周業(yè)亭

（山東聯(lián)創(chuàng)礦業(yè)設(shè)計(jì)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

目前，隨著我國(guó)的復(fù)雜礦井的開(kāi)采技術(shù)不斷提高，復(fù)雜礦井的開(kāi)采效率也得到很大的提升[1]。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)目前復(fù)雜礦井開(kāi)采中，煤炭的年產(chǎn)量可以達(dá)到8.1億噸；同時(shí)也帶了巨大的環(huán)境壓力。由此可見(jiàn)，要結(jié)合礦業(yè)環(huán)保理念加強(qiáng)綠色開(kāi)采技術(shù)科學(xué)研究，提高采礦效率。

1 復(fù)雜礦井綠色開(kāi)采技術(shù)應(yīng)用的重要性分析

采礦業(yè)的不斷發(fā)展，源源不斷地為人們提供可利用的礦產(chǎn)資源，也在開(kāi)采活動(dòng)中出現(xiàn)了許多困難，尤其在復(fù)雜礦井的開(kāi)采活動(dòng)中，對(duì)開(kāi)采技術(shù)及開(kāi)采設(shè)備的要求非常高。因此，綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于采礦業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重要的意義。

（1）綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用，使得開(kāi)采效率可以實(shí)現(xiàn)最大程度地提高，極大地降低損耗率，如先進(jìn)的開(kāi)采設(shè)備的使用可實(shí)現(xiàn)開(kāi)采活動(dòng)的自動(dòng)化，從而提高礦產(chǎn)資源的開(kāi)采效率；同時(shí)可以減少原先落后開(kāi)采設(shè)備的排放，其中主要為廢水、礦區(qū)的廢渣等[2]。例如，在復(fù)雜礦井的開(kāi)采中利用綠色開(kāi)采技術(shù)可以進(jìn)行廢水的凈化，以達(dá)到廢水排放的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)凈化后的廢水可以再利用到人們的生活及礦產(chǎn)資源的開(kāi)采中，大幅度減少了浪費(fèi)水資源的現(xiàn)象發(fā)生。

（2）大大降低采礦業(yè)的開(kāi)采成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。綠色開(kāi)采技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上解決了開(kāi)采中的一些問(wèn)題，提高開(kāi)采效率，同時(shí)也節(jié)省了企業(yè)在開(kāi)采活動(dòng)中的成本，實(shí)現(xiàn)采礦企業(yè)利益最大化。

2 復(fù)雜礦井綠色開(kāi)采技術(shù)的具體應(yīng)用分析

（1）建立隔水帶開(kāi)采技術(shù)。此技術(shù)是指在開(kāi)采區(qū)域與礦區(qū)地表之間建立一道屏障，從而使在開(kāi)采活動(dòng)中產(chǎn)生的水污染等不會(huì)影響到地表及地下水域的環(huán)境[3]。例如，在王坪煤礦的開(kāi)采活動(dòng)中，煤層開(kāi)采完后，由于頂板遭到破壞并斷裂形成漏斗，含有水分的地層就會(huì)通過(guò)此裂縫發(fā)生地下水的滲透，以至于地下水域干枯現(xiàn)象的發(fā)生。為避免此現(xiàn)象的出現(xiàn)，就需要在開(kāi)采區(qū)域與地表之間建立一道隔水帶，進(jìn)而保護(hù)地下水域的環(huán)境。

（2）采空區(qū)部分充填技術(shù)。在礦區(qū)的開(kāi)采活動(dòng)中，對(duì)于采空區(qū)利用充填技術(shù)，有效地降低了開(kāi)采成本，同時(shí)保證礦區(qū)周?chē)用竦纳?cái)產(chǎn)安全。由于開(kāi)采活動(dòng)完成后，采空區(qū)容易發(fā)生坍塌現(xiàn)象，如果進(jìn)行全部充填，充填材料的數(shù)量、充填材料的價(jià)格等都是增加開(kāi)采成本的重要因素，為此采空區(qū)部分充填技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于保護(hù)周?chē)用竦陌踩吞岣咂髽I(yè)效益有很大的作用。

（3）煤矸石利用技術(shù)。煤矸石是在煤礦的開(kāi)采活動(dòng)中產(chǎn)生的，一共有兩種：一種是在礦井鋪設(shè)運(yùn)輸軌道的過(guò)程中產(chǎn)生的，此種煤矸石能直接作為充填材料進(jìn)行采空區(qū)的充填，也能代替采煤柱；它的利用不僅節(jié)省處理煤矸石的時(shí)間和成本，還可以作為一種充填材料進(jìn)行有效地利用。另一種是產(chǎn)生于洗煤過(guò)程的煤矸石，此種煤矸石多作為能源物質(zhì)用于發(fā)電廠(chǎng)進(jìn)行發(fā)電，同時(shí)在建筑行業(yè)中也有很高的利用價(jià)值，如混凝土材料的應(yīng)用、砌墻材料等。

