露天采礦工程中綠色采礦技術的應用探討

遲振琳

（鞍鋼集團礦業(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，導致礦山資源的稀缺現(xiàn)象。結合我國國情利用綠色采礦技術，降低對礦山資源的依賴是實現(xiàn)我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必要條件。持續(xù)開展對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。在開采過程中不僅僅影響到土質變化，甚至對地質結構造成破壞，威脅到社會發(fā)展與居民的正常生活[1]。

1 露天礦開采中的主要環(huán)保問題

（1）土地資源遭到破壞。土壤是植物生長的根基，其提供充足的營養(yǎng)，因此加強對土地資源的保護至關重要。在露天礦開采過程中，土地資源受損的問題普遍存在，具體體現(xiàn)在礦山工業(yè)場地的建設、開山修路、采場剝離等方面。相關工作的開展并未充分考慮可耕種土壤的保護，從而導致大范圍的水土流失問題；而在地表植被受損后，對地面的防護效果變差，風力水力的侵蝕作用增強，隨時間的推移，土地沙化。

（2）地質災害。受地面開挖及邊坡開挖的擾動性影響，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)場強降雨的沖刷作用，易發(fā)生泥石流。

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

（4）水環(huán)境遭破壞。礦山開采時產(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，形成酸雨，并且酸雨下滲，對深層地下水系造成影響；同時，廢水未達到標準便進行排放，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。露天礦山開采過程中存在較為明顯的粉塵污染問題，例如基巖穿孔爆破、巖塊的破碎與裝載等作業(yè)場景中均會產(chǎn)生大量的粉塵，且以干燥的地區(qū)更為明顯，若現(xiàn)場有大風，易產(chǎn)生塵暴。露天礦山開采過程中，大量運輸車輛往來造成礦粉揚起，致使大氣中的粉塵濃度增加，加劇大氣污染。

（6）噪聲污染。露天采場的設備包含鑿巖鉆機、裝載機、液壓鏟等，設備在運行過程中有較為明顯的噪聲污染，平均達到100dB，并且爆破時產(chǎn)生的噪聲更為嚴重，其嚴重影響員工的正常工作乃至身心健康，同時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應用的必要性

在露天礦山中利用綠色開采技術符合國家的政策要求，也是礦山開采行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。綠色開采技術應用的必要性主要體現(xiàn)在以下幾點：第一點，綠色開采技術有效推進我國露天礦開采的效率，降低開采中出現(xiàn)的浪費問題，利用綠色開采技術突破以往傳統(tǒng)型開采工藝中存在的局限性，有效彌補了薄弱和不足。而且露天礦開采中的綠色開采技術屬于先進的開采工藝，滿足了開采的節(jié)能降耗目標。第二點，綠色開采技術降低礦山資源開采中出現(xiàn)的環(huán)境污染。傳統(tǒng)采礦應用的工藝對環(huán)境造成極大破壞，比如說，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，通過綠色開采技術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，綠色開采技術在提升了露天礦開采的環(huán)保性，同時，滿足安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益提升的目標。第三點，綠色開采技術的應用推進了企業(yè)經(jīng)濟效益增長。近年來，我國不斷加大對綠色、節(jié)能、環(huán)保等理念的宣傳，很多企業(yè)都開展了對新型能源技術的應用，礦山企業(yè)面臨著激烈的市場競爭環(huán)境，在當前的市場發(fā)展情況下，露天礦企業(yè)想要實現(xiàn)經(jīng)濟效益提升，必須加大新理念的融入，注重礦山開采的綠色與環(huán)保，贏得更大的競爭地位，同時讓礦山企業(yè)有更大的發(fā)展空間[2]。

