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摘要:礦產(chǎn)開采工程中,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,為了有效地解決這些環(huán)境問題,提出了綠色開采技術(shù)的概念。
關(guān)鍵詞:綠色;采礦;可持續(xù)發(fā)展;環(huán)境污染
經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展與進(jìn)步,人們對于各種能源的需求越來越高。但隨著采礦量的不斷增加,一些問題也逐漸暴露出來,國家加大了對環(huán)境保護(hù)問題的關(guān)注力度,從而使得人們對于采礦工程中采用的技術(shù)也加大了其重視程度。隨著人們環(huán)保觀念的日益深入,礦產(chǎn)綠色開采技術(shù)在礦產(chǎn)生產(chǎn)作業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用,合理的采用綠色開采模式是未來采礦工程得以順利發(fā)展的趨勢之一,值得深入探討。
1傳統(tǒng)開采方式所帶來的的環(huán)境問題
1.1水資源問題。地下水資源中淺層和中層地下水是工業(yè)和生活用水的主要來源,由于采礦量的急劇增大,使得地層中的水迅速的向下滲透,形成了區(qū)域性的地下水位降落漏斗,長此以往會造成逐年水枯竭。除此之外,一些企業(yè)在進(jìn)行采礦的過程中為了能夠保證采礦工作正常進(jìn)行,在進(jìn)行采礦之前將周圍的水定量進(jìn)行排除。伴隨著采礦深度以及廣度的加深,導(dǎo)致各個層面的水被截留,這一部分截留的水作為礦坑水被排除,使得礦井的排水量變得越來越多,長此以往導(dǎo)致了我國深層的地下水位逐年呈現(xiàn)出下降的狀態(tài)。而且,深層水位的下降很難在短時間內(nèi)迅速的恢復(fù)。
1.2大氣污染問題。在進(jìn)行礦石開采的時候會有很多的氣體,例如二氧化硫和二氧化氮等。二氧化硫會污染大氣,同時對施工人員的身體產(chǎn)生很大的影響,并且在進(jìn)行開采的時候會有很多的瓦斯氣體產(chǎn)生。從相關(guān)的資料中可以知道我國每年因為開采礦山產(chǎn)生了大量的瓦斯氣體,這些瓦斯氣體會產(chǎn)生溫室效應(yīng),因此進(jìn)一步加強(qiáng)研究非常有必要,采取綠色開采技術(shù),全面應(yīng)用新型煤礦開采理念,最大化的降低和改善礦產(chǎn)開采所造成的環(huán)境污染問題。
1.3土地資源問題。傳統(tǒng)的煤礦開采方式將會對土地資源帶來一定的污染問題,如水土流失、土地沙漠化、固體廢料等。在這些土地污染問題中,土地塌陷是其中最為嚴(yán)重的問題之一。據(jù)不完全統(tǒng)計,當(dāng)前約有40萬公頃的土地塌陷是由于傳統(tǒng)方式的煤礦開采所造成的。除此之外,煤礦開采過程中產(chǎn)生的煤釬石并沒有充分發(fā)揮其利用價值,產(chǎn)生大量的堆積,從而也占用了很大一部分的土地資源。
2采礦工程中的綠色開采技術(shù)
2.1煤礦采空區(qū)充填技術(shù)。充填技術(shù)可以有效改變發(fā)達(dá)地區(qū)煤礦開采難題。采空區(qū)充填技術(shù)包括合理協(xié)調(diào)開采系統(tǒng)和充填系統(tǒng)、保持充填運(yùn)輸通暢和充填材料事后處理技術(shù)等。由于成本問題與充填技術(shù)本身并不完善,減少充填成本與充填材料的選擇成為充填技術(shù)發(fā)展的制約。因此雖然充填采礦能有效解決煤礦開采后續(xù)問題,但一般只在發(fā)達(dá)地區(qū)采礦區(qū)出現(xiàn)。出于降低成本考慮,當(dāng)前充填技術(shù)主要為條形充填,僅對關(guān)鍵部位充填,如果可以保證充填帶穩(wěn)定持久,也可以有效減少地表沉陷。
2.2煤與瓦斯共采技術(shù)。煤與瓦斯共采技術(shù),就是在煤炭采出之后,抽采煤層中釋放的瓦斯氣體。我國煤礦煤層的滲透率普遍較低,變化程度高,瓦斯氣體抽采難度大,在開采過程中,移動的巖層可以在一定程度上增加滲透率,從而優(yōu)化瓦斯抽放和運(yùn)移的條件,實現(xiàn)煤與瓦斯共采。此外,廢棄的礦井也含有大量的瓦斯氣體,可以利用巖體內(nèi)部裂隙場的分布情況,將瓦斯氣體抽采出來,進(jìn)行資源化處理,一方面可以解決由瓦斯氣體引起的礦井安全事故問題,另一方面也是對環(huán)境的保護(hù),實現(xiàn)綠色開采。
2.3保水開采技術(shù)。在煤礦開采技術(shù)中,保水開采技術(shù)是其中一種新型的綠色開采技術(shù)。其核心思想是在煤礦資源的開發(fā)利用率得到充分保證的基礎(chǔ)前提下使得地下水和地面環(huán)境能夠得到更好的保護(hù),防止水污染問題的發(fā)生。保水開采技術(shù)的具體實現(xiàn)原理是:通過將采煤技術(shù)和灌漿技術(shù)進(jìn)行有效的融合以降低水資源的污染問題。傳統(tǒng)的煤礦開采技術(shù)忽略了對水資源造成的破壞和污染,經(jīng)常會造成水位下降漏斗嚴(yán)重從而直接影響到地下水分布問題的產(chǎn)生。采用保水開采技術(shù)可以有效的減輕地下水位下降的問題發(fā)生,減輕了煤礦開采對于水資源的破壞作用。
2.4煤炭地下氣化。地下煤炭氣化技術(shù)是在地下進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)從而使煤炭轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w的技術(shù)。煤炭氣化技術(shù)在一定程度上改變了傳統(tǒng)采煤方式、減少作業(yè)艱苦程度與井下工程數(shù)量,并減輕了煤炭開采造成的環(huán)境污染與破壞,多年的地下煤炭氣化技術(shù)發(fā)展歷程,使技術(shù)水平有所提高,為新型煤炭開發(fā)利用奠定了基礎(chǔ),啟發(fā)了思維。當(dāng)前地下煤炭氣化技術(shù)需要解決的問題有提高熱值的方法、煤炭氣體氣體直接使用問題、完善的測控系統(tǒng)開發(fā)、燃燒產(chǎn)生的高量二氧化碳與致癌物質(zhì)處理等。
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作者:王茜 單位:黑龍江省冶金設(shè)計規(guī)劃院