淺談露天開采與環(huán)境保護

吳子雍

摘 要：礦山開采行業(yè)盡管是國家的基礎產(chǎn)業(yè)，但礦產(chǎn)資源挖掘環(huán)節(jié)特別是露天開采中，對生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的影響。在開采時，極大破壞地面土壤，并污染了生態(tài)植物。為此，文章就露天采礦對自然環(huán)境引起的影響展開了詳細探究，并提出了有效的應對策略及環(huán)保措施。

關鍵詞：露天開采;生態(tài)環(huán)保;應對措施

中圖分類號：X322 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）10-0007-02

0 引言

礦產(chǎn)資源的深入開采在給群眾帶來大量效益的基礎上，還極大損壞了生態(tài)自然系統(tǒng)，特別是在露天開采以后，對地面的損壞以及對巖層的破損不只是地面土壤，而且還深入地下幾百米，極大破壞土壤，損壞地層層序，造成被污染的區(qū)域寸草不生。因此，科學有效的針對露天采礦對生態(tài)自然造成的污染加以探究，將科學開采生產(chǎn)及維持生態(tài)系統(tǒng)平衡同步展開，強化對生態(tài)系統(tǒng)的及時修復與保護，促進露天開采和生態(tài)環(huán)境價值的雙贏，是當前面臨的重要工作。

1 生態(tài)受到巨大影響的具體情況

因為人們在露天開采和加工中，極大損壞礦區(qū)范圍的生態(tài)體系和結(jié)構，造成礦區(qū)中的生態(tài)環(huán)境無法滿足人類的生存要求，并極大威脅到礦區(qū)內(nèi)的自然環(huán)境。

1.1 原生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞

露天開采過程挖損大都屬于毀滅性的，它的占地范圍又很大，另外，露天開采還直接損壞地面土層、地層結(jié)構、地面植物和部分地質(zhì)遺跡等。而且，尾礦區(qū)與礦外排土場還極大破壞礦區(qū)原本的生態(tài)體系。煤礦行業(yè)在開展露天開采工作時每挖掘出1萬t煤炭將會損壞大概0.22平方米的土地，這類土地上原本的生態(tài)結(jié)構也隨之遭到破壞，受到破壞的生態(tài)體系無法在短期內(nèi)得到修復，極大破壞生態(tài)平衡。

1.2 水環(huán)境生態(tài)被破壞

在開展露天開采工作時，要抽干開采范圍的地下水，這樣會極大破壞礦區(qū)及礦區(qū)附近的水循環(huán)結(jié)構，產(chǎn)生地下水枯竭現(xiàn)象，進而引起巖體坍塌問題。例如，某省露天開采因抽取巨大的地下水，導致本地的水文系統(tǒng)受到巨大破壞。另外，礦區(qū)最大的問題便是水資源的污染較為惡劣。土方開挖與礦物質(zhì)的堆放等長時間處在暴露環(huán)境下，極易遭到風與雨的影響，這類含有礦物質(zhì)的水體滲進地下，對原本的地下水體及地面土壤造成影響。這類受污的土壤及水源既威脅著水中與陸地的動植物，而且還影響到農(nóng)業(yè)澆灌，引起了諸多水生態(tài)惡化情況。

1.3 生態(tài)環(huán)境性能降低

露天開采環(huán)節(jié)，開挖出來的疏松物質(zhì)例如廢石與廢渣等，會令礦區(qū)產(chǎn)生巨大的水土流失現(xiàn)象。在煤礦的燃燒、開挖、運輸?shù)冗^程均會出現(xiàn)諸多粉塵等有害物質(zhì)，極大影響空氣。另外，生產(chǎn)機械設施在運行時會出現(xiàn)很大的噪音污染，露天開采時令原本的蓄水保土、涵養(yǎng)水體與維護生物多元化等生態(tài)功能逐漸消失，導致整個生態(tài)體系質(zhì)量降低。

2 露天開采的環(huán)保技術

2.1 露天開采的基本目標

露天環(huán)保開采包括如下幾點目標：（1）實現(xiàn)以最低的環(huán)境代價得到最多的資源開發(fā);（2）實現(xiàn)由開采根源管理露天礦區(qū)對生態(tài)的影響及污染;把“先開采后生態(tài)治理形式”改變成“從開采根源管理露天開采對生態(tài)破壞的新形式”;（3）實現(xiàn)由露天礦規(guī)劃到開采，直到閉坑整個過程的生態(tài)污染管理。以露天礦體“綠色度”指標和“綠色因子”指標性能達到環(huán)保要求;（4）實現(xiàn)露天采礦和礦區(qū)的固體條件、水體條件、空氣條件和生態(tài)條件相統(tǒng)一發(fā)展;（5）促進露天礦長遠發(fā)展。

