綠色開采在采礦工程中的應(yīng)用

＊周 劍

（山西省煤炭建設(shè)監(jiān)理有限公司 山西 030012）

引言

采礦工程極易對地表產(chǎn)生破壞，繼而引發(fā)一系列的生態(tài)環(huán)境破壞與環(huán)境污染。一旦產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞效果，對其原有的地表、空氣以及水資源破壞很難再去修復(fù)。近些年來，國外對于礦業(yè)開采的生態(tài)保護(hù)工作有了新的認(rèn)識(shí)，并取材投入了大量資金與技術(shù)研究之后取得了良好的效果。但是，我國對于礦業(yè)開采的認(rèn)知與國外相比嚴(yán)重不足，最終導(dǎo)致了對于環(huán)境污染越來越嚴(yán)重。為了更好地促進(jìn)礦業(yè)工程的健康可持續(xù)發(fā)展與升級(jí)轉(zhuǎn)型，需要積極運(yùn)用先進(jìn)的綠色理念，有效推動(dòng)采礦工程由傳統(tǒng)型升級(jí)轉(zhuǎn)型為資源節(jié)約型。因此，積極地調(diào)整礦產(chǎn)開采的傳統(tǒng)觀念，利用先進(jìn)的科學(xué)綠色開采模式，有效構(gòu)建環(huán)境友好型是我國采礦工程未來發(fā)展方向的必經(jīng)之路。

1.當(dāng)前我國礦產(chǎn)開采技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

就傳統(tǒng)的礦產(chǎn)開采技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，常用的技術(shù)主要包含了離層區(qū)注漿、水砂充填、條帶開采、風(fēng)力充填等形式，這些傳統(tǒng)的礦業(yè)開采技術(shù)應(yīng)用普遍存在著諸多的弊端與不足，使得大多數(shù)的礦業(yè)工程在開展相關(guān)的開采活動(dòng)時(shí)出現(xiàn)產(chǎn)出率低、技術(shù)應(yīng)用實(shí)施難度大等特點(diǎn)，嚴(yán)重影響著礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級(jí)。為了有效解決這種窘狀，我國需要加大對礦產(chǎn)產(chǎn)業(yè)綠色開采技術(shù)的深層研究，積極創(chuàng)新開采技術(shù)，有效實(shí)現(xiàn)降低礦業(yè)開采對環(huán)境的污染，最大限度的增強(qiáng)對礦產(chǎn)資源的高利用率，從根本上解決礦產(chǎn)開采的問題。

綠色開采理念的提出，顧名思義就是在礦產(chǎn)開采時(shí)增強(qiáng)對環(huán)境的保護(hù)，最大限度的保證防止與減輕開采礦物資對環(huán)境與可利用資源的破壞，有效減少礦產(chǎn)工程開采過程中對周邊環(huán)境的污染與破壞。在礦產(chǎn)工程中應(yīng)用綠色開采技術(shù)能夠有效保證對當(dāng)?shù)厮Y源、土地資源的破壞與原有地表的改變，減輕礦采時(shí)各種廢棄物的排放，還能夠運(yùn)用先進(jìn)的綠色環(huán)保理念有效實(shí)現(xiàn)對廢棄物的二次利用，增強(qiáng)礦產(chǎn)工程開采的實(shí)效性與環(huán)保性[1]。新時(shí)期社會(huì)背景下，礦產(chǎn)綠色開采技術(shù)作為一種新型的、創(chuàng)新的、科學(xué)礦產(chǎn)開采技術(shù)，主要依據(jù)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，以提升資源利用率、減輕對環(huán)境的污染為主要核心，最終達(dá)到對礦物資源開采的高效率目的。就目前實(shí)際的礦產(chǎn)工程綠色開采技術(shù)應(yīng)用的實(shí)際情況來看，充填開采技術(shù)與綠色開采技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢最為明顯。

2.礦產(chǎn)開采對環(huán)境的污染分析

(1)礦產(chǎn)開采對大氣環(huán)境的污染

隨著礦產(chǎn)事業(yè)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，我國的大氣污染越來越嚴(yán)重。這主要是由于礦產(chǎn)開采過程中，礦井會(huì)釋放大量的二氧化碳、二氧化硫等有害氣體，嚴(yán)重污染了大氣環(huán)境。目前全世界較為嚴(yán)重的溫室效應(yīng)也與礦產(chǎn)開采有著密不可分的聯(lián)系性。雖然我國政府已經(jīng)采取了一系列的干預(yù)政策，但是嚴(yán)重的霧霾、溫室氣體、PM2.5總能觸動(dòng)人心，為人們的生活與工作帶來諸多的焦慮。因此，對采礦工程的改造與升級(jí)是當(dāng)前亟需重視與解決的問題。比如，在對煤礦開采時(shí)，礦井中釋放出來的瓦斯所產(chǎn)生的溫室效應(yīng)能夠超出二氧化碳的幾十倍之多；在對稀土進(jìn)行開采時(shí)，傳統(tǒng)的原地浸礦技術(shù)會(huì)對空氣造成嚴(yán)重氨氮污染。這些相似的采礦工程中都會(huì)或多或少地存在著環(huán)境污染問題，嚴(yán)重影響著人們的身心健康與生態(tài)環(huán)境，同時(shí)，這些大氣污染也使礦區(qū)的環(huán)境容量承受著沉重的壓力，這些可利用資源的開采又不能夠在短時(shí)間內(nèi)有所改變，所以，為了有效緩解大氣環(huán)境壓力，應(yīng)該積極更新礦產(chǎn)開采理念，加強(qiáng)對綠色開采技術(shù)的研究與實(shí)踐應(yīng)用，最大限度的保證礦采工程實(shí)施時(shí)能夠?qū)Υ髿猸h(huán)境減少破壞或者防止破壞[2]。

