发展重载下运带式输送机。

辅助运输：

要采用高效能、适应性能强、单机服务范围广的设备，减少环节逐步发展集装箱运输，要根据条件采用单轨吊车、卡轨车、胶套轮机车、齿轨机车、无轨胶轮车或其他运输设备，逐步实现全矿井辅助运输的机械化、连续化。

大巷运输：

主要运输大巷的运输方式应根据运量、运距和技术经济效果优化确定。

凡井型较大、采区生产集中、条件适合的矿井，可采用带式输送机，实现全矿井的连续运输。

采用轨道运输的矿井，要发展底卸式或侧卸式矿车。

要研制改造与底卸式矿车配套的双轨同步牵引电机车，大功率电机车和防爆柴油机车。

三、采矿工程中存在的环境问题

1、土地资源遭到严重破坏

导致土地资源遭到严重破坏的形式是多样的，如土地沙漠化、水土流失、固体废弃物的压占以及地表塌陷等等，根据对相关资料的数据统计，在我国的采矿工程中，因地表沉陷而导致了受到破坏的土地面积超过了40万公顷，每开采一万吨原煤，就会产生大概0.3公顷的土地塌陷面积，并且每年的破坏速度还是在递增的。

而一般情况下，在采矿工程中，通常都会矸石，其含量约为煤炭总量的20%左右，所以我国目前矸石所要占用的土地面积也超过了1万公顷。

2、水资源受到破坏

开采煤矿时，地下含水层的原始径流难受都要受到破坏，所以就会产生大量的地下水，不但降低了区域含水层的水位，形成了地下水的降落漏斗，当地的地质水文条件都会受到较大的影响。

采矿工程中，很多地表水体会受到影响，有一些沟泉甚至会出现干涸的情况，那么当地的植被生长情况肯定也会受到破坏，导致了严重的土地沙漠化的问题，这一问题在我国的西部地区体现的尤为明显。

3、大气污染的问题

在采矿的过程中，会释放出大量的有害气体，如二氧化碳和二氧化硫等，不但会污染空气，还会导致所谓的温室效应的问题出现。

可见，在我国的采矿工程中，是存在着严重的环境问题的，显然这是矿区的环境容量无法承受的。

而煤炭又是我国最重要的能源，在短时间内根本无法彻底的改变这一现状，所以在我国相关部门的要求和推进下，应更新煤炭的开采理念，应用绿色开采技术，最大化的降低开采煤炭活动对环境和资源带来的影响。