針對一個具備露天礦進行綠色開采的各種目標，應當設置諸多定量化指標，以實現(xiàn)礦區(qū)自然環(huán)保的最終目標。

2.2 綠色開采科技

2.2.1 內(nèi)排土場陡幫排土方法

內(nèi)排土場陡幫排土方法主要包含：（1）根據(jù)物料穩(wěn)固性科學設置排土材料的堆積順序，實施按物料穩(wěn)固性從強至弱、從上到下分層堆放。（2）不同物料根據(jù)各種幫坡角來排土，穩(wěn)固性很強的物料采取偏陡的幫坡角[1]。（3）排土場每個臺階采取有2個端幫對向跟蹤排土處理，以完成陡幫排土。（4）合理加大排土臺階高程，內(nèi)排土臺階高程由原來的2個剝離臺階加大到3個臺階高程或某個整層巖體的高程。圖1是內(nèi)排土場與采場作業(yè)幫陡開采結(jié)構圖。

2.2.2 采場和外排土場帷幕及降塵方法

露天開采在挖掘出有用礦物的基礎上，也會形成諸多的煙塵，影響礦區(qū)以及周圍的空氣環(huán)境。礦區(qū)控塵方法主要包括：（1）穿孔機安裝消塵器，采取逐孔起爆方法，降低一次起爆藥劑;（2）挖掘機上安裝噴水消塵設備，或選擇含消塵設備的開挖機;（3）盡可能采取很長的膠帶機，以削減轉(zhuǎn)載點數(shù)，于轉(zhuǎn)載點位置安裝噴水消塵器以及防塵罩;（4）車輛運輸過程安裝充足的道路噴水車與清掃車，安裝充足的道路平整和保養(yǎng)機器，保證道路平整沒有浮土;（5）選擇新能源汽車，降低汽車尾氣排出，在運送干線上安裝直流架線，車輛利用電能;在作業(yè)面上，車輛采用柴油動力;（6）露天開采自燃防治工藝，降低坑中礦石開采量以及回采量，減少煤炭暴露周期，安裝專業(yè)的滅火器;（7）露天開采周邊、外排土場周邊、儲煤場周邊安裝防塵帷幕。經(jīng)現(xiàn)場監(jiān)控、創(chuàng)建飛塵擴散規(guī)律仿真模型，探究飛塵的形成機理以及分散規(guī)律，設置科學的帷幕高程。

2.2.3 綠色開采方法

露天采礦不同的方法設施對生態(tài)系統(tǒng)的影響是有差別的，如膠帶運送爬坡性能很強，令設有運送設施的邊幫邊坡角很陡，進而降低了對土地的影響，膠帶運送機應用電能，防止了采取汽車運送的尾氣排出。但膠帶運送機運送增多了破碎環(huán)節(jié)與轉(zhuǎn)載環(huán)節(jié)，令塵源增加;汽車運送轉(zhuǎn)載過程少，但車輛數(shù)量多，形成尾氣、道路揚塵非常嚴重，令經(jīng)濟運距很短，進而制約著外排土場部位的篩選;鐵路運送產(chǎn)塵量低，經(jīng)濟運距很大，能符合外排土場選取偏遠的地點要求。但因為其爬坡性能差，令設定運送路徑的邊坡很緩，擴大了占地范圍[2]。露天開采采用如下綠色開發(fā)方法：（1）采裝機器：裝配置單獨的噴水消塵設施;（2）運送機器：利用雙能源車輛，盡可能采取長膠帶機，且在轉(zhuǎn)載點位置安裝揚塵防護罩與消塵設備，鐵道運送時在自翻車中填滿貨物的頂端噴灑適量的水;（3）排土機械：排土機械上安裝噴水消塵設備，或安裝專業(yè)的噴水消塵機器;（4）選煤廠：安裝專業(yè)的消塵機械。

