采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用分析

李 帆

（青海省第六地質(zhì)勘查院，青海 格爾木 816000）

1 采礦工程中綠色開采技術(shù)的應(yīng)用價值

金屬礦石作為重要戰(zhàn)略資源，是人類賴以生存和發(fā)展基礎(chǔ)保障，受多方面因素影響，金屬礦業(yè)發(fā)展迅速背景下，對環(huán)境造成嚴(yán)重影響，如重金屬污染、酸性廢水污染、固體廢棄物污染等。如何高效保證金屬資源開發(fā)，實(shí)現(xiàn)人類與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)發(fā)展目標(biāo)。隨綠色理念持續(xù)性深入，各領(lǐng)域活動開展積極提倡綠色、環(huán)保，為進(jìn)一步促進(jìn)采礦產(chǎn)業(yè)良好發(fā)展，應(yīng)積極引入綠色開采技術(shù)，體現(xiàn)應(yīng)用價值如下：①采礦工程節(jié)能減排實(shí)際需求。傳統(tǒng)采礦活動中，會排放大量有害廢棄物，影響礦山生態(tài)環(huán)境，應(yīng)用綠色開采技術(shù)，可提升各資源使用率，進(jìn)行二次利用。②有助于伴生資源開發(fā)。一般正式實(shí)施采礦作業(yè)之前，為促使采礦作業(yè)有序推進(jìn)，需對其系統(tǒng)性展開水文、地質(zhì)信息勘察，以此對其進(jìn)行分析，了解各類安全隱患，采取針對性措施解決，保證采礦作業(yè)良好實(shí)施。③有效保護(hù)采礦環(huán)境。采礦活動實(shí)施對礦山環(huán)境影響較大，綠色開采技術(shù)核心目的在于保護(hù)及改善環(huán)境。金屬礦綠色開采宗旨始終保持金屬礦開發(fā)和生態(tài)環(huán)境均衡，形成資源利用與生態(tài)環(huán)境相互協(xié)調(diào)發(fā)展，提高資源利用率，對環(huán)境干擾較小。其本質(zhì)出發(fā)點(diǎn)是有效防治金屬礦實(shí)際開采過程中，對環(huán)境造成不良影響，增強(qiáng)資源綜合利用，擴(kuò)展新技術(shù)和新裝備，實(shí)現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境三位一體良好發(fā)展。由上述金屬礦綠色開采技術(shù)應(yīng)用價值分析，力爭實(shí)現(xiàn)三個目標(biāo)，開采理念秉持從源頭消除對環(huán)境影響，開采與治理齊頭并進(jìn)；選用先進(jìn)技術(shù)及裝備，實(shí)現(xiàn)低能耗、低排放目標(biāo)；保護(hù)地下水，減輕地面沉降，減少尾礦等固體排放。

2 采礦工程中存在問題分析

作為地域遼闊國家，我國礦產(chǎn)資源十分豐富，采礦產(chǎn)業(yè)具有良好發(fā)展前景，目前我國采礦技術(shù)仍以傳統(tǒng)方式為主，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，與我國提倡的綠色、環(huán)保理念相悖，無法滿足新時期采礦工程環(huán)保要求，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

（1）重金屬污染。金屬地下礦石實(shí)際開采過程中，被輸送至最終目的地，且采取一系列冶選方式，促使處于一定深度下礦物呈現(xiàn)至表面，礦物成分和物理狀態(tài)發(fā)生改變，致使重金屬元素持續(xù)性釋放于生態(tài)環(huán)境中，對環(huán)境造成不利影響。金屬礦隨時間推移，礦山環(huán)境中金屬持續(xù)性疊加積累，重金屬污染日漸加劇。金屬礦山固體廢物中涵蓋各類重金屬，持續(xù)性滲透于土壤中，增加土壤中毒風(fēng)險。此外，部分金屬礦山開采過程中，最終產(chǎn)生固體廢料中含有部分放射性物質(zhì)。

（2）酸性廢水污染。水作為生命源泉，是人類發(fā)展生存的基礎(chǔ)保障，礦產(chǎn)資源實(shí)際開采過程中，一定程度會對地下水資源造成干擾，導(dǎo)致地下水量發(fā)生變化，影響水文地質(zhì)條件。金屬礦實(shí)際開采過程中，產(chǎn)生酸性廢水污染核心源頭包含三個，即生產(chǎn)礦坑水、雨淋廢石場后滲流污水、選礦廠洗礦排放污水。其中硫化礦氧化作用下，形成大量酸性廢水，是金屬礦山酸性廢水主要因素，其對環(huán)境造成嚴(yán)重影響，體現(xiàn)在以下幾方面：①礦坑酸性廢水對地下水源、地表水等造成嚴(yán)重影響，促使其顏色變化，水土生態(tài)環(huán)境進(jìn)入惡性循環(huán)中；②酸性廢水由于其自身物理、化學(xué)性質(zhì)，持續(xù)性腐蝕金屬設(shè)備，增加成本支出；③若酸性廢水一旦進(jìn)入耕地中，不僅對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響，而且依托食物鏈途徑間接對人類健康造成危害[1]。