(2)礦產(chǎn)開采對土地資源的破壞

目前，我國的礦產(chǎn)資源開采主要包括露天開采與地下開采兩種。露天開采對于地表環(huán)境的危害主要表現(xiàn)在對土地進(jìn)行剝離挖損，嚴(yán)重影響著地表中植被的生長與土地耕種，對于地貌的改變以及引發(fā)的一系列景觀生態(tài)現(xiàn)象也是極為嚴(yán)重的；地下開采一般需要深挖巖石隧道，很容易在礦產(chǎn)資源開采時(shí)形成無數(shù)的采空區(qū)與隧道，如果不能夠及時(shí)的對隧道與采空區(qū)進(jìn)行填充與補(bǔ)救措施，很大程度上會(huì)造成地表表面與周邊巖層的松動(dòng)，最終造成地表坍塌，對于當(dāng)?shù)氐慕ㄖ锱c村莊造成嚴(yán)重的破壞與影響。較為嚴(yán)重的情況下，附近的村莊與城市產(chǎn)生的地面坍塌會(huì)造成當(dāng)?shù)厣襟w的坍塌，使得大量的巖石滑落到居住區(qū)，遇到梅雨季節(jié)還會(huì)造成嚴(yán)重的滑坡、泥石流等自然災(zāi)害，使得周邊的村民不得已搬離住所、背井離鄉(xiāng)。同時(shí)，在對礦物資進(jìn)行開采時(shí)所產(chǎn)生的尾礦、廢棄物等堆積成山，在一定程度上容易產(chǎn)生次生地質(zhì)災(zāi)害，還占用了大量的土地資源，長期存放還會(huì)產(chǎn)生較多的粉塵與硫化物，對土地資源進(jìn)行二次傷害。因此，礦產(chǎn)工程不僅大大損害了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全與國家的利益，還會(huì)對土地資源造成嚴(yán)重的破壞，逐漸的使土地資源失去耕種價(jià)值。

(3)礦產(chǎn)開采對水資源的污染

礦產(chǎn)開采對于水資源的污染主要表現(xiàn)在對地下局部區(qū)域水資源的分布平衡的破壞。通常情況下，礦產(chǎn)開采過程中對于地下含水層的原始徑流以及地下巖體結(jié)構(gòu)的破壞，會(huì)造成區(qū)域含水層水位的嚴(yán)重下降，進(jìn)而形成較為嚴(yán)重的區(qū)域地下扇面漏斗區(qū)，對于區(qū)域水文地址環(huán)境產(chǎn)生著不可小覷的破壞。與此同時(shí)，地下水位的大幅度下降也會(huì)對當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)與生活造成較為嚴(yán)重的影響

3.綠色開采在采礦工程中的應(yīng)用與發(fā)展

(1)針對采空區(qū)的綠色開采

由于礦產(chǎn)開采對土地資源的破壞所產(chǎn)生的采空區(qū)，如果不能夠及時(shí)、有效的進(jìn)行填充與實(shí)施補(bǔ)救措施，很大程度上會(huì)造成嚴(yán)重的土壤破壞現(xiàn)象，使得土地耕種面積越來越稀少。如果對采空區(qū)實(shí)施了填充措施，就會(huì)因?yàn)樘畛洳牧咸畛淞看?、來源困難等問題導(dǎo)致對采空區(qū)的填充措施投資成本超出預(yù)算。因此，在實(shí)際的礦產(chǎn)開采時(shí)進(jìn)行采空區(qū)的填充并不是最佳的解決措施，在實(shí)踐操作中被采納與實(shí)現(xiàn)是很難的。針對于采空區(qū)的填充問題，相關(guān)的工作人員需要積極借助于現(xiàn)代化的科學(xué)技術(shù)有效融入綠色開采理念，對土地采空區(qū)進(jìn)行部分填充，以達(dá)到良好地對開采沉陷進(jìn)行控制的效果[3]。通常情況下，通過對“關(guān)鍵層理論”的應(yīng)用與推廣能夠?qū)Σ煽諈^(qū)上方的離層裂隙進(jìn)行注漿與填充，充分發(fā)揮出對采空區(qū)土地資源的減緩下沉速度與區(qū)域下沉量?，F(xiàn)階段，運(yùn)用關(guān)鍵層理論對采空區(qū)進(jìn)行部分填充是當(dāng)前綠色開采技術(shù)中能夠獲取良好效果的技術(shù)之一，當(dāng)務(wù)之急就是尋找來源廣泛、價(jià)格低廉的填充材料。