2.3 閉坑處理方法

不管采取哪種開采方法、哪種開采流程以及開采方式，露天礦區(qū)閉坑之后勢必會留下很大的礦坑，露天開采停產(chǎn)之后，不再保護邊坡以及地下水，伴隨時間推移，就會出現(xiàn)巨大的地質(zhì)條件災害，像滑坡、地面沉降、地下水污染等等。出現(xiàn)地質(zhì)環(huán)境問題后對其治理非常難，而且治理成本較高。廢舊露天礦坑處理良好的方法為礦坑填充。填充露天礦坑首先需要諸多的回填材料;其次，回填材料要安全有序地輸送至礦坑內(nèi)。回填要求處理，所以，提出采用臨近的正在制造的露天礦區(qū)外排剝離材料用作回填材料的方式。因為礦區(qū)邊幫坡度很大，常見的露天礦運送設施，像礦用車輛、鐵路等受運送路線坡度制約，難以把物料送至坑中，且朝坑底運輸物料的機械設施有安全隱患，極易導致在長大下坡道中出現(xiàn)溜車，所以，采取一般的運輸途徑從技術方面以及安全方面來考慮是不可行的[3]。由此，通過探究提出采用溜槽溜井方法朝露天礦坑內(nèi)運輸回填物料，借助物料的重力能節(jié)省能源，減少運輸費用，處理物料運輸難題。

3 生態(tài)環(huán)保策略

3.1 建立健全的生態(tài)環(huán)保計劃體制

在生態(tài)自然條件下，露天開采工作對其產(chǎn)生較大的影響，為確保各種天然資源不受到污染及破壞，制定一套完善的生態(tài)環(huán)保、修復以及補償系統(tǒng)是非常關鍵的。經(jīng)持續(xù)完善生態(tài)環(huán)保計劃體制，可以實現(xiàn)資源的長遠發(fā)展，通過建立科學可行的環(huán)保措施，更好的將防范治理相統(tǒng)一，進而將生態(tài)環(huán)境污染降至最低。

3.2 礦區(qū)規(guī)范修建

不斷減少露天開采對自然環(huán)境污染的有效途徑即注重礦區(qū)的規(guī)范修建。在修建露天礦區(qū)時，完善設計方案，綜合考量多種因素，提升單位范圍的產(chǎn)能，降低開采用地，盡量提高單位產(chǎn)量。而且減小排土占地，實行開采內(nèi)排土，合理提升內(nèi)外排土場高程。在修建開采區(qū)時，應考慮生態(tài)建設，確保礦石開挖的每個流程均滿足生態(tài)化要求，在保障產(chǎn)能的基礎上，也重視土地的復用修建。

3.3 工程策略

針對開采剩余的廢石及礦渣要統(tǒng)一在礦區(qū)內(nèi)處置，進而改善井底地面植物被壓占的情況。在修建廢石場時，在下部先以大塊廢石做墊層，方便水分的滲入，避免整個廢石場產(chǎn)生冒水情況[4]。采用從下到上的分層形式堆積，并定時加以平整。在廢石場頂部建立截洪溝，令廢石場不會遭到洪水的沖擊，礦區(qū)中的道路應安裝護坡與道路保護手段，且在次年春季播種當季適宜的植物。

3.4 生物策略

爆破與開采之中的安全界限應修建綠化分離帶，分離帶的寬度維持在100m左右，栽種的植物為適宜的物種;開展礦區(qū)公路綠化，保證最后坡面的可靠性，并栽種合適的植物，當開采完成后應立即復墾，這是目前露天采礦地面修復的重要途徑，當前所用的復墾方法包括生態(tài)農(nóng)業(yè)與生物復墾兩類形式。

3.5 水環(huán)境的保護

露天礦區(qū)中排土場為保障水環(huán)境，一般會修建于難以滲漏的基底上，而且具備很好的廢水集中性能;將開采區(qū)與排土場中的清水及廢水進行科學分離[5]。規(guī)范化設計與應用地下水，防止產(chǎn)生地下水超采與失衡現(xiàn)象;此外，做好礦區(qū)中有害礦物及廢棄物的處置，防止污染土壤與地下水。

4 結(jié)語

綜上所述，人類由于破壞生態(tài)而受到大自然報復的案例很多，由此能夠證明，每一個案例均是大自然帶給人們的一次重要警鐘。注重生態(tài)環(huán)保，加強修復被污染的生態(tài)體系，能夠避免地質(zhì)災害的出現(xiàn)。因此，重視露天礦區(qū)的規(guī)范化修建，積極維護生態(tài)體系，保證土地復墾項目的落實作用較大。

參考文獻

[1] 袁財.淺析露天開采與環(huán)境保護[J].綠色環(huán)保建材，2018（09）：27-28+31.

[2] 周幸.有色金屬露天開采礦山環(huán)境保護與治理研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2018，17（06）：210-211.