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。
关键词：采矿工程；绿色开采技术；环境保护
引言：
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，例如土地沙漠化、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。
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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 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。
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。
参考文献
[1]刘彦军.分析采矿工程中绿色开采技术的相关应用[J].城市建设理论研究，2014（08）.
[2]杨传金.采矿工程中绿色开采技术的应用探讨[J].建筑工程技术与设计，2015（10）.
论文作者:林隆功
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/28
标签：采矿工程论文; 矿体论文; 技术论文; 矿床论文; 尾矿论文; 台阶论文; 煤矿论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;