基于采礦工程中的綠色開采技術(shù)應(yīng)用探究

曹新亮

摘要：為解決礦產(chǎn)開采環(huán)境破壞和污染問題，本文以某礦區(qū)為例，對(duì)其開采前、開采中和開采后采用的綠色開采技術(shù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析，以期為相關(guān)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：采礦;綠色開采;生態(tài)環(huán)境保護(hù)

礦產(chǎn)開采和生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間有著十分突出的矛盾，為減少礦產(chǎn)開采對(duì)環(huán)境造成的影響與破壞，需要在開采中引入一系列綠色開采技術(shù)?，F(xiàn)以某礦區(qū)為例，對(duì)其整個(gè)生產(chǎn)階段采用的綠色開采技術(shù)做如下分析。

1采前技術(shù)

該礦區(qū)水土流失和土地沙漠化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，基于這種環(huán)境，如果沒有在開采之前建立一個(gè)穩(wěn)定且良好的生態(tài)系統(tǒng)，將無法減輕環(huán)境污染，而且也難以抵抗開采可能給環(huán)境造成的不利影響。為從根本上避免以往開采方式造成的生態(tài)退化與環(huán)境污染等問題，企業(yè)要在認(rèn)清自身生產(chǎn)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)礦區(qū)范圍內(nèi)的自然生態(tài)條件進(jìn)行充分的考慮，由此創(chuàng)建一個(gè)主動(dòng)式的防治工作模式[1]。

首先要確立目標(biāo)，即在保證礦區(qū)正常開發(fā)建設(shè)的基礎(chǔ)上，減小開采可能給生態(tài)系統(tǒng)造成的影響，采用不同措施增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境自身抵抗開采影響的能力，避免生態(tài)環(huán)境由于開采嚴(yán)重退化，使生態(tài)系統(tǒng)依然有相對(duì)健全功能，同時(shí)可以做到穩(wěn)定增強(qiáng)。根據(jù)相關(guān)理論，并結(jié)合礦區(qū)實(shí)際情況與特點(diǎn)，在開采開始前，采用一系列技術(shù)措施進(jìn)行生態(tài)功能圈的構(gòu)建。按照生態(tài)學(xué)原理，與礦區(qū)范圍內(nèi)自然條件和礦區(qū)自身開發(fā)建設(shè)特點(diǎn)為依據(jù)，劃分不同的區(qū)域，如外圍防護(hù)區(qū)、周邊綠化區(qū)與中心美化區(qū)等。其中，外圍防護(hù)區(qū)主要采用植物作為措施，輔以必要的機(jī)械措施，比如將現(xiàn)有的生態(tài)林之前的喬木為主和喬灌結(jié)合改造成草本為主和草灌結(jié)合;周邊綠化區(qū)將水土保持、混交造林和綜合治理等作為核心，在中心區(qū)的周邊創(chuàng)造一個(gè)常綠林，以發(fā)揮預(yù)期的水土保持功能;中心美化區(qū)則是將生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)化、人工調(diào)控導(dǎo)向及抗逆樹種選擇與撫育管理等作為核心，將包含水土保持、植被建設(shè)、園林建造、景觀建造和市政建設(shè)等在內(nèi)諸多技術(shù)集為一體，并與之前介紹的兩個(gè)區(qū)域相配合，形成三位一體的綜合生態(tài)保護(hù)區(qū)。

2采中技術(shù)

2.1無巖巷布置和矸石利用

采用傳統(tǒng)開采方式時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很多煤矸石，除了占用大量土地，對(duì)水源造成污染，而且還容易發(fā)生自燃。對(duì)此，可通過無巖巷布置來減少矸石產(chǎn)生，具體實(shí)現(xiàn)方法包括：①分層開拓;②取消盤區(qū)劃分;③全煤巷布置;④使立交巷道實(shí)現(xiàn)平交化。在此基礎(chǔ)上，通過廢巷充填和貯矸硐室充填，使矸石不再升井。另外，對(duì)矸石進(jìn)行資源化利用，如可利用矸石進(jìn)行發(fā)電等，新建矸石熱電廠，或?qū)肥M(jìn)行分層堆放與覆土等，減少矸石造成的環(huán)境破壞及污染[2]。

2.2水利用

針對(duì)該礦區(qū)水資源相對(duì)匱乏的實(shí)際情況，將污水地面處理和二次循環(huán)利用作為中心，嚴(yán)格遵循對(duì)單循環(huán)環(huán)節(jié)進(jìn)行加長(zhǎng)和盡可能多次利用等基本原則，先在地面污水處理單元對(duì)生產(chǎn)和生活污水進(jìn)行處理，然后處理后的水再回用于生產(chǎn)生活或植被灌溉，以此形成一個(gè)覆蓋多個(gè)層次的綜合水資源循環(huán)系統(tǒng)，在減少水資源消耗及浪費(fèi)的同時(shí)，有效防止污染。

生產(chǎn)實(shí)踐過程中，可針對(duì)礦井水引入采空區(qū)過濾及凈化二次回用技術(shù)，以此在減少外排的同時(shí)，使礦井水實(shí)現(xiàn)資源化。其中，采空區(qū)過濾是指在采用有效安全防護(hù)措施的基礎(chǔ)上，將生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的污水均注入到采空區(qū)內(nèi)，使采空區(qū)變成一個(gè)可實(shí)現(xiàn)蓄水與凈化處理的水庫(kù)，完成凈化后，再采用輔助設(shè)施將其采空區(qū)中引出，回用到生產(chǎn)生活當(dāng)中，以此從根本上改變以往復(fù)雜繁瑣的方式，減少污水處理方面的成本，并能使排水系統(tǒng)得以很大的簡(jiǎn)化[3]。