3 綠色開采技術在露天礦山的應用

3.1 移動式破碎站開采技術

移動式破碎站開采技術屬于新型開采工藝，主要的設備包含篩分履帶式移動破碎裝置和反擊履帶式移動破碎裝置，另外，在開采過程中存在一些大型的開采裝置，包含履帶式移動破碎裝置和圓錐履帶式移動破碎裝置。通過此方法大幅度降低對運輸機械的依賴程度，同時，降低了露天礦開采的成本投入，減少了運輸過程中出現(xiàn)的環(huán)境破壞，實現(xiàn)了礦山企業(yè)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益的增長。在露天礦開采中應用該工藝具備非常明顯的應用優(yōu)勢，尤其在一些地形條件和開采工藝要求較高的情況下，具備非常強的適用性，結合現(xiàn)有的礦山條件進行優(yōu)化與組合，讓開采更加靈活。比如說，根據(jù)開采區(qū)域、地質特點以及開采對象不同，結合開采等級開采模式等進行選擇，最為常見的有三種模式，分別是一級、二級和三級破碎開采模式，相比于以往傳統(tǒng)型的開采技術，該技術具備的耐久性更高，破碎率也更高。除此之外，在開采過程中利用該技術實現(xiàn)優(yōu)化結構，滿足對粗料和細料地篩分，實現(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

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

3.3 變廢為寶的綠色治理技術

一般來說，在露天礦開采之后，存在閑置的礦山山體，結合綠色化和生態(tài)化的理念，因此，在開采完成之后設置相應的植物屏障，降低對礦山土地的破壞。一方面實施相應的環(huán)保屏障，減少開采過程中對周圍環(huán)境的破壞。另一方面，大幅度提升礦山的美觀性，利用恰當?shù)闹参锓N植使礦山具備極強的健康色彩，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，礦渣通過黃河淤泥進行再處理變廢為寶，生成有機肥田，用于農業(yè)種植，提高周圍居民的經(jīng)濟收入，并且展現(xiàn)綠色礦山的發(fā)展趨勢。

3.4 其他技術措施

（1）薄覆蓋層選采技術。在本項目中，高度追求回采率，秉承著減少尾礦的基本開采原則，應用到分塊選采技術。①將采掘平盤寬度劃分為多個可滿足設備正常運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，完成一塊段的開采作業(yè)后，進而轉向下一塊段，以循序漸進的方式開采，有效提高開采率。②礦石加工中，未超過 4.75mm 的細料占到總量的 20.3%，其中含大量的石屑和石粉，若未合理利用此類材料，則會造成較為明顯的資源浪費。秉承著資源利用率最大化的原則，項目對該類固體廢棄物的類別、特性、含量等做深入的分析，確定細料的應用方向，適配包含石屑石粉收集技術、機制砂生產(chǎn)關鍵技術在內的多項重要技術，實施精細化加工的模式，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)避廢水污染的問題，采取分級處理的方法，構成“石粉回收預處理→絮凝沉淀→機械脫水”的流程化處理模式，并根據(jù)該處理流程建設廢水處理系統(tǒng)。其中，篩洗車間日常運行中產(chǎn)生的廢水進入系統(tǒng)集水池，由該處的泵裝置轉至預處理車間，高效回收廢水中的細砂，并且將該部分處理后的廢水轉至輻流式沉淀池，于該處做沉淀處理，得到上清水并流入清水池，再轉至篩選車間，實現(xiàn)對該部分水的循環(huán)利用。輻流式沉淀池底部存在的泥漿，通過泵送的方式轉至污泥池內，用渣漿泵將該處的污泥轉至壓濾機內做脫水處理，形成含水量較低的泥渣，其在帶式輸送機的作用下轉至泥餅暫存堆場，于該處暫時存放。在上述的基礎上，通過裝載機和自卸車的聯(lián)合動作，運至場外以便綜合利用。關于廢水處理系統(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)濟的進步推進了我國礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是，在露天礦開采中，我國的環(huán)境遭到了嚴重破壞，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，改變傳統(tǒng)型的開采方法，達到保護環(huán)境的目的，建立綠色開采技術應用體系，加大施工現(xiàn)場的分析，融入更多的先進技術和先進理念，實現(xiàn)開采方式的優(yōu)化，推進我國露天礦的發(fā)展與進步。