（3）固體廢棄物污染。金屬礦實(shí)際開采過程中，礦區(qū)內(nèi)固體廢棄物長期處于自然空氣中，隨時間推移由于風(fēng)化作用形成粉狀，特別是處于空氣干燥季節(jié)，易形成粉塵污染。據(jù)實(shí)際金屬礦區(qū)現(xiàn)場調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，礦區(qū)大氣污染較為嚴(yán)重，粉塵含量超標(biāo)較為嚴(yán)重，尾礦廢石揚(yáng)起的粉塵促使礦區(qū)及生活區(qū)域內(nèi)粉塵污染加劇，需對其高度重視。酸性水體中大量金屬和重金屬離子來源于金屬礦山廢石、尾礦等。

（4）固體廢棄物占地。金屬礦山固體廢棄物在多個環(huán)節(jié)均會產(chǎn)生，如采礦、選礦等環(huán)節(jié)中，體現(xiàn)在露天開采形成廢石、尾礦及廢渣中。礦山廢石生成量最大，選冶產(chǎn)生的次之，此類固體廢棄物處理方式多以集中堆放為主，隨金屬礦開采不斷發(fā)展，規(guī)模持續(xù)性擴(kuò)大，導(dǎo)致占據(jù)大量面積，干擾正常農(nóng)業(yè)耕地生產(chǎn)，而且破壞大量綠植。

3 綠色開采技術(shù)在采礦工程中應(yīng)用

為進(jìn)一步保障綠色開采技術(shù)有效實(shí)施，需妥善協(xié)調(diào)金屬礦開采、環(huán)境等矛盾沖突。金屬礦綠色開采技術(shù)是對環(huán)境造成干擾較小，資源利用率提高開采模式，核心目的在于保證金屬礦實(shí)際開采過程中，對環(huán)境影響降至最低。立足宏觀層面觀測，主要是利用主金屬、水等相關(guān)共伴生金屬及尾礦，以此減少采礦活動實(shí)施對環(huán)境干擾，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展目標(biāo)。按照金屬礦實(shí)際開采狀況，綠色開采技術(shù)主要包含以下幾種。

3.1 金屬礦保水開采技術(shù)

保水開采技術(shù)是綠色開采技術(shù)重要類型，水作為人類賴以生存的重要資源之一，金屬礦實(shí)際開采過程中，通過利用地下水流失控制技術(shù)，即保水開采技術(shù)，保證對水資源不會造成影響。金屬礦實(shí)際開采過程中對水資源造成影響，不僅促使水資源污染浪費(fèi)嚴(yán)重，以及礦層地下開采之后疏干礦床，持續(xù)性抽取地下水資源，導(dǎo)致其水位不斷降低，泉水量不斷減少同時，嚴(yán)重狀況下會引起地面塌陷；金屬礦若屬于自然環(huán)境下開采，內(nèi)部水資源面臨枯竭。保水開采技術(shù)應(yīng)用需按照礦區(qū)開采方式等作為切入點(diǎn)，最大限度降低金屬礦活動對水資源影響，以免地下水位下降。此外，需合理應(yīng)用礦井水，將其進(jìn)行處理之后作為礦區(qū)自用水，嚴(yán)格依照水質(zhì)特征及用水需求，選擇合理地處理工藝，實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用[2]。

3.2 金屬礦減沉開采技術(shù)

減沉開采技術(shù)作為金屬礦綠色開采技術(shù)之一，主要是減少由于開采活動造成地面呈現(xiàn)，對地面土地及建筑物予以保護(hù)。礦體開采漏出之后，應(yīng)立即選用固體材料填充至采空區(qū)，以免造成其頂板冒落質(zhì)量缺陷，減少地表發(fā)生沉陷，進(jìn)而保護(hù)地面及建筑物。金屬礦減沉技術(shù)應(yīng)用，需對礦區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)性勘察，掌握礦產(chǎn)實(shí)際分布狀況，其次是明確賦存狀態(tài)，根據(jù)現(xiàn)場開采技術(shù)條件及水平，選用合理開采模式。金屬礦正式開發(fā)之前，需周圍環(huán)境處于發(fā)展協(xié)調(diào)狀態(tài)，由于開采活動易導(dǎo)致開采區(qū)域內(nèi)發(fā)生地表沉降。因此，礦山開采之前需對其環(huán)境承載力準(zhǔn)確評估，選取合理開采技術(shù)，制定綠色開采計劃。

3.3 金屬礦無廢開采技術(shù)