四、采矿工程中绿色开采技术的应用

1、采空区充填开采技术

采空区充填开采技术是绿色开采技术的重要组成部分，尤其在经济发达地区解决建筑物下开采更应受到重视。

从理论上来说，充填采矿是解决煤矿开采环境问题的理想途径，但由于目前充填采矿的成本相对偏高，限制了该项技术在煤矿的试验与应用。

在市场经济条件下，充填技术的关键是充填材料的选取及如何降低成本。

另外就是充填技术本身，它应该包括充填系统与开采系统的协调；

充填运输系统的畅通；

充填后材料的力学特性等。

顺利解决上述问题将根本改变将来我国经济发达区域的开采技术。

为了降低充填成本，基于岩层控制的关键层理论，提出了部分充填（条带充填）控制开采沉陷的思路：

仅充填部分采空区，只要保证未充填采空区的宽度小于覆岩主关键层的初次破断跨距，且充填条带能保持长期稳定，就可有效控制地表沉陷。

2、保水开采技术

保水开采技术指的是在开采中采取相对合理的开采技术与设备工艺，在开采中实施地面注浆，以实现在开采中保护地下水不受污染的目的。

煤矿在经过开采后，往往出现上层岩层破裂的现象，很容易造成地下水的漏斗式下陷。

由于煤矿顶端多为坚硬的岩层，在煤矿开采后，顶板的裂缝往往容易通过采空区贯穿地表，使顶板上方岩层中的水漏失，造成煤矿区的地下水资源枯竭。

只有将工作面推进，使上覆岩层中的软弱岩层进行进一步的压实，地下水水位才有可能恢复。

由于现阶段保水开采技术的实施还未完善，对于保水开采技术还需要进行进一步的开发和完善。

3、瓦斯抽采

众所周知，瓦斯是一种洁净能源，同时也是煤矿井内的主要有害气体。

对于这种特殊的有害气体，我们需要对其进行合理利用，将其实现资源化开采，目前主要有以下几种途径：

第一，煤矿开采之前抽采瓦斯。

顾名思义，就是在进行煤矿开采之前，将煤层内的瓦斯抽出来，既实现了对瓦斯资源的有效采集，又减少了瓦斯对煤矿安全的威胁，可谓一举两得。

作为该项技术，其关键之处在于煤层的透气性，透气性越好，抽采瓦斯难度越低。

第二，煤与瓦斯共同开采。

如果不能够在煤矿开采之前进行瓦斯抽采，那么可以采用煤与瓦斯共同开采的模式。

该方法的优势在于，在进行了一部分煤矿开采之后，煤层的压力明显降低，因此大量瓦斯在采空区范围内得到释放，这种结构有利于瓦斯抽采，形成了煤与瓦斯共采的体系。

第三，废弃矿井抽采瓦斯。

鉴于废弃矿井内的煤层经过充分采动，其内部充满丰富的瓦斯资源，因此可以利用采动之后岩体内的裂隙分布及钻孔技术，将瓦斯抽排管装在井下，将矿井口进行封闭之后，可以抽出大量的瓦斯资源。

