地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及綠色開采技術(shù)創(chuàng)新

張 麗

（河北省地質(zhì)工程勘查院，河北 保定 071000）

當(dāng)前，我國的勘查及綠色開采技術(shù)與以往技術(shù)相比，盡管已經(jīng)有了明顯的提升，但是在開展采礦過程中依然存在大量的問題。所以，這就需要相關(guān)企業(yè)非常重視及加大有關(guān)技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新力度。另外，相關(guān)技術(shù)人員和工作人員根據(jù)存在的實際情況，提出針對且有效的應(yīng)對策略，保證地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及綠色開采的安全。因此，本文主要對地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及綠色開采技術(shù)存在問題及優(yōu)化策略展開相應(yīng)的分析和探討。

1 地質(zhì)礦產(chǎn)勘查及綠色開采技術(shù)存在的各種問題

采礦區(qū)域是指富含礦產(chǎn)資源的地方，通常也指采用地下采掘或露天采掘方式進(jìn)行開采。當(dāng)?shù)V層離地表遠(yuǎn)時，一般選擇向地下開掘礦井采掘，此為井工礦產(chǎn)。當(dāng)?shù)V層距地表的距離很近時，一般選擇直接剝離地表土層挖掘礦產(chǎn)資源，此為露天礦產(chǎn)。中國絕大部分礦產(chǎn)屬于井工煤礦。礦產(chǎn)采礦工程范圍包括地上地下以及相關(guān)設(shè)施的很大區(qū)域。礦產(chǎn)資源是人類在開掘富含有資源的地質(zhì)層時所挖掘的合理空間，通常包括巷道、井硐和采掘面等。礦產(chǎn)資源是由一定地質(zhì)年代生長的礦脈結(jié)構(gòu)，在適宜的地質(zhì)環(huán)境中，逐漸堆積成厚層，并埋沒在水底或泥沙中，經(jīng)過漫長地質(zhì)年代的天然礦化作用而形成的。在世界上各地質(zhì)時期中，以石炭紀(jì)、二疊紀(jì)、侏羅紀(jì)和第三紀(jì)的地層中產(chǎn)礦最多，是重要的成礦時代。礦產(chǎn)資源的含碳量一般為46～97%，呈褐色至黑色，具有暗淡至金屬光澤。在我國礦產(chǎn)資源開采必須依法開采，證照齊全有效。貫徹“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的安全生產(chǎn)方針。

2 采礦工程對環(huán)境造成的污染

2.1 采礦工程對土地資源的影響

礦產(chǎn)資源通常都是在地下生產(chǎn)，因此開采的工作也都是在地下進(jìn)行的，長久以來地下采礦的過程中出現(xiàn)過許多的傷亡事故，也可以說采礦行業(yè)的工作存在著較高的風(fēng)險。在采礦的過程中對土地資源的損壞主要包括：地表面的水土流失嚴(yán)重，植物在礦區(qū)周圍難以生存，導(dǎo)致著礦區(qū)周圍的沙漠化程度逐漸加重；由于在礦區(qū)開采的過程中會產(chǎn)生大量的廢棄物，廢棄物的堆放占據(jù)著城市之中大量的土地面積，從而縮減城市土地的利用率，造成土地資源的浪費(fèi)，同時廢棄物在堆放的過程之中會產(chǎn)生許多細(xì)菌以及污染物，這些污染物質(zhì)對土地的損害也十分的明顯；由于過度的采礦導(dǎo)致礦區(qū)地下開采空曠，導(dǎo)致上層土地結(jié)構(gòu)松散形成塌陷，地層表面形成洼陷，這種洼陷的現(xiàn)象同時也會導(dǎo)致大量的腐蝕物堆積，堆積的腐蝕物逐漸滲入地下層，農(nóng)田的耕作需要土地的微生物供養(yǎng)，但是由于開采的過程之中土地之中有過量的有害物質(zhì)殘存，進(jìn)一步的污染著礦區(qū)周圍的土地環(huán)境，從而讓城市土地面積的利用率更加減少[1]。