(2)礦采綠色開采的綜合治理

礦產(chǎn)綠色開采的本質(zhì)其實(shí)就是在保證礦產(chǎn)工程的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益與社會(huì)效益的多重功能下，還能夠有效滿足我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對礦產(chǎn)資源的開采需求，有效兼顧其平衡生態(tài)環(huán)境與人們正常、健康生活的重大職責(zé)與任務(wù)。在綠色開采的實(shí)踐過程中，為了更好地實(shí)現(xiàn)對水資源的高利用率，有效實(shí)現(xiàn)對水資源的科學(xué)合理化使用。運(yùn)用現(xiàn)代化、先進(jìn)的隔離技術(shù)，不僅有效實(shí)現(xiàn)了對礦產(chǎn)工程的綠色開采，還能夠利用將礦業(yè)開采的用水資源與居民生活用水資源隔離開，最大限度的減輕與杜絕了礦產(chǎn)開采對水資源的破壞與嚴(yán)重污染，還能夠保證礦產(chǎn)開采后所產(chǎn)生的廢棄水資源與物資能夠被再次利用。在此過程中，運(yùn)用阻水技術(shù)或者水源截流技術(shù)，將地下層進(jìn)水的通道進(jìn)行封閉，不僅能夠保持水資源在疏干區(qū)的獨(dú)立性，有效預(yù)防二次利用的水資源與優(yōu)質(zhì)生活用水的相互連接，還能夠?qū)⑦@些凈化的水資源用于農(nóng)業(yè)的灌溉，實(shí)現(xiàn)了對水資源的高效利用。同時(shí)，運(yùn)用技術(shù)隔離技術(shù)還能夠有效減少礦井的漏水，最大限度的保證礦區(qū)周邊能夠擁有充足的供水量。最后，運(yùn)用技術(shù)隔離水資源方式，還能夠?qū)σ呀?jīng)污染的礦井水進(jìn)行凈化，通過對被污染水源的物理與化學(xué)性質(zhì)分析，積極采取有效的方法對污染水質(zhì)進(jìn)行分階層治理，讓污染水資源能夠被層層凈化，有效防止水資源的惡化與二次污染。

(3)針對水資源保護(hù)的綠色開采

針對礦產(chǎn)工程對環(huán)境的污染問題，需要積極采取科學(xué)、合理的采礦工藝手段與方法對礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采，有效達(dá)到水資源保護(hù)的良好效果。通常情況下，采用地面注漿的綠色礦產(chǎn)資源開采方式能夠在礦物開采過程中保證地表水資源與地下水資源不受到任何破壞，有效達(dá)成對礦井資源的科學(xué)合理保護(hù)，最大限度的實(shí)現(xiàn)對礦井資源的綜合利用效率。通常情況下，在對礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采時(shí)，隨著礦層中上覆巖層中的關(guān)鍵層產(chǎn)生了嚴(yán)重的斷裂，在該區(qū)域形成了較為嚴(yán)重的地下扇面漏斗區(qū)，使得該層的隔水效果嚴(yán)重下降，最終造成了大量水資源的浪費(fèi)。為了有效解決這種水資源浪費(fèi)現(xiàn)象，需要相關(guān)的工作組織人員的業(yè)內(nèi)專家積極開展關(guān)于地下水上覆巖層隔水的穩(wěn)定性探究，通過在礦產(chǎn)開采時(shí)組織工作人員專門負(fù)責(zé)相關(guān)的抽水與排水工作，以便消除下降漏斗區(qū)的積水等水資源浪費(fèi)現(xiàn)象。同時(shí)，通過科學(xué)合理的控制巖層活動(dòng)，將隔水層的裂縫帶有效轉(zhuǎn)變成為圈狀裂縫帶，是水資源在地下巖層形成循環(huán)圈狀，實(shí)現(xiàn)對裂縫帶的裂縫彌散，最大限度的保證導(dǎo)水裂縫帶現(xiàn)象的不再發(fā)生，實(shí)現(xiàn)對水資源保護(hù)的礦產(chǎn)綠色開采。

4.結(jié)語

綜上所述，隨著生態(tài)環(huán)境問題的不斷突出，加強(qiáng)對自然環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康、可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展的重要核心理念。在對礦產(chǎn)資源進(jìn)行開采的過程中，需要積極采用綠色、環(huán)保、創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)手段，不斷強(qiáng)化技術(shù)水平與應(yīng)用范圍，為全面實(shí)現(xiàn)礦產(chǎn)綠色開采技術(shù)在礦產(chǎn)工程的良好應(yīng)用與發(fā)展創(chuàng)造良好的先決條件。因此，我國政府需要積極推廣技術(shù)、鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而有效推動(dòng)資源節(jié)約型與環(huán)境友好型的社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展。