此外，还有通过回风井进行瓦斯回收的技术，以及留巷钻孔法、卸压法等具体作业方法。

4、土地保护技术

在煤矿建设及开采过程中，要尽量减少对地面植被的砍伐，积极预防水土流失的发生。

在坡地修筑梯田、开沟筑埂、植树造林，增加水分深入，减少冲刷，拦蓄水土，防止水土流失。

在沟谷中、沟头拦截地表水，制止沟壑发展；

沟坡两崖造林、种草、防止冲刷；

沟底修建淤地坝，拦截洪水泥沙淤积坝内，减少水土流失。

在矿区内全面规划，科学造林，合理耕作，设法增加地面的粗糙度和植被覆盖率，进行小流域综合治理，控制水土流失，改善生态环境。

在矿区开发建设的同时还应加强生态建设，采取工程和生态结合等有效办法，防止水土流失。

总之，水土流失应预防与治理相结合，兴利与除害相结合，因地制宜，统筹规划，综合治理。

结束语

资源与环境协调的绿色开采是解决煤炭开采环境问题的根本出路。

要实现绿色开采，需要综合研究和解决经济与技术等方面的问题。

绿色采矿可以减少环境污染，还能带来良好的社会经济效益。

绿色采矿是形成绿色矿业及矿区绿色家园的重要组成部分，相信随着绿色开采的不断发展和完善，煤矿绿色开采一定会发挥它应有的作用，为人类与自然的协调发展做出贡献。

采矿工程中绿色开采技术的应用分析

摘要：

随着生活水平的提高以及环境污染程度的不断加剧，环境保护受到了社会大众的广泛关注。

尤其是我国采矿工程的粗放式管理与可持续发展理念具有较大的矛盾，开采过程中可能出现土地资源的破坏、水资源以及大气环境的污染等，绿色开采技术也应运而生。

只有充分认识到绿色开采技术的重要意义，加快探索的步伐才有可能解决造成的一系列环境问题。

本文首先分析采矿过程中存在的环境问题，随后探讨相应的绿色开采技术。

绿色开采技术；

环境保护

矿产资源是支撑我国经济可持续发展的重要能源，随着城市化进程的加快，各行各业对于矿产资源的需求量越来越大。

但是受到我国传统采矿工艺技术的影响，采矿生产过程中对地表、水以及大气等环境造成的污染较为严重，不利于行业的可持续发展及环境保护。

因此，积极分析采矿过程中对环境不友好的方面，探讨绿色开采技术，构建二者自然和谐共处的局面非常重要。

1采矿工程活动中对环境造成的影响

1.1采矿工程中对水资源的破坏

采矿会直接破坏地下水层的径流，导致地下水被排出地表，矿区中地下水位陡降，形成地下水降落漏斗，水质与水文环境均造成严重的影响。

由于开采过程中造成地表变形导致水体径流异常，严重的情况下可能造成河流断流、泉水干涸，对于自然生态环境以及居民的日常生活均造成破坏，甚至出现无法开展正常的农耕活动的现象。

根据相关资料统计，仅因煤矿开采造成的地下水资源破坏与污染就高达24亿立方米，其造成的危害在西北的干旱地区显得非常突出。

1.2采矿工程对于土地资源的破坏

采矿工程可能通过多种形式造成土地资源破坏，例如地让沙漠化、固体废弃物压占地表、水土流失等。

有统计学资料提示，我国采矿工程中，由于地表沉陷而遭受破坏的土地面积已经超过40万公顷，这意味着每开采一万吨原煤就会产生约0.3公顷的土地塌陷，这样的破坏现象随着生产速度的提高正在加剧。

除此之外，煤炭在开采过程中会产生固体废弃物，这些固体废弃物需要占据大量的地表进行安置，平均每年占地面积超过20万平方米。

1.3采矿工程对于大气环境造成的破坏

矿产资源开发过程中会释放出各种各样的有害气体，最为常见的有瓦斯、二氧化碳及二氧化硫。

二氧化碳、瓦斯等会增加温室效应，其中后者产生温室效应的可能性高出二氧化碳的4到5倍，而我国每年仅用于煤炭开采排放的瓦斯气体超过150亿立方米，对于地球环境的危害不言而喻。

