露天采礦工程中綠色采礦技術(shù)的應(yīng)用探討

遲振琳

（鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司大連分公司，遼寧 大連 116049）

礦山資源屬于不可再生資源，開采的難度非常高，但是礦山資源的用途較廣，因此，導(dǎo)致礦山資源的稀缺現(xiàn)象。結(jié)合我國(guó)國(guó)情利用綠色采礦技術(shù)，降低對(duì)礦山資源的依賴是實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的必要條件。持續(xù)開展對(duì)不可再生資源的開采，面臨的環(huán)境污染和環(huán)境破壞是不可逆的。在開采過(guò)程中不僅僅影響到土質(zhì)變化，甚至對(duì)地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成破壞，威脅到社會(huì)發(fā)展與居民的正常生活[1]。

1 露天礦開采中的主要環(huán)保問(wèn)題

（1）土地資源遭到破壞。土壤是植物生長(zhǎng)的根基，其提供充足的營(yíng)養(yǎng)，因此加強(qiáng)對(duì)土地資源的保護(hù)至關(guān)重要。在露天礦開采過(guò)程中，土地資源受損的問(wèn)題普遍存在，具體體現(xiàn)在礦山工業(yè)場(chǎng)地的建設(shè)、開山修路、采場(chǎng)剝離等方面。相關(guān)工作的開展并未充分考慮可耕種土壤的保護(hù)，從而導(dǎo)致大范圍的水土流失問(wèn)題；而在地表植被受損后，對(duì)地面的防護(hù)效果變差，風(fēng)力水力的侵蝕作用增強(qiáng)，隨時(shí)間的推移，土地沙化。

（2）地質(zhì)災(zāi)害。受地面開挖及邊坡開挖的擾動(dòng)性影響，山體、斜坡的穩(wěn)定性難以得到保障，巖（土）體伴有變形現(xiàn)象，隨之誘發(fā)崩塌、滑坡等事故。此外，礦山開采期間產(chǎn)生的廢石（渣）未得到有效的處理，而是大量堆積在山坡、溝谷中，加之現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)降雨的沖刷作用，易發(fā)生泥石流。

（3）固體廢棄物大量堆積。采礦過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄尾礦和廢石，若未采用合理的方法進(jìn)行處理，導(dǎo)致出現(xiàn)溝壑及河道遭淤塞、泄洪阻礙性較強(qiáng)等問(wèn)題。

（4）水環(huán)境遭破壞。礦山開采時(shí)產(chǎn)生的廢石和尾礦暴露在大氣中，大量的硫化物在與空氣接觸后發(fā)生氧化反應(yīng)，形成酸雨，并且酸雨下滲，對(duì)深層地下水系造成影響；同時(shí)，廢水未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)便進(jìn)行排放，污染地表水體，威脅到周邊居民日常生產(chǎn)、生活用水的安全性。

（5）大氣污染。露天礦山開采過(guò)程中存在較為明顯的粉塵污染問(wèn)題，例如基巖穿孔爆破、巖塊的破碎與裝載等作業(yè)場(chǎng)景中均會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，且以干燥的地區(qū)更為明顯，若現(xiàn)場(chǎng)有大風(fēng)，易產(chǎn)生塵暴。露天礦山開采過(guò)程中，大量運(yùn)輸車輛往來(lái)造成礦粉揚(yáng)起，致使大氣中的粉塵濃度增加，加劇大氣污染。

（6）噪聲污染。露天采場(chǎng)的設(shè)備包含鑿巖鉆機(jī)、裝載機(jī)、液壓鏟等，設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中有較為明顯的噪聲污染，平均達(dá)到100dB，并且爆破時(shí)產(chǎn)生的噪聲更為嚴(yán)重，其嚴(yán)重影響員工的正常工作乃至身心健康，同時(shí)干擾周邊居民的正常生產(chǎn)與生活。