2.3粉塵治理

該礦區(qū)有很高的開采強(qiáng)度，開采時(shí)會(huì)用到很多機(jī)械設(shè)備，所以開采過程中粉塵濃度經(jīng)常超標(biāo)。對(duì)此，在創(chuàng)新現(xiàn)有防塵技術(shù)的基礎(chǔ)上，引入其它新技術(shù)，并在源頭上和全過程中提高防塵管理力度。比如，為采掘設(shè)備加裝噴霧裝置，在采掘面的下風(fēng)側(cè)設(shè)置防塵裝置，在綜采面所用噴霧水箱內(nèi)加入粉塵顆粒捕捉劑，引入觸點(diǎn)式降塵器并安裝相應(yīng)的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。通過對(duì)以上各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能將綜采面下風(fēng)側(cè)空氣中粉塵濃度降低到10.7mg/m3，井下降塵效果得以大幅改善。除井下防塵外，還應(yīng)注重地面防塵，比如采用封塵劑與加強(qiáng)裝車封閉等措施，減少整個(gè)運(yùn)輸過程的粉塵產(chǎn)生[4]。

2.4熱能利用

該礦區(qū)冬季氣溫很低，為不影響生產(chǎn)，冬季需采用供熱設(shè)備對(duì)進(jìn)風(fēng)井處空氣進(jìn)行加熱。之前采用的供熱方式為直接使用鍋爐供熱，這樣不僅需要消耗很多燃煤，而且還會(huì)產(chǎn)生大量溫室氣體。對(duì)此，為減少能源消耗與排放，使資源得以最大程度的循環(huán)利用，基于該礦井的回風(fēng)相對(duì)穩(wěn)定且風(fēng)量較大等實(shí)際特點(diǎn)，決定引入回風(fēng)低溫?zé)崮芑厥占夹g(shù)，也就是借助回風(fēng)源熱泵對(duì)礦井中的低溫?zé)崮苓M(jìn)行回收，以此為加熱過程提供熱源，這樣能在解決供暖問題的同時(shí)，減少燃煤消耗與溫室氣體排放，進(jìn)而提升礦區(qū)生產(chǎn)的節(jié)能和環(huán)保水平。以該礦井的某風(fēng)井為例，在引入以上技術(shù)后，一年可減少3600t的燃煤和68.2萬kW·h的電量，折合費(fèi)用近160萬元，此為還能減少約9000t的溫室氣體排放，表現(xiàn)出極為顯著的節(jié)能減排效果。

3采后技術(shù)

根據(jù)沉陷區(qū)形成后其生態(tài)環(huán)境發(fā)生的變化可知，沉陷并不會(huì)對(duì)植被和土壤中的水分及養(yǎng)分造成太大影響，生態(tài)環(huán)境沒有因?yàn)槌料輩^(qū)而遭到嚴(yán)重的破壞?；诖耍鶕?jù)水分承載力和植被之間的關(guān)系，對(duì)沉陷區(qū)范圍內(nèi)的植被進(jìn)行針對(duì)性的修復(fù)，以此徹底解決沉陷區(qū)形成后長(zhǎng)時(shí)間貧瘠的問題[5]。

其中，植被修復(fù)可采用以下兩種方法：其一，封育修復(fù)，適用于原植被相對(duì)良好的情況，充分利用生態(tài)系統(tǒng)具有的自我調(diào)節(jié)及修復(fù)能力，達(dá)到自然恢復(fù)的目的。如前所述，沉陷并不會(huì)給植被造成太大的影響，由于植物根系有很強(qiáng)的修復(fù)力，所以通過封育就可以達(dá)到良好的修復(fù)效果;其二，人工輔助修復(fù)，適用于原植被條件相對(duì)較差的情況，具體可通過補(bǔ)設(shè)沙障與補(bǔ)噴草籽來使沙面保持穩(wěn)定，間接提高植被的覆蓋率。

在生態(tài)功能優(yōu)化方面，應(yīng)遵循因地制宜的原則通過鄉(xiāng)土植物種植來提高區(qū)域的植被覆蓋率，并保證生物多樣性，在條件允許時(shí)還應(yīng)發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)，以此在恢復(fù)與改善生態(tài)功能的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮生態(tài)經(jīng)濟(jì)[6]。

對(duì)露天采區(qū)進(jìn)行土地復(fù)墾也是一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過邊剝離邊回填，在分層開采完成后，根據(jù)原土層的順序進(jìn)行分層回填。由于露天開采對(duì)原有的土壤結(jié)構(gòu)造成了很大破壞，使土壤理化性質(zhì)與養(yǎng)分均大幅下降，所以必須重視土壤改良，具體可采用黏土進(jìn)行改良，尤其是復(fù)墾區(qū)中結(jié)構(gòu)比較松散的土壤，可通過加墊黏土來改良，通過對(duì)黏土和原土壤的充分混合，提高土壤黏度，并形成團(tuán)粒狀的結(jié)構(gòu)，最終起到保水保肥作用。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，綠色開采實(shí)際上是一個(gè)貫穿整個(gè)采礦過程的課題，即在開采前、開采中與開采后都要嚴(yán)格貫徹綠色生態(tài)的思想，然后根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際，引入合理可行的技術(shù)措施，只有這樣才能真正達(dá)到預(yù)期的綠色生態(tài)目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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