此外，开发过程中产生的二氧化硫属于有毒气体，对于植物的生长、人体呼吸系统均产生破坏，对农业以及人类健康的威胁较大。

2采矿工程中绿色开采技术的应用

2.1保水绿色开采技术的应用

保水开采技术预防止溃水技术存在着较大的差异，后者更加重视操作过程中的安全。

而保水开采技术的重点在于监测岩层地质水文条件的变化。

很多区域进行采集活动完成之后，会出现地下漏斗的现象，而随着降雨的增加漏斗会逐渐消失，提示岩层的隔水性较好；

在部分区域开采完成之后会形成水洼，甚至能够在湖泊、河流以及海下进行开采活动，对于水文条件的影响不大。

保水开采技术，通过特殊的采开采工艺以及地面灌浆技术能够保护地下水资源不受到破坏，对于环境的影响小，属于环保、有效的绿色开采技术。

2.2矸石的处理技术

采矿工程中矸石的排出量非常高，不但影响到地表环境，偶尔还会出现矸石自燃的现象，加剧大气环境的污染，对于环境保护非常不利。

我国的情况往往是原本堆积的矸石没有进行处理，而新产出的矸石越来越多，造成污染现象越来越严重。

针对矸石，主要的绿色处理技术有覆盖，在废弃物上进行覆盖，减少风吹等作用下对环境的污染；

第二是根据矸石的化学物理性质选择相关的溶剂进行处理；

第三是对矸石进行综合利用，将其中具有利用价值的金属等提炼出来，提高经济效益；

最后是将矸石作为建筑材料，开采得到的尾矿以及被提炼之后的废石都具有作为建筑材料的价值，尤其是当下我国建筑材料成本不断上升，使用矸石能够较好地缓解资源紧张的现象。

2.3煤炭和瓦斯共采技术的应用

尽管瓦斯属于一类温室气体，同时也是一类清洁能源，在很多情况下也是造成矿井重大事故的根源。

针对瓦斯气体进行绿色处理对于环境、生产安全均具有重要意义。

首先在煤矿开采之前，采用合理的技术将其从矿层中抽出；

第二种就是煤炭与瓦斯共采技术，煤炭开采工作完成之后围岩的压力下降，此时采空区会释放出大量的瓦斯气体，在这一阶段进行抽取就能够实现煤炭与瓦斯共采。

3结束语

综上所述，我国采矿工程对于环境造成的污染现象还比较严重，各个矿区应当充分分析自身的开采特点，加强绿色开采技术的开发与应用，进一步讨论相关措施的改善。

本文对采矿工程中造成的水资源破坏、土地资源破坏以及大气污染等现象进行分析，具体探讨相应的绿色采矿技术，以期能够减少采矿过程中对环境造成的负面影响，促进采矿工程的可持续发展。

作者简介：

邹迪（1988-），男，山东人，本科，采矿工程助理工程师，主要从事井下采煤掘进技术工作。

采矿工程中的绿色开采技术研究

[摘要]绿色采矿是绿色矿山建设的重要组成部分，随着采矿业的迅速发展，伴随着采矿活动对矿山环境破坏程度也日益增加，为保护矿山地质环境及生态环境，分析研究采矿过程中存在的环境破坏问题，找到绿色的采矿开采技术，是当前甚至未来面临的一个重大任务。

[关键词]采矿工程；

环境保护；

绿色开采

随着社会经济的不断发展，矿业也随之得到了较好的发展，在21世纪科学技术的推动下，矿山开采技术也获得了改进和完善，但土地、植被资源的破坏、水资源的污染、大气环境的污染等问题的出现，在环境保护越来越重视的今天，绿色采矿这一名词的提出就有着深远和重大的意义，分析矿山开采对环境的破坏原因，加强对绿色采矿技术的研究、推广使用，有效解决矿山开采中的环境问题，是国家、矿山企业及一个采矿工作者要慎重面对的问题，也是当今甚至未来一直要面临的工作任务。

1传统采矿工程对环境的影响

1.1采矿工程对水资源的破坏

矿床开采过程对地下水层的径流造成了破坏，大量地下水被排出地表，造成了矿区地下水水位下降，低下水文地质被破坏，形成地下水沉降下移。

同时在地表开采的过程产生的地表变形使低下水体受到影响，严重情况下使河流断流、池塘、泉水干涸，居民的日常生活和农业种植因为缺水导致无法正常生活和开展农业作业。

由于采矿工程对地下水以及地表水的破坏，以及对地表植被、土层的破坏，土地沙漠化现象日趋严重。

1.2采矿工程对土地资源的破坏

矿床开采导致的地表破坏、水土流失、森林植被破坏、固体废弃物污染导致的土地资源破坏现象十分严重。

由于我国矿床开采技术对土地疏于保护，导致地面沉陷和地表塌陷现象十分严重。

2采矿工程中的绿色开采技术初探

2.1采矿工程中的露天开采技术

2.1.1分台阶开采技术。

露天开采时，通常是把矿体划分成一定厚度的水平分层，自上而下逐层开采，并保持一定的超前关系，在开采过程中各工作水平在空间上构成了阶梯状，每个阶梯就是一个台阶或称为阶段，这种开采方式叫做台阶式开采。

台阶是露天采矿场的基本构成要素之一，是进行独立剥离和采矿作业的单元体。

2.1.2分层开采技术分层式开采是将开采设计的每个台阶都作为独立分层和独立的体系，每个分层中都包括很多平面尺寸相同但高度可以不同的网块，不同分层中网块高度可根据工程、工艺生产需求变化，但网块平面尺寸相同。

2.1.3高台阶采矿随着露天开采设备不断更新并且在步入大型化的发展趋势，国外很多矿山开始研究、采用高台阶开采工艺。

而我国相较他国对高台阶开采技术的研究起步较晚，采用高台阶开采的露天矿也很少，而且台阶高度较国外也相差甚远。

不过近些年，我国大型露天采矿装备水平有显著的提高，斗容超过10m以上的大型挖掘设备逐渐增多并且得到了更多有效的运用，为高台阶开采的新工艺的发展与实施提供了有利的技术保证。