2 露天礦山綠色開采技術(shù)應(yīng)用的必要性

在露天礦山中利用綠色開采技術(shù)符合國(guó)家的政策要求，也是礦山開采行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。綠色開采技術(shù)應(yīng)用的必要性主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)，綠色開采技術(shù)有效推進(jìn)我國(guó)露天礦開采的效率，降低開采中出現(xiàn)的浪費(fèi)問(wèn)題，利用綠色開采技術(shù)突破以往傳統(tǒng)型開采工藝中存在的局限性，有效彌補(bǔ)了薄弱和不足。而且露天礦開采中的綠色開采技術(shù)屬于先進(jìn)的開采工藝，滿足了開采的節(jié)能降耗目標(biāo)。第二點(diǎn)，綠色開采技術(shù)降低礦山資源開采中出現(xiàn)的環(huán)境污染。傳統(tǒng)采礦應(yīng)用的工藝對(duì)環(huán)境造成極大破壞，比如說(shuō)，大氣污染，土壤污染，噪音污染等等，這些既破壞生態(tài)環(huán)境，又不利于周圍居民的生活，然而，通過(guò)綠色開采技術(shù)降低露天礦開采中出現(xiàn)的環(huán)境破壞，也大幅度降低了開采受到的安全威脅。也就是說(shuō)，綠色開采技術(shù)在提升了露天礦開采的環(huán)保性，同時(shí)，滿足安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益提升的目標(biāo)。第三點(diǎn)，綠色開采技術(shù)的應(yīng)用推進(jìn)了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)。近年來(lái)，我國(guó)不斷加大對(duì)綠色、節(jié)能、環(huán)保等理念的宣傳，很多企業(yè)都開展了對(duì)新型能源技術(shù)的應(yīng)用，礦山企業(yè)面臨著激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，在當(dāng)前的市場(chǎng)發(fā)展情況下，露天礦企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益提升，必須加大新理念的融入，注重礦山開采的綠色與環(huán)保，贏得更大的競(jìng)爭(zhēng)地位，同時(shí)讓礦山企業(yè)有更大的發(fā)展空間[2]。

3 綠色開采技術(shù)在露天礦山的應(yīng)用

3.1 移動(dòng)式破碎站開采技術(shù)

移動(dòng)式破碎站開采技術(shù)屬于新型開采工藝，主要的設(shè)備包含篩分履帶式移動(dòng)破碎裝置和反擊履帶式移動(dòng)破碎裝置，另外，在開采過(guò)程中存在一些大型的開采裝置，包含履帶式移動(dòng)破碎裝置和圓錐履帶式移動(dòng)破碎裝置。通過(guò)此方法大幅度降低對(duì)運(yùn)輸機(jī)械的依賴程度，同時(shí)，降低了露天礦開采的成本投入，減少了運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)的環(huán)境破壞，實(shí)現(xiàn)了礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的增長(zhǎng)。在露天礦開采中應(yīng)用該工藝具備非常明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，尤其在一些地形條件和開采工藝要求較高的情況下，具備非常強(qiáng)的適用性，結(jié)合現(xiàn)有的礦山條件進(jìn)行優(yōu)化與組合，讓開采更加靈活。比如說(shuō)，根據(jù)開采區(qū)域、地質(zhì)特點(diǎn)以及開采對(duì)象不同，結(jié)合開采等級(jí)開采模式等進(jìn)行選擇，最為常見(jiàn)的有三種模式，分別是一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)破碎開采模式，相比于以往傳統(tǒng)型的開采技術(shù)，該技術(shù)具備的耐久性更高，破碎率也更高。除此之外，在開采過(guò)程中利用該技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)，滿足對(duì)粗料和細(xì)料地篩分，實(shí)現(xiàn)了礦山開采效率提升，減少粉塵與尾氣[3]。

3.2 數(shù)字開采技術(shù)

通過(guò)數(shù)字開采技術(shù)的應(yīng)用，工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的收集與分析，結(jié)合開采系統(tǒng)設(shè)定較為完善的開采方案，工作人員實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，保障了露天礦開采的高效與安全。目前，應(yīng)用最為廣泛的數(shù)字開采技術(shù)有兩種，包括工程應(yīng)用技術(shù)以及數(shù)字地球技術(shù)，在開采過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了融合監(jiān)控系統(tǒng)、智能操作系統(tǒng)、地質(zhì)模型等技術(shù)。在實(shí)際開采中應(yīng)用數(shù)字開采技術(shù)對(duì)工作人員的技能要求相對(duì)較高，必須熟練操作各類系統(tǒng)，同時(shí)，能夠以數(shù)字信息的方式進(jìn)行開采中信息表達(dá)，掌握更多的數(shù)據(jù)和信息處理的知識(shí)。除此之外，在利用數(shù)字開采技術(shù)時(shí)，企業(yè)需要結(jié)合開采要求建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，滿足露天礦開采效率的提升，更有利于開采過(guò)程中技術(shù)的優(yōu)化與更新。

3.3 變廢為寶的綠色治理技術(shù)

