矿山开采防沉降及绿色开采技术的要点

矿山开采防沉降及绿色开采技术的要点

张华

山东东辰工程设计有限公司 山东省肥城市271600

摘要：近几年来，我国社会进步很快，投入了大量的资源，进行了矿产资源的勘查和生态修复，促进了绿色矿山的发展。但在现实中，一些矿业企业在采矿工艺选择上还存在着不足，未建立一整套绿色采矿技术方案，从而导致了一系列的地质沉降问题。研究成果将为解决矿山开采过程中出现的沉降问题提供理论依据和技术支撑，保证绿色采矿技术在矿山开采中的应用效果，提高其应用效果和实用性。

关键词：矿山开采防沉降；绿色开采技术；要点分析

引言

采矿作为人类社会和经济发展的基础，也是环境污染的主要原因。矿山开采引起的沉降问题，不仅影响了矿山的正常生产，而且严重影响了周围的生态环境。因此，开展采矿沉降防治与绿色开采技术的研究，在理论与实践上都具有十分重要的意义。

1制定采矿沉陷防治对策

面对矿山开采过程可能存在的沉降风险，工作人员要从观念调整、沉降预测、技术创新等角度出发，有效防范沉降风险，形成完备的开采机制，科学应对沉降问题。

1.1完善矿山沉降检测工作

矿山地下开采环节，为实时掌握区域沉降量，增强防沉降技术应用针对性与有效性，技术团队要切实做好勘测准备，通过系列技术的应用，全方位梳理评估矿山开采区域基本情况，确保后续防沉降开采活动的适应性。在上述技术思路指导下，技术团队可以选择常规地面测量法、GPS变形观测技术、INSAR观测技术，对矿山开采区域进行定时、定向追踪，获取水文、地质相关数据。在运用常规地面测量法对矿山开采区域进行沉降观测地过程中，技术团队借助高程测量、角度边长测量、坐标变形测量，掌握开采区地质变化情况。整个常规测量过程中，技术团队充分运用水准仪、经纬仪等设备，定向获取高程、角度等数据。

例如，某石膏矿在开采区沉降调查中，考虑到矿区实际，使用常规地面测量方法，通过水准仪、经纬仪收集调查区域的高程和角度信息，掌握位移和变形情况。考虑到矿区环境的特殊性，为更加准确地掌握勘察区域有关地质情况，技术团队可以选择GPS变形观测技术，对矿山建筑物和地形结构作出合理划分，在沉降区域设置监测网，实时掌握沉降情况。着眼监测网布局的合理性，观测点选择环节，控制测量误差。GPS对于变形量的检测主要采取了静态和动态两种方式，技术团队可以根据沉降勘察任务要求，有针对性地选择技术方案，从而获取GPS三维网络平差、监测网络抗差、监测点位移沉降等有关情况，根据上述数据，掌握矿山沉降实际情况和沉降周期性规律，综合各类信息，判定是否出现沉降问题。

1.2完善矿山开采优化工作

矿山开采环节，为防范沉降风险，技术团队可以根据沉降观测结果，对沉降区域进行填充处理，可以减少顶板岩层出现沉降的概率，对于填充材料的选择，目前主要以固体材料为主，借助固体填充材料的物化属性，产生较好的支撑效果。填充过程中，还需要借助专业化填充设备，确保填充物分布均匀。矿山开采过程中，工作团队可以使用条带式的开采方式，依据上层覆岩层和矿层组合的开采规律，确保二者比例恰当，减少覆岩层移动距离。进行地下矿层开采时，需要保留矿柱，以增强覆岩层的支撑效果，从而降低地表变形幅度，应对地表位移问题，同时还对地面建筑物和地表植被产生了明显的保护作用。除了采取上述防沉降技术外，工作团队还可以利用限制厚度开采，预防沉降问题发生，例如在开采厚度较大的矿层时，需要结合水文地质条件，立足建筑物抵抗变形能力、矿层厚度等要素，进行数据信息的整合，确定开采厚度和范围，不对其余矿层进行开采作业，从而避免沉降问题发生。