2.2采矿工程中的连续开采技术

连续开采工艺就其本质而言是指将整个矿床作为大型的采场，通过对开采时间及空间的安排，实现整个矿床的连续开采。

早在上世纪六十年代，人们已经开始了针对连续采矿技术的研发，先后在硬岩连续切割、振动放矿、带式运输等方面取得一定成绩，并应用到工程实际生产中。

现阶段，非煤矿山连续开采技术研究的要点在于硬岩的连续切割采煤设备，此类设备过去因为所选用的刀盘制作成本高昂且使用周期短暂等缺陷，导致生产成本高昂，无法获得普及使用。

加之设备体型偏大，限制了其在复杂矿床或薄矿床开采中的使用。

除此之外，连续开采技术的应用普及还有待加强对相关配套如提升、运输等辅助系统的研发。

2.3采矿工程中的无废开采技术

在我国非煤矿山的开采中，产生的尾矿数量极为庞大，根据不完全统计其总量可达六十亿吨以上。

在这些尾矿中，除去一定比例的铜铁等金属外，多为各类非金属元素，而这些非金属元素则是其他行业所急需的生产原料。

因此，加强对尾矿的综合利用成为了非煤矿山绿色开发的重点之一，在具体实施中除了要不断改良选矿回收工艺，还应增强针对尾矿的开采工艺研发，研发专用于尾矿开采的专业设备及相应的配套系统，从而提升尾矿开采利用效率。

总而言之，非煤矿山开采导致的环境问题日益严重，积极拓展非煤矿山无废开采工艺，实现非煤矿山绿色开采已成为今后我国非煤矿山发展的要点之一。

2.4采矿工程中的复杂难矿开采技术

随着多年的高强度开采，我国非煤矿山资源易采且品位高的矿床多已日益枯竭，未来矿产资源的开采必将面临越发复杂多变的赋藏环境，因此如何对复杂难采矿床进行有效地开采也就成为了未来非煤矿山开采技术发展的关键所在，这也是满足未来我国社会发展资源需求的必要措施。