一般來(lái)說(shuō)，在露天礦開采之后，存在閑置的礦山山體，結(jié)合綠色化和生態(tài)化的理念，因此，在開采完成之后設(shè)置相應(yīng)的植物屏障，降低對(duì)礦山土地的破壞。一方面實(shí)施相應(yīng)的環(huán)保屏障，減少開采過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境的破壞。另一方面，大幅度提升礦山的美觀性，利用恰當(dāng)?shù)闹参锓N植使礦山具備極強(qiáng)的健康色彩，為礦山開采企業(yè)樹立良好形象。除此之外，在露天礦開采完成后，礦渣通過(guò)黃河淤泥進(jìn)行再處理變廢為寶，生成有機(jī)肥田，用于農(nóng)業(yè)種植，提高周圍居民的經(jīng)濟(jì)收入，并且展現(xiàn)綠色礦山的發(fā)展趨勢(shì)。

3.4 其他技術(shù)措施

（1）薄覆蓋層選采技術(shù)。在本項(xiàng)目中，高度追求回采率，秉承著減少尾礦的基本開采原則，應(yīng)用到分塊選采技術(shù)。①將采掘平盤寬度劃分為多個(gè)可滿足設(shè)備正常運(yùn)行要求以及正常開采要求的區(qū)塊，再按照水平分層的方法有序開挖，逐層遞進(jìn)，完成一塊段的開采作業(yè)后，進(jìn)而轉(zhuǎn)向下一塊段，以循序漸進(jìn)的方式開采，有效提高開采率。②礦石加工中，未超過(guò) 4.75mm 的細(xì)料占到總量的 20.3%，其中含大量的石屑和石粉，若未合理利用此類材料，則會(huì)造成較為明顯的資源浪費(fèi)。秉承著資源利用率最大化的原則，項(xiàng)目對(duì)該類固體廢棄物的類別、特性、含量等做深入的分析，確定細(xì)料的應(yīng)用方向，適配包含石屑石粉收集技術(shù)、機(jī)制砂生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)在內(nèi)的多項(xiàng)重要技術(shù)，實(shí)施精細(xì)化加工的模式，有效利用了礦山生產(chǎn)期間產(chǎn)生的廢料，達(dá)到“變廢為寶”的效果。

（2）廢水處理：礦山加工篩洗將產(chǎn)生大量的廢水，考慮最大限度規(guī)避廢水污染的問(wèn)題，采取分級(jí)處理的方法，構(gòu)成“石粉回收預(yù)處理→絮凝沉淀→機(jī)械脫水”的流程化處理模式，并根據(jù)該處理流程建設(shè)廢水處理系統(tǒng)。其中，篩洗車間日常運(yùn)行中產(chǎn)生的廢水進(jìn)入系統(tǒng)集水池，由該處的泵裝置轉(zhuǎn)至預(yù)處理車間，高效回收廢水中的細(xì)砂，并且將該部分處理后的廢水轉(zhuǎn)至輻流式沉淀池，于該處做沉淀處理，得到上清水并流入清水池，再轉(zhuǎn)至篩選車間，實(shí)現(xiàn)對(duì)該部分水的循環(huán)利用。輻流式沉淀池底部存在的泥漿，通過(guò)泵送的方式轉(zhuǎn)至污泥池內(nèi)，用渣漿泵將該處的污泥轉(zhuǎn)至壓濾機(jī)內(nèi)做脫水處理，形成含水量較低的泥渣，其在帶式輸送機(jī)的作用下轉(zhuǎn)至泥餅暫存堆場(chǎng)，于該處暫時(shí)存放。在上述的基礎(chǔ)上，通過(guò)裝載機(jī)和自卸車的聯(lián)合動(dòng)作，運(yùn)至場(chǎng)外以便綜合利用。關(guān)于廢水處理系統(tǒng)的工藝流程，如圖1所示[4]。

圖1 廢水處理系統(tǒng)工藝流程

總之，經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步推進(jìn)了我國(guó)礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是，在露天礦開采中，我國(guó)的環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞，為了滿足礦山企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在露天礦開采中融合更多的綠色開采技術(shù)，改變傳統(tǒng)型的開采方法，達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的，建立綠色開采技術(shù)應(yīng)用體系，加大施工現(xiàn)場(chǎng)的分析，融入更多的先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)理念，實(shí)現(xiàn)開采方式的優(yōu)化，推進(jìn)我國(guó)露天礦的發(fā)展與進(jìn)步。