2.2 采礦工程對空氣環(huán)境的影響

地下封存的氣體較多，在采礦的過程之中會產(chǎn)生大量的有害氣體，比如：在開采的過程中會形成大量的二氧化碳、二氧化硫、瓦斯等氣體，這些氣體對人體都存在著較大的危害。二氧化碳和瓦斯會加強(qiáng)地球表面的溫度，從而加劇全球變暖的趨勢，而二氧化硫與雨水進(jìn)行結(jié)合會形成酸雨，酸雨的腐蝕性較高，會影響土地的酸堿性，也對植物、動物以及身體造成嚴(yán)重的危害，損害礦區(qū)人民的身體健康[2]。

2.3 采礦工程對水資源的影響

在采礦的過程之中，地下水位過高會造成采礦的困難，因此需要降低開采的水位，地下水位的降低會形成地下水資源的流失，此外在開采的過程之中會對地下水造成嚴(yán)重的污染。而在礦區(qū)的開采過程中，對地面水資源也會形成污染，地下水資源的嚴(yán)重流失也會影響地上水資源的正常流動。比如：泉水干涸、河流泥沙化嚴(yán)重等，而地上水資源的水位高低影響著人們的生活質(zhì)量和生活水平，地上水資源是供給人們正常生活的水資源，采礦工程對水資源的破壞影響著人們的日常生活水平和質(zhì)量，其中對農(nóng)田耕種最為明顯[3]。

3 采礦工程之中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用

3.1 矸石處理的綠色開采技術(shù)

在開采的過程之中會產(chǎn)出大量的廢棄物，這些廢棄物就是所謂的矸石。矸石的大量排出不知會對土地進(jìn)行污染，并且大量的矸石堆積也會形成自燃的現(xiàn)象，矸石的自燃同時也會對空氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。由于現(xiàn)階段的采礦過程之中，對矸石沒有有效的進(jìn)行處理，導(dǎo)致矸石大量的堆積，侵占礦區(qū)周圍城市的土地面積，對環(huán)境的污染越發(fā)的嚴(yán)重?，F(xiàn)階段矸石的綠色處理辦法主要是化學(xué)和物理綜合運(yùn)用的處理方式?；瘜W(xué)和物理綜合運(yùn)用的處理辦法，主要是根據(jù)矸石的化學(xué)物理性質(zhì)，然后選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)和無機(jī)的溶解劑進(jìn)行溶解處理。此外，還有覆蓋和增加的綜合利用的處理辦法，在這其中覆蓋就是在礦區(qū)之中的廢棄物上進(jìn)行直接的覆蓋，并在覆蓋層面上重新復(fù)耕造林，科學(xué)有效的進(jìn)行生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)，這樣的方法有效的降低矸石與空氣的接觸，避免矸石與空氣接觸形成二次的污染；矸石的綜合利用主要分兩種方式，一種是將矸石作為建筑材料，這樣的利用不僅可以有效地降低建筑工程的施工成本，還能減少矸石對土地和空氣污染；第二種是科學(xué)技術(shù)將矸石中含有的金屬元素進(jìn)行提取，加強(qiáng)矸石的經(jīng)濟(jì)價值，以此來實現(xiàn)資源的二次利用。不論是哪種處理方式，都是提升矸石的使用價值，增加矸石的利用效率，從而減少矸石對環(huán)境的影響，提升礦產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)收益價值[4]。

表1 填充法礦采技術(shù)