2.4.1富含水层矿体或大水层覆盖的矿体综合开采工艺。

此类矿体在开采前应先对含水层状况及水系同矿体间的联系，特别是两者在采动影响下的动态关联调查清除。

此外，还应增强对矿体能力聚集及消散规律的研究；

增强对水压作用下岩层变形破坏规律的探究；

设计适用的采场涌水监测及预警设备；

分析对比不同开采工艺、开采顺序、采区布设方式等对采区稳定性的影响；

设计合理的采场围岩控制技术；

增强对尾矿充填脱水技术的研究；

探寻价格低、效率高的尾矿浆料制作、运输、充填方式。

2.4.2松散破碎矿体综合开采工艺。

此类矿床在成型过程中遭遇了强烈的地质构造，致使矿床及周边岩体或其他矿体结构呈现严重的松散破碎状态。

因此，针对此类矿体开展详实的地质勘测与研究工作，探究矿体破碎状态及其在采动影响下的进一步破坏形态及可能造成的影响；

分析此类矿床开采巷道布设优化方案；

探寻巷道及采场最佳支护加固形式；

设计合理、配套的生产工艺与设备；

研究矿床开采经济效益，寻找最优开采方案等均是未来非煤矿山技术发展的重要方向。

2.4.3残留矿体综合开采工艺。

此类资源的_采使用应进一步完善针对残留矿体开采工艺及采场布设方式的优化升级；

增强针对残留矿体的勘测方法的研究；

强化残留矿体开采损失贫化控制工艺；

强化残留矿体开采围岩控制措施；

分析境界外矿体开采对采场稳定性的影响；

增强对露天矿残留矿体开采时岩层破坏变形的监测；

分析露天开采残留矿体的安全性等。

3结语

作者简介

张丹丹，男，1983年出生，籍贯浙江，采矿工程师，国家二级安全评价师，从事采矿设计、安全评价及现场技术服务工作。

采矿工程中绿色开采技术的应用研究

随着我国经济水平的迅速发展，我国环境保护工作提上日程，而在煤矿开采过程中，面临着很多的环境问题，为了有效地解决这些环境问题，煤矿绿色开采应运而生。

只有充分地认识到绿色开采技术的重要意义，加快探索的步伐才有可能解决造成的一系列环境问题。

该文首先介绍了采矿工程中的绿色开采技术，重点论述采矿工程中绿色开采技术的应用方法。

煤矿采矿工程绿色开采技术

绿色开采指的是在开采煤矿的时候，尽量减少破坏与污染的环境，坚持稳定与健康发展之路，进而有效地统一环境效益、社会效益、经济效益。

为此，在开采煤矿的时候，应当实现保护和开发的统一以及治理和预防的统一，从而实现治理与应用的综合性。

下面，笔者对采矿工程的中绿色开采技术及其应用问题进行了简要的分析。

1采矿工程中的绿色开采技术

对当今的采矿作业技术进行分析，其中存在比较多的煤矿绿色开采技术，如洁净煤技术、三下采煤和减沉技术、保水开采技术等，这一系列开采技术的设计都渗透了绿色环保的思想，在煤矿开采实践中，绿色开采技术的应用不但降低了污染、提高了开采效率，而且实现了环境和采矿两者之间的平衡性。

1.1煤矿采空区充填技术

传统的煤矿开采采空区充填技术是矸石带状充填、风力充填、水力充填、矸石自溜充填、粉煤灰充填等，这一系列的采空区充填技术要么充填效率低、要么形成二次污染、要么费用投入太大等，而渗透绿色开采技术的采空区充填技术有了比较大的完善，普遍应用现代化采空区充填技术的种类有：

（1）交替胶结充填，在混合煤矸石、工业炉渣、河沙、粉煤灰之后，再加水变成牙膏样的浆体，实时进行填充，以使稳定的支撑体形成，从而对地表的沉降进行有效控制，针对高温度区域，该技术还可以实现井下温度和火灾危险的降低。

（2）采空区冒落矸石空隙注浆胶结充填，其中重点对冒落带的特点进行了应用，在压实煤矸石空隙之前进行注浆，这样可以迅速地胶结冒落的矸石与填充材料，从而使两者一起支撑的覆岩层形成，最终大大地提高充填区的力学稳定性以及降低地表变形的可能性。

1.2瓦斯与采矿共采技术

瓦斯与采矿共采技术可以有效地缓解瓦斯导致的空气污染现象，并且也可以实现瓦斯应用效率的提升。

然而，因为国内煤矿地质的特点，煤层的变化程度高、渗透率低，在进行开采之前较难预抽瓦斯。

对于纵观开采过程而言，结合开采过程中移动的岩层能够实现渗漏率的增加，从而实现抽放瓦斯与运移瓦斯条件的优化，最终建立瓦斯和采矿共采的技术体系。

1.3采矿保水技术

保水技术的中心理念是对开采煤矿范围分布的水资源进行有效的调查，科学地选择开采的范围。

针对不涵盖隔水层或者是含水层的范围，应当注意的是，在进行开采时不可以将开采垮落带与水断裂带发育至含水层底部。

针对涵盖隔水层、含水层的范围，应当对煤层采动覆岩破坏特点与地下水位下降规律进行有效分析。

在进行开采时设置防水煤岩柱，贯彻实施保水采煤的技术，像是煤层长壁工作面浅埋保水、底板加固保水、导水断裂带高度的减小等技术。

1.4处理煤歼石技术

在煤层堆放煤矸石设计巷道是目前降低煤矸石排放的一种关键方式，因为煤矸石围岩的构造往往