（4）運(yùn)輸軌道支護(hù)技術(shù)。運(yùn)輸軌道支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，可以促進(jìn)開(kāi)采設(shè)備的開(kāi)采能力的充分發(fā)揮[4]。此技術(shù)有開(kāi)采深度大、形成軌道速度快、較強(qiáng)的適應(yīng)能力等優(yōu)勢(shì)，對(duì)于復(fù)雜礦井的開(kāi)采活動(dòng)有很大的作用。同時(shí)在開(kāi)采區(qū)域內(nèi)的分段開(kāi)采中也會(huì)出現(xiàn)復(fù)雜情況、維護(hù)運(yùn)輸軌道的難度加大，利用此技術(shù)并采用Y類(lèi)，沿著采空區(qū)去修建運(yùn)輸軌道，從而促進(jìn)礦井與外界的空氣交換；此外還可以使礦井內(nèi)外使用同一運(yùn)輸軌道，做到無(wú)煤柱開(kāi)采，并達(dá)到高效率開(kāi)采礦產(chǎn)資源的效果。

（5）礦井溫度治理技術(shù)。礦井溫度治理技術(shù)是指當(dāng)?shù)V井深度達(dá)到一定程度時(shí)，礦井中的溫度會(huì)逐漸升高，通過(guò)采取在礦井中安裝制冷機(jī)等措施，來(lái)降低礦井中的溫度，保證礦井工作人員的正常工作。由于礦區(qū)頻繁的開(kāi)采活動(dòng)，礦井的深度也逐漸加深，導(dǎo)致原來(lái)巖石溫度不斷升高，礦井內(nèi)的溫度也不斷升高，進(jìn)而制約礦區(qū)的進(jìn)一步開(kāi)采活動(dòng)[5]。

圖1 綠色開(kāi)采技術(shù)在復(fù)雜礦井中的應(yīng)用結(jié)構(gòu)圖

有數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)垂直深度達(dá)到400m時(shí)，地層的溫度可以達(dá)到28攝氏度；當(dāng)垂直深度達(dá)到800m時(shí)，地層的溫度可以達(dá)到38攝氏度。以王坪煤礦為例，在垂直深度為500m的礦井中進(jìn)行開(kāi)采，礦井中溫度的平均值可以達(dá)到30攝氏度，局部區(qū)域達(dá)到35攝氏度。針對(duì)這一情況，礦區(qū)負(fù)責(zé)人對(duì)礦井采取在礦井中安裝制冷機(jī)等降溫措施，解決了礦井溫度過(guò)高的問(wèn)題。

（6）煤炭與CH4共采技術(shù)。CH4即瓦斯，是一種清潔能源，也是一種對(duì)人體有害的氣體，傳統(tǒng)開(kāi)采技術(shù)中先對(duì)其抽取放出，然后再進(jìn)行開(kāi)采處理，造成浪費(fèi)資源。為了減少資源在開(kāi)采過(guò)程中的浪費(fèi)，最大程度的開(kāi)采CH4，應(yīng)與煤炭開(kāi)采技術(shù)實(shí)施共采技術(shù)。以王坪煤礦為例，在進(jìn)行煤炭的開(kāi)采過(guò)程中，應(yīng)用煤炭與CH4共采技術(shù)，可以減少CH4在礦井中運(yùn)輸軌道的含量，避免由于其含量過(guò)大造成的爆炸事故，在一定程度上提高了礦井中的安全系數(shù)，而且還可以充分發(fā)揮CH4的作用，大幅度地提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)資源的健康可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)對(duì)復(fù)雜的開(kāi)采條件，綠色開(kāi)采技術(shù)在復(fù)雜礦井開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用也變得不可或缺。采用綠色開(kāi)采技術(shù)，不但可以提高工作效率與開(kāi)采設(shè)備的生產(chǎn)能力，而且可以節(jié)省開(kāi)采成本，減少開(kāi)采活動(dòng)中廢物排放對(duì)自然環(huán)境的破壞，促進(jìn)采礦業(yè)又好又快地發(fā)展，更好地為人們提供生產(chǎn)與生活所需的礦產(chǎn)資源。

[1]章磊,王勇,高保彬,等．復(fù)雜礦井綠色安全開(kāi)采體系設(shè)計(jì)探討[J]．煤炭工程,2017,49(7)：4-7．

[2]宋子嶺,祁文輝,范軍富,等．大型露天煤礦綠色開(kāi)采評(píng)價(jià)體系研究[J]．安全與環(huán)境學(xué)報(bào),2017,17(3)：1177-1182．

[3]蘇立紅,潘立業(yè)．短壁條帶機(jī)械化充填開(kāi)采技術(shù)在鴻福煤礦的應(yīng)用[J]．中國(guó)礦業(yè),2017,26(s2)：294-297．

[4]李冬,杜文鳳．四維地球物理技術(shù)在煤炭開(kāi)采影響分析中的應(yīng)用[J]．地質(zhì)論評(píng),2017，63(s1)：341-342．

[5]魏思祥．高瓦斯千米深井安全高效綠色開(kāi)采技術(shù)研究[J]．煤炭科學(xué)技術(shù),2017,45(8)：85-89．