3.2 在采礦工程中對井下氣體與資源的處理

為了能夠?qū)崿F(xiàn)礦產(chǎn)的高利用率，可以適當(dāng)?shù)貙⒓胁煌牡V產(chǎn)資源進(jìn)行共同利用，就比如在采礦過程中會產(chǎn)生一定量的井下氣體，雖然氣體是一種會帶來全球變暖效應(yīng)的氣體，但同時井下氣體也是一種區(qū)全新的清潔能源，但受到現(xiàn)階段采礦技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)效益的影響，在開采的過程之中智能利用一種礦產(chǎn)資源將有害氣體大量的排放，這樣的情況不僅導(dǎo)致有害氣體資源的浪費(fèi)，也會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。在實際的開采過程中，需要運(yùn)用綠色開采的技術(shù)對井下氣體進(jìn)行收集，避免氣體的浪費(fèi)。在這方面的綠色開采技術(shù)主要分為兩種：首先是將礦產(chǎn)資源與井下氣體進(jìn)行共同的開采在礦產(chǎn)的開采過后四周的圍巖壓力減少，這樣的請情況會導(dǎo)致大量的有害氣體進(jìn)行排放，在這個時候可以利用科技手段將有害氣體進(jìn)行抽取，從而實現(xiàn)井下氣體與礦產(chǎn)資源的共同用開采；其次，在礦產(chǎn)資源開采之前可以將井下氣體通過特殊的手段從圍巖之中抽離，以此來實現(xiàn)共同開采的目標(biāo)。礦產(chǎn)資源與井下氣體的共同開采，不僅可以有效的緩解井下氣體對空氣環(huán)境造成的污染，從而形成的全球變暖效應(yīng)，還能夠提升礦采的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，避免資源的大量浪費(fèi)，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的開采要求[5]。

3.3 對水資源的保護(hù)措施

對水資源的保護(hù)主要是在開采之前，要對地下水位進(jìn)行監(jiān)測，在監(jiān)測的過程之中觀察地下水位的變化狀況和形態(tài)，并將監(jiān)測的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和歸納，從數(shù)據(jù)之中找尋最適合開采的時機(jī)點。為了能夠有效地避免在礦采完成之后，礦區(qū)內(nèi)部出現(xiàn)地下水資源流失嚴(yán)重的現(xiàn)象，在礦采的過程之中要做好隔水的準(zhǔn)備。選擇隔水性較好的圍巖層進(jìn)行填充（如表1所示），避免在開采的過程中地下水位持續(xù)的變化，形成地下漏斗的現(xiàn)象發(fā)生。在礦采的過程中，自然天氣的變化難以掌握，因此選擇隔水性較好的巖層進(jìn)行填充，能夠保證雨水的滲透增高地下的水位線[6]。

3.4 完善井下氣體的處理技術(shù)

在地質(zhì)礦產(chǎn)開采過程中，抽放是我國大部分采礦企業(yè)用來應(yīng)對井下氣體的主要方法，此種方法在實際應(yīng)用過程中，通常與理想效果和效益相差甚遠(yuǎn)。因此，企業(yè)需要對這樣的方式做出相應(yīng)的調(diào)整，如企業(yè)可以通過對井下氣體的移動和運(yùn)行情況實行全面性的了解，從而選取相對應(yīng)的排放技術(shù)，這樣不但能夠有效減少由井下氣體引發(fā)的安全隱患問題，還可以保證達(dá)到理想的效果，進(jìn)而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。與此同時，井下氣體理設(shè)備的廠家也可以采取投入更多的研發(fā)資金，以及與有關(guān)高校進(jìn)行合作，通過這樣的方式降低設(shè)備價格，使其能夠得到更加廣泛性的應(yīng)用，最終保障地質(zhì)礦產(chǎn)井下作業(yè)人員的安全，以及提升地質(zhì)礦產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，采礦過程之中會對礦區(qū)周圍的土地、水質(zhì)以及空氣造成嚴(yán)重的污染，這些污染不僅影響著人們的生活，還不利于國家的生態(tài)環(huán)?？沙掷m(xù)發(fā)展理念，因此采礦行業(yè)需要重視對現(xiàn)有技術(shù)的加強(qiáng)，實現(xiàn)綠色開采技術(shù)，保證行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。