無廢開采技術(shù)作為綠色開采技術(shù)，主要是最大限度提高廢料產(chǎn)出量，以及將最終排放量降至最低，提高各項(xiàng)資源利用率，減少由于礦產(chǎn)開采對環(huán)境影響。金屬礦無廢開采技術(shù)主要加強(qiáng)在以下兩方面：一方面，金屬礦多數(shù)屬于多金屬礦，所以采取針對性措施，提高資源利用率十分關(guān)鍵?？赏ㄟ^應(yīng)用合理開采工藝，降低尾礦及廢石產(chǎn)出量，生產(chǎn)活動中優(yōu)化開采工藝流程及技術(shù)，降低廢石及回收等；另一方面，尾礦和廢石充分利用，依托特殊處理加工方法，實(shí)現(xiàn)廢物利用制成各類建筑材料。

3.4 金屬礦共、伴生資源綜合利用技術(shù)

我國地域較為遼闊，不同區(qū)域內(nèi)地質(zhì)環(huán)境不盡相同，也因此形成大量復(fù)合性礦床，其中單一成分較少，存在共、伴生礦產(chǎn)較多，由于金屬礦構(gòu)成結(jié)構(gòu)具有一定復(fù)雜性，部分屬于單一成分礦產(chǎn)之外，其他多數(shù)均為不同程度共伴生金屬礦物。綜合利用方式包含三種：首先，主金屬礦物與其他伴生礦物粒度存在較大差異性，應(yīng)按照其實(shí)際性質(zhì)，選用合理冶煉方式。礦物中存在伴生元素粒度直徑較小，分選難度較大，其只能隨載體礦物精礦富集，在后續(xù)精礦提選中分離；其次，礦石中金屬與共、伴生金屬含量均較低，且后者呈現(xiàn)為分散狀態(tài)，需利用其物理性質(zhì)在選礦之前進(jìn)行處理；最后，利用奧斯麥特爐等進(jìn)行初期分離，最終獲取一種或兩種金屬熔體產(chǎn)物[3]。

4 綠色采礦技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量保證措施

4.1 加大采礦設(shè)備管理

綠色采礦技術(shù)應(yīng)用，有助于減少對環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)良好經(jīng)濟(jì)、社會效益，采礦設(shè)備作為采礦重要基礎(chǔ)保障，做好設(shè)備管理利于綠色開采技術(shù)應(yīng)用。采礦設(shè)備管理不僅強(qiáng)調(diào)管理方面，更需注重設(shè)備更新，引入更節(jié)能、環(huán)保綠色開采設(shè)備。一方面針對開采設(shè)備管理，主要是通過實(shí)時跟蹤設(shè)備使用狀況，對其進(jìn)行定期檢修及養(yǎng)護(hù)，保證其各項(xiàng)性能處于最佳狀態(tài)，為綠色采礦技術(shù)良好應(yīng)用做以支撐；另一方面，采礦設(shè)備更新。近年來，伴隨新技術(shù)、新材料在采礦設(shè)備上應(yīng)用，促使其噪聲污染予以有效改善，并布設(shè)相應(yīng)傳感裝置，實(shí)施將工作面信息傳輸至工作終端，不僅保證工作面工作安全性，而且有助于掌握設(shè)備使用狀況，應(yīng)積極引入先進(jìn)綠色設(shè)備，將其與綠色開采技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，從本質(zhì)層面實(shí)現(xiàn)綠色開采目標(biāo)。

4.2 提高采礦工程管理水平

提高采礦工程管理水平，創(chuàng)新及改革管理模式是核心舉措，應(yīng)用現(xiàn)代新型管理技術(shù)。采礦工作管理不斷趨于智能化、自動化，應(yīng)樹立現(xiàn)代化管理理念，實(shí)施精細(xì)化管理，保證各開采環(huán)節(jié)均具有規(guī)范性。同時，管理人員自身專業(yè)素養(yǎng)，與管理成效密切相關(guān)，需定期做好人員培訓(xùn)，不斷保證其管理方式及理念，與現(xiàn)代化發(fā)展相吻合，針對采礦過程中出現(xiàn)問題，需及時進(jìn)行解決，提高采礦工程管理水平。此外，需完善相關(guān)管理制度，為綠色開采技術(shù)應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)?？赏ㄟ^企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)站，實(shí)時關(guān)注國家及地區(qū)關(guān)于采礦相關(guān)政策，結(jié)合自身實(shí)際狀況，制定完善工作制度，全面為綠色開采技術(shù)應(yīng)用保駕護(hù)航。

5 結(jié)語

金屬礦資源是社會發(fā)展支撐核心資源之一，對我國國民經(jīng)濟(jì)增長具有重要價值，時代高速發(fā)展及科技水平提升，對金屬礦資源需求增加，隨之而來是環(huán)境污染問題，破壞當(dāng)?shù)刈匀簧鷳B(tài)環(huán)境，以及采礦作業(yè)持續(xù)性。因此，為減少對自然環(huán)境影響，促進(jìn)采礦產(chǎn)業(yè)持續(xù)性發(fā)展，積極引入綠色開采技術(shù)，降低對環(huán)境污染程度，實(shí)現(xiàn)人與自然共同發(fā)展。