2矿山绿色开采技术

2.1矿山开采中位置智能化监测技术

矿山开采技术智能化进程中，工作团队应当对开采设备与开采区域的相对位置进行判定，通过系列监测技术，调整开采节奏，控制开采面积，将对矿山开采面地质结构的扰动控制在合理范围内。基于上述技术定位，整个开采周期内，工作团队需要实时确定、调整开采设备的具体位置，通过设备位置与地质结构的调整，降低地质结构遭受扰动，引发沉降问题。经过长时间的实践探索和技术创新，技术团队提出了惯性导航技术的自动监测方案，借助惯性导航技术，工作团结可以实时掌握采矿设备位置，并做好矿产开采设备行进路线的规划。从技术角度来看，惯性导航技术借助加速度计算、陀螺仪来判定采矿机具体位置，有效规避了过往定位技术漏洞，提升空间定位准确性。但必须清楚认识到，用这一种技术进行监测，容易产生误差，实际矿山开采过程中，需要充分借助其他技术来开展辅助监测，通过技术联动降低监测误差，保证开采设备运行的可控性。例如，现阶段矿山采矿过程中，采用了闭合路径算法，依托技术联动，实现精准的自动导航，降低人工开采误差和不确定性，尤其是在大型工作面上，智能化技术可以有效代替人工开采。

2.2矿山开采中开采界面识别技术

在较长一段时间内，原有的人工采矿可以依靠知识和经验来识别开采界面，规划开采方式，设定开采流程。但这种开采界面识别和规划方式，往往难以达到预期效果，容易出现过采或者超采的情况，诱发超采问题。随着矿产开采的智能化进程，就必须用智能化技术来实现

矿岩界面的自动识别。结合实际情况，现阶段，使用效果最好的矿岩界面识别技术是热红外摄像仪追踪识别技术，这种技术原理简单、环境适应能力较强、操作性较好，为更好地发挥热红外摄像仪追踪识别技术的优势，工作团队在整个周期内，需要调整布局，进行技术设备引进和调试，切实增强热红外摄像仪追踪识别能力，同时在该项技术应用过程中，还包括电磁探测、振动频谱探测、热敏探测技术等。

2.3矿山开采中记忆采煤技术

智能化机械采矿需要在综采工作面找到相应的采矿区域并控制采矿工作的水平面，从而进行有效的纵向切割。当前，全智能化的机械采矿对技术要求很高，我国在进行智能化开采时，为了弥补技术上的不足，利用记忆开采实现采矿设备的调高控制。具体来看，为增强技术应用水平，消除技术盲区，在记忆开采技术应用前，需要采矿专业司机操作采矿机进行采矿示范，形成连贯、科学、全面的技术流程，在演示过程中，采矿机的智能操作系统对演示过程中生成的各类数据进行记录，根据记录的运行数据，调控相关设备，进行智能化采矿。从实际情况来看，记忆开采技术能够在很大程度节省人力、物力，降低人工操作误差，但不足之处在于当煤层走向、高度变化较大时，必须进行重新的人工调整。

3结束语

综上述，进入21世纪后，中国越来越认识到环境保护的重要性，而不合理的采矿活动将对生态环境造成严重的破坏。矿山企业对采矿技术手段给予了高度的重视，相关研究人员也在不断地对其进行创新与改进，随着科学技术的发展，矿山开采中的绿色开采技术手段也得到了越来越多的应用。中国传统的开采工艺对土地、水、房屋等环境造成严重污染，一些矿山周边出现路面塌陷，给周围居民的居住环境造成了极大的影响。这表明，在矿山开采工程中采用绿色开采技术是十分必要的。在特定地质条件下，采用绿色开采技术，可有效地减少对生态环境的污染，实现废弃物的资源化利用，为矿山可持续发展提供强有力的支撑。

参考文献

[1]彭海军.矿山开采防沉降及绿色开采技术研究[J].世界有色金属,2021,(13):62-63.

[2]朱海波,丰永乐.对矿山开采防沉降及绿色开采技术要点的探讨[J].企业导报,2015